淺談建筑電氣設(shè)計(jì)若干問(wèn)題

【摘要】建筑電氣設(shè)計(jì)的合理與否，直接影響建筑安全，本文主要對(duì)建筑電氣設(shè)計(jì)若干問(wèn)題作相關(guān)總結(jié)，以供參考。

【關(guān)鍵詞】建筑電氣 設(shè)計(jì) 總結(jié)

1、中壓供電方式

中壓供電等級(jí)由建筑物所在的城市決定，例如深圳中心區(qū)采取10KV供電，天津大型建筑采用35kV供電，蘇州工業(yè)園區(qū)采用20kV供電等。不同的電壓等級(jí)相應(yīng)每路電源的容量不同，要求進(jìn)線回路數(shù)也可能不同，下面以35kV及10kV供電加以說(shuō)明。

35kV供電：天津的超高層建筑采用35kV供電時(shí)，超高層建筑通常由2路獨(dú)立的35kV電源，兩路電源互為備用，單母線分段帶聯(lián)絡(luò)開關(guān)。設(shè)計(jì)的項(xiàng)目采用35kV直接降至0.4kV，可以減少35/10kV及10kV/0.4的多級(jí)轉(zhuǎn)換帶來(lái)的設(shè)備投資增加及設(shè)備房占用面積的增加，35kV供電每個(gè)供電回路可帶用電負(fù)荷容量也加大（例630A的出線開關(guān)，35kV供電負(fù)荷可達(dá)38MVA，10kV供電負(fù)荷不到11MVA），因此兩個(gè)35kV供電回路基本可滿足要求。

10kV供電：深圳中心區(qū)由于采用10kV供電方式，考慮到10kV區(qū)域變電站每個(gè)回路容量及出線情況，采用的方式供電：進(jìn)線采用3路10kV電源供電。系統(tǒng)有下列四種運(yùn)行方式：①正常運(yùn)行時(shí)，兩路主供電源（1DL、2DL））同時(shí)供電，負(fù)荷均衡分配，聯(lián)絡(luò)開關(guān)斷開，備用電源（3DL）熱備用；②當(dāng)其中1路主供電源失電時(shí)，該路電源與備用電源間的聯(lián)絡(luò)開關(guān)自動(dòng)投入，當(dāng)失壓電源回路恢復(fù)電壓時(shí)，手動(dòng)斷開聯(lián)絡(luò)開關(guān)，手動(dòng)合上已恢復(fù)供電回路的電源開關(guān)，轉(zhuǎn)換成正常情況下的供電方式；③當(dāng)兩路主供電源均停電，10DL聯(lián)絡(luò)開關(guān)自動(dòng)投入，備用電源供電；④當(dāng)其中1路主供電源失壓，同時(shí)備供電源失壓，另1路主供電源供電，該側(cè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)保持?jǐn)嚅_。

2、變電所的設(shè)置及設(shè)備的垂直運(yùn)輸

超高層建筑變電所設(shè)置需要考慮到以下三個(gè)方面：

2.1超高層建筑地下室層數(shù)一般都會(huì)超過(guò)1層以上，考慮到首層面積的商業(yè)價(jià)值，變配電房考慮在地下一層設(shè)置，既可以解決洪水時(shí)浸水的問(wèn)題，同時(shí)不占用首層價(jià)值商業(yè)面積。

2.2建筑高度超過(guò)150米的超高層建筑，應(yīng)考慮在上部的避難層設(shè)變配電房。可以有效解決電能質(zhì)量的問(wèn)題（根據(jù)甲級(jí)寫字樓的標(biāo)準(zhǔn)，穩(wěn)態(tài)電源偏差不大于±2%），同時(shí)避免大量的電纜及母線從地下一層穿過(guò)電井到頂層，從而減少管井面積，節(jié)約電纜投資，同時(shí)也可以減少電纜使用中電能的損耗。

2.3要考慮避難層變配電房變壓器的運(yùn)輸問(wèn)題，包括首次吊裝運(yùn)輸及日后更換運(yùn)輸：

2.3.1盡量利用現(xiàn)有的電梯（消防電梯/貨梯）運(yùn)輸。筆者設(shè)計(jì)的深圳超高層項(xiàng)目，貨梯（兼消防梯）運(yùn)輸重量2.5噸，避難層變壓器選擇SGB-R-10/0.4-1000kVA的變壓器，鐵芯材料為卷鐵芯（R型），線圈絕緣為H級(jí)絕緣（SGB型），不帶保護(hù)罩重量小于2.4噸，用貨梯可以很好的解決運(yùn)輸問(wèn)題，當(dāng)然用SCB-10/0.4-1000kVA（線圈為樹脂C級(jí)絕緣、鐵芯為疊加片式）型變壓器重量近3噸，直接用貨梯運(yùn)輸就有問(wèn)題。

2.3.2利用電梯井道運(yùn)輸。本人設(shè)計(jì)的某超高層項(xiàng)目，貨梯（兼消防梯）運(yùn)輸重量2.5噸，由于采用35kV供電，考慮避難層的面積等問(wèn)題，變壓器臺(tái)數(shù)受到限制，避難層選用35/0.4-800kVA的變壓器，不帶保護(hù)罩重量大于3.5噸，變壓器的更換考慮用專業(yè)的吊裝設(shè)備從電梯井道內(nèi)吊裝到避難層的配電房?jī)?nèi)。這種方法要臨時(shí)安裝吊裝設(shè)備，施工工序比較麻煩。

2.3.3把變壓器拆分后到避難層安裝。對(duì)于鐵芯為疊片式的變壓器，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求在車間安裝測(cè)試后，把疊片鐵芯拆開，線圈及鐵芯分別用電梯運(yùn)輸至避難層變配電房，把安裝工具及變壓器檢測(cè)設(shè)備運(yùn)至避難層配電房?jī)?nèi)，將干式變壓器重新組裝。按照變壓器運(yùn)行前規(guī)定的要求， 作驗(yàn)收試驗(yàn)， 內(nèi)容包括：①直流電阻；②絕緣電阻；③變比；④工頻耐壓；⑤空載試驗(yàn)。此方法比用電梯井運(yùn)輸方便。據(jù)資料珠海的華力通在廣州及深圳的多個(gè)大的樓盤使用此方法安裝運(yùn)輸。當(dāng)然此方法不適合鐵芯不能拆開的卷鐵芯變壓器。

3、自備發(fā)電機(jī)的電壓選擇及設(shè)置

3.1電壓選擇：

建筑高度超過(guò)250米高的建筑，當(dāng)?shù)蛪海?.4kV）發(fā)電機(jī)組在地下一層設(shè)置時(shí)，頂層用電設(shè)備的電壓需要作電壓降校驗(yàn)及短路電流校驗(yàn)，當(dāng)超過(guò)電壓要求時(shí)，這時(shí)高區(qū)的應(yīng)急電源要考慮用中壓（10kV）的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)組。由于中壓發(fā)電機(jī)需設(shè)在地下層，10kV電纜通過(guò)電井敷設(shè)到高區(qū)的配電房?jī)?nèi)，通過(guò)變壓器轉(zhuǎn)換為低壓（0.4kV）電源。接入高區(qū)配電房的應(yīng)急母線段。低壓（0.4kV）應(yīng)急電纜或母線改為中壓（10kV）供電，可以節(jié)省大量到高區(qū)配電房的低壓電纜或母線，缺點(diǎn)就是在高區(qū)增設(shè)相應(yīng)的變壓器。當(dāng)然對(duì)于低區(qū)變配電房的應(yīng)急電源還是采用低壓（0.4kV）發(fā)電機(jī)組供電。

3.2柴油發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)條件：

對(duì)于3路10kV供電的情形，當(dāng)2路電源同時(shí)失電時(shí)，應(yīng)要求發(fā)電機(jī)啟動(dòng)，由發(fā)電機(jī)組帶一級(jí)負(fù)荷，同時(shí)通過(guò)電力監(jiān)控系統(tǒng)減少部分空調(diào)、通風(fēng)、采暖負(fù)荷，兩兩聯(lián)絡(luò)的變壓器聯(lián)絡(luò)開關(guān)合上，由另外1路電源帶所有的低壓配電柜的所有負(fù)荷。這種方法充分利用了發(fā)電機(jī)的電力，減少了一般電力的停電范圍。

4、EPS供電時(shí)間（用于應(yīng)急照明）的確定

關(guān)于超高層建筑應(yīng)急照明的供電持續(xù)時(shí)間，很多同行根據(jù)整個(gè)建筑的高度重新計(jì)算，疏散時(shí)間可能要1小時(shí)或2小時(shí)，以此推導(dǎo)出EPS的持續(xù)供電時(shí)間。筆者對(duì)這個(gè)觀點(diǎn)有不同的看法，超高層建筑在設(shè)應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)的情況下，第二路電源為柴油發(fā)電機(jī)組（暫且把2路35KV或10KV電源當(dāng)成第一電源），但柴油發(fā)電機(jī)作為應(yīng)急照明的供電轉(zhuǎn)換時(shí)間不能滿足規(guī)范要求的5秒要求（見《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范 JGJ16-2008》13.8.5條），增加EPS電源，在應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)并穩(wěn)定供電后，EPS電源退出供電。理論上說(shuō)EPS電源的持續(xù)供電時(shí)間滿足發(fā)電機(jī)啟動(dòng)前的轉(zhuǎn)換時(shí)間就可以。考慮到EPS電源的衰減及其他不確定因素，EPS電源按10分鐘設(shè)置。EPS電源作為發(fā)電機(jī)啟動(dòng)前的轉(zhuǎn)換電源，10分鐘完全可以滿足要求。

5、豎向配電干線設(shè)計(jì)

對(duì)于一般的高層建筑，豎向配電盡量用母線供電，來(lái)滿足不同樓層用戶用電可能的負(fù)荷變化。特別對(duì)于裙房的商業(yè)，由于功能很不確定，利用母線可以很好的解決二裝的功能變化問(wèn)題，母線的載流量要考慮低壓柜開關(guān)出線連接的方便，以不超過(guò)1600A為宜。

對(duì)于超高層建筑來(lái)說(shuō)，會(huì)有新的問(wèn)題出現(xiàn)，超高層建筑遇到強(qiáng)風(fēng)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)左右晃動(dòng)，而且幅度會(huì)比一般樓大，只是這種晃動(dòng)一般人用肉眼很難發(fā)現(xiàn)，例如深圳的標(biāo)志性建筑地王大廈地面和建筑物頂部水平振幅可以達(dá)到0.8米，這時(shí)在設(shè)計(jì)上要考慮采用電纜連接銅母線槽配電的方式，以減低超高層建筑物在搖擺時(shí)對(duì)銅母線槽接駁組件位置的拉扯壓力，減少發(fā)生故障及維修的機(jī)會(huì)，也相對(duì)地增加了主干系統(tǒng)的壽命。

6、結(jié)語(yǔ)

超高層建筑的機(jī)電設(shè)計(jì)是各個(gè)專業(yè)協(xié)調(diào)配合的過(guò)程，例如變壓器容量的選擇就要考慮電梯的載重，機(jī)房的位置要考慮層高等。同時(shí)在設(shè)計(jì)中還要考慮投資成本等，只有這樣設(shè)計(jì)成果才能獲得認(rèn)同。

參考文獻(xiàn)

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