超高層建筑供配電系統方案經濟技術比較

任寶立 / 于 波

(哈爾濱工業大學建筑設計研究院，黑龍江 哈爾濱 150090)

超高層建筑供配電系統方案經濟技術比較

任寶立 / 于 波

(哈爾濱工業大學建筑設計研究院，黑龍江 哈爾濱 150090)

0 引言

一般把建筑高度超過100m的高層民用建筑定義為超高層建筑；其中建筑高度超過250m的高層建筑稱為超限高層建筑。伴隨著城市建設的發展，城市用地緊張，超高層建筑越來越多，他們的共同特點是：建筑高度高、面積大、功能復雜、用電負荷大、供電半徑長、消防撲救困難及供電可靠性要求高等。

供電可靠性要求越高、用電負荷越大、供電半徑越長，供配電系統的技術、經濟合理性就越發重要。本文就超高層建筑可能采用的幾個供配電方案逐個進行技術、經濟比較。

1 供配電方案

某超高層建筑地下2層，地上42層，高179m，總建筑面積188 000m2。由2棟主塔及裙房組成，避難層設在十五層及二十九層。建筑立面圖如圖1所示。

根據本建筑概況，供配電系統有如下幾個方案：

1)方案一

本棟建筑地下一層設置制冷站、中心變電所各1處，所有變電配電設施全部設置在地下1層。高壓系統圖如圖2所示。

圖1 建筑立面圖

2)方案二

本棟建筑地下1層設置中心變電所、制冷站變電所各1處，2棟主塔29層避難層各設置分變電所1處。高壓系統圖如圖3所示。

3)方案三

在本棟建筑地下一層設置中心變電所、制冷站變電所各1處，2棟主塔29層避難層設置配電間，主塔上部配電由母線槽送電至29層避難層配電間。高壓系統圖如圖4所示。

此工程建筑高度為179m，建筑內沒有特別重要機房，第3路備用電源考慮到供電半徑及負荷容量，采用0.4kV柴油發電機組，柴油發電機組設在地下一層。

2 各方案經濟、技術比較

1)技術比較

方案一變配電設施設置集中，管理方便，但所有饋電回路電纜由中心變電所集中饋出，電纜量大，傳輸距離遠，耗電纜量大，并且支線饋出距離過遠，對壓降計算不利。

圖2 變電所高壓配電系統圖(方案一)

方案二變配電設施分別設置，深入負荷中心，分散了配電電纜出線，減小了各回路傳輸距離。但是變配電設施設置分散，設備運輸及管理需要側重考慮。按照現行規定，大型公共建筑內耗電量大，電能管理系統必不可少，此套系統解決了變配電設施分散設置的管理問題。變壓器豎向運輸的問題在工程實際中也得到了很好的解決。

圖3 變電所高壓配電系統圖(方案二)

方案三變電設施集中設置，管理方便，配電間深入負荷中心，分散了電纜出線。縮短了支線配電距離，較方案一增加了一級配電，由變電所至避難層配電間之間需要采用0.6/1kV大電纜或封閉母線供電，低壓(0.4kV)線路傳輸距離較遠，不利于電壓降校驗。但總配電級數在三級以內，滿足規范要求。

以上各方案各有優缺點，方案一和方案三比較，直觀上方案三更優于方案一；但是方案二和方案三相比，哪個方案更優，單從技術上很難得出最后結論。

一個好的供配電方案，首先要保障技術合理，在技術合理的基礎上選擇經濟最優方案。下面就方案二和方案三做一下經濟比較。

2)經濟比較

方案二、方案三支路饋線相同，不同之處在于高壓柜、變壓器數量及干線電纜，經濟比較只需要比較支路之前、10kV進線之后部分電氣設施造價。比較結果如表1所示。

從表1可以看出，方案二從經濟方面來說更優于方案三。

3 結束語

從以上技術、經濟方面全面比較后發現，供配電系統方案二優于供配電系統方案三和供配電系統方案一。方案二是最適合于超高層建筑的供配電系統方案，經濟合理、技術可靠。上述經濟和技術方面的比較，對于其他類似超高層建筑供配電系統方案的確定具有很好的參考作用。

表1 方案二和方案三經濟比較

圖4 變電所高壓配電系統圖(方案三)

[1] 中華人民共和國住房和城鄉建設部.10kV及以下變電所設計規范(GB 50053-94)[S].北京：中國計劃出版社,1994.[2] 中華人民共和國住房和城鄉建設部.供配電系統設計規范(GB 50052-2009)[S]. 北京：中國計劃出版社,2010.

Economic and Technical Comparison of High-rise Building Supply and Distribution System Plans

Ren Baoli / Yu Bo

隨著城市建設的發展，城市用地日趨緊張，高層建筑建設呈現上升狀態，而近年來超高層建筑物也發展迅猛。超限高層建筑一般都建設在城市的經濟、文化中心。超高層建筑的中間避難層設置變電所與否也眾說紛紜，各有道理。本文從經濟、技術等方向全面論證、確定適用于超高層建筑的最優供電方案。

超高層建筑 避難層 供配電系統 經濟比較

With the development of urban construction, urban land is increasingly straining, high-rise building construction shows a rising state. Overrun high-rise buildings are generally constructed in the economic and cultural center of the engendered controversy. The middle layer of ultra-high-rise building evacuation substation should be set or not engendered controversy. This article makes a comprehensive demonstration from the aspects of economy and technology to determine the optimal power solution suitable for super high-rise buildings.

high-rise building, refuge floors, supply and distribution systems, economic comparison