淺談新交通大廈配電設計

孟　陳　（安徽省建筑科學研究設計院，安徽　合肥　230001）

淺談新交通大廈配電設計

孟陳（安徽省建筑科學研究設計院，安徽合肥230001）

詳細介紹了超高層建筑合肥市新交通大廈的配電設計內容，包括變配電、照明、節能、防雷及接地系統等設計。

超高層；配電；節能

1　工程概況

本工程為合肥城市軌道交通有限公司所建新交通大廈工程，位于合肥市長江東路和勝利路交口東南角，地下共5層，地上共41層，地下三、四、五層為車庫，三層局部為設備用房，地下一、二層及地上一～四層為商業，五層以上為辦公，十二、二十七層為避難層，建筑高度為175.8m，總建筑面積約96762m2，為超高層公共建筑。

2　高低壓變配電系統

2.1負荷等級

根據規范要求，本工程消防用電、重要的計算機系統電源、安防系統電源、營業廳及門廳照明、特種功能用房、安全照明用電等為一級負荷，其余為二、三級負荷。

一、二級負荷在雙回路電源的設備末端自動切換。

2.2電源

變電所設置　表1

①本項目采用二路10kV高壓獨立進線，分別由市政不同變電站引來，高壓電源采取一用一備形式。用戶進線采用鎧裝電纜埋地方式引至地下三層10kV總配電所。

②10kV高壓側的主接線采用單母線分段方式，高壓側設聯絡開關。

③高壓開關柜的變壓器出線開關設過電流及速斷保護。高壓進線開關設過電流及延時速斷保護。高壓柜真空斷路器、信號電源等由直流屏提供DC110V電源。

2.3負荷計算

①總設備安裝容量（合計規劃設計面積為96762m2）：96762×100W/m2=96762kW（100W/m2）

②需用系數：0.7；

③計算容量：6773.3kW；

④自然平均功率因數：0.76；

⑤電容器補償容量：按每段每臺變壓器容量30%；

⑥補償后10KV側功率因數：0.92以上；

⑦平均負載率：82.5%；

⑧變壓器安裝容量：8210kVA。

2.4計量

①電力、照明、辦公采用高供高計的計量方式，低壓饋電回路設置三相多功能數子式表計，分別對本饋電回路的電流、電壓、電量進行檢測。各終端主配電箱（柜）設置電流、電壓、測量電量表計。

②高壓及低壓計量用電流互感器，有功和無功電度表由供電業務部門選型和安裝，高壓計量柜柜體采用KYN28A-12柜，低壓柜柜體采用GCS型配電柜。

③每個單位、附屬區域設低壓計量用做收費依據。計量表箱安裝在電氣豎井或電氣小間內。

2.5無功補償

在變配電站低壓母線側設置補償電容器，進行集中補償，功率因數補償至0.92以上。

2.6繼電保護

①高壓開關柜設微機綜合保護，具有反時限速斷、過電流保護。

②低壓開關柜進線總開關及母聯具有瞬時過電流、短延時過電流、過載保護。饋電開關具有速斷、過載保護。

2.7低壓配電

①變電所低壓柜引至各用電點的供電，應按建筑設計要求及大廈使用功能的不同分別采用放射式或樹干式供電方式。樓內的電力、照明采用電力電纜或母線槽供電，主電纜設在電氣豎井內，各層由導線分流器或插接箱接至層配電箱，由層配電箱為各用電點供電。

②消火栓、噴淋泵、正壓送風機、防排煙風機、防火卷簾、消防電梯、消防控制室及變配電室等均為雙回路電源，在末端本配電箱自動切換。生活水泵和普通電梯也為雙電源供電，但火災發生時不能使用。

③單臺電動機容量為15kW及以上者，均為降壓起動，降壓起動設備采用軟起動器或星三角起動方式。

3　應急電源

①應急電源包括應急發電機和直流電源裝置。

②不間斷電源裝置為建筑內弱電系統，安保系統，在發電機供電之前保障無瞬時斷電電源。

③本工程設計配置一套1000kW應急發電機組，發電機房設置于地下一層。發電機產生的廢氣組通過排煙管、聯接接頭、消音器向大氣排放。

④應急柴油發電機供電范圍如下：

a.消防負荷：消防水泵、消防電梯、電動防火卷簾、火災自動報警系統、防煙排煙風機、應急照明及疏散指示等。

b.重要負荷：航空障礙燈、生活水泵、消防控制室、地下污水泵、電梯迫降、電訊用電及保安等負荷又是一級負荷中特別重要的負荷。

⑤若兩路市電中斷，備用發電機即自行啟動，在15s內自動投入接至應急供電系統，供應上述范圍的消防負荷及重要負荷。在市電供電恢復時，所有發電機所帶負荷自動轉接回市電系統，發電機自動停止運轉。

4　照明系統

①各場所的照度按《建筑照明設計標準》（GB 50034-2013）規定范圍取其高、中檔照度值。

結合業主方意見，其中辦公環境燈光照度需滿足：

a.平均照度可按大于300lx、小于500lx；

b.照度標準的取值應符合下列規定：

間歇運行的房間取低值；持續運行的房間取中值；連續運行的房間取高值；無窗建筑的房間取中值或高值。

房間眩光限制標準：可有輕微眩光。

②事故照明用雙回路供電，雙回路電源來自不同低壓母線段，事故照明燈自帶應急電源。雙回路在每臺事故照明配電箱內自動切換。

③公共通道、樓梯間、電梯廳、前室、電梯機房、防排煙用機房均設應急照明，各樓層出入口、樓梯間和公共通道的適當位置設應急疏散指示燈，樓梯口設樓層指示燈，以上燈具的應急時間不小于90min。

④各樓層設應急型樓層標志燈。

⑤疏散指示燈、樓層標志燈在正常與事故情況下均可開啟，應急燈只在事故情況下開啟。

⑥大廈的立體照明及室外場地照明由低壓配電屏供電，由大廈物業管理控制。

⑦燈具：辦公室以吸頂熒光燈為主，配電房以熒光燈及壁燈為主，冷凍空調機房、水泵房、電梯機房則分別以熒光燈燈具及節能防水防塵燈具布置。

營業大廳、走道、會議室等的照明設計均由專項設計單位獨立完成，本設計配合供電電源。

⑧辦公、商業宜選用帶電容補償氣體放電燈具，提高照明線路功率因數0.9以上。本設計按具有補償考慮，如熒光燈具不帶補償時，應校驗照明線路的電線截面。照明的單相回路不宜超過16A。

5　電氣節能措施

5.1照明控制方式的選擇（采用合適的控制方式）

①燈具控制開關控制的光源數量不宜少于2個（單燈具除外）。

②每個燈具開關控制的光源數量不宜太多。

③燈具按與側窗平行分別控制。

④對部分光源實施聲、光控制，或全夜、半夜控制。

⑤對公共區域、停車庫（場）和建筑泛光照明等宜采用建筑設備監控系統控制。

5.2照明光源、燈具及附件的選擇

5.2.1照明光源、燈具的選擇

根據光源的光效、色溫、顯色指數、壽命和價格選擇高效節能型光源，即每瓦輸出的光通量高的光源。如：T系列細直熒光燈、緊湊型熒光燈（節能燈）及LED燈（用于應急疏散指示燈或航空障礙燈）。

5.2.2燈具附件的選擇

對于附件，主要是指鎮流器，《建筑照明設計標準》中規定：自鎮流熒光燈應配電子鎮流器；直管形熒光燈應配電子鎮流器或節能型電感鎮流器；高壓鈉燈、金屬鹵化物燈應配節能型電感鎮流器；在電壓偏差較大的場所，宜配恒功率鎮流器；功率較小者可配電子鎮流器。

5.3建筑智能控制的節能措施：

根據《智能建筑設計標準》（GB50314），利用建筑智能控制技術達到節能的目的，主要體現在對建筑設備的監控管理方面。采用建筑設備監控系統，管理者可以對該建筑中的制冷機組、空調器及新風機組等設備的運行狀態進行實時監控；可以對送/排風機及給排水泵等設備進行有效的控制；還可以對高/低壓變配電系統、配電系統、照明系統、電梯系統等進行實時監控。利用建筑設備監控系統，可以全方位地對建筑中各類機電設備的運行狀態進行有效地控制，在滿足建筑要求地前提下，使各種設備均處于最佳運行狀態，從而實現最大限度節能的目的。

6　防雷接地系統

本建筑屬于超高層，通過計算，預計雷擊次數N（次/a）為0.40891，故按二類防雷標準對建筑實施防雷保護，在屋頂天面設置避雷帶，另做獨立式避雷接閃器，利用框架柱內二根主筋直通焊接引下，自45m起每隔兩層利用建筑物混凝土梁內的主筋連成閉合回路形成均壓帶，所有引下線、建筑物的金屬結構和金屬設備均應連到環上，以防側擊雷。利用建筑基礎作接地極，配電系統及避雷系統共用接地，接地電阻實測應≤1Ω。

弱電系統接地采用聯合接地體，在地下一層設置與大樓絕緣的接地端子排，各弱電系統接地均引自該端子排。自端子排以VV－1kV-1x95絕緣導線穿鋼管SC100在地下一層引出。在室外設置單獨接地體，接地點阻實測應≤1Ω。

本大廈采用TN-S制接地系統，工作中性線（N）與安全保護線（PE）從變壓器中心點開始分開，以后二者不得混淆。所有電氣設備的外殼及設備接地專用端子均應與PE線相連接。

衛生間、淋浴間做局部等電位聯結，確保人身安全。

7　結語

由于超高層建筑的高度比較高，供配電的輸送路徑比較長，用電電荷的負載比較大，所需的變配電系統結構也非常復雜。超高層建筑一般為辦公地點，所以人員一般比較密集，一旦發生火災等危險情況的時候比較難疏散，這就對超高層建筑的供電的安全性提出了更高的要求。我們應從安全性、可靠性、經濟性及節能性等方面進行綜合分析，選擇合理的設計方案，不斷的研究探討、總結經驗，為建筑節能做出應有的貢獻，達到最佳的節能效果及取得最佳的經濟效益，真正做到高效、節能、舒適。

［1］李炳華.超高層建筑電氣設計要點［J］.智能建筑電氣技術，2011（4）.

［2］韓鳳明.超高層辦公建筑電氣設計［J］.現代建筑電氣，2011（1）.

［3］錢觀榮，沈冬冬，曹金蘭.世茂國際廣場電氣設計工程總結［J］.建筑電氣，2007（9）：20-24.

［4］李炳華，劉文坤.民用建筑中供配電系統若干問題的再思考［J］.建筑電氣，2010，29（12）：3-8.

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A

1007-7359（2016）04-0249-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.04.098

孟陳（1983-），男，安徽淮北人，畢業于安徽建筑大學，工程師。