淺析高層建筑配電系統(tǒng)設(shè)計

張秋

摘 要 本文闡述了超高層電氣設(shè)計的關(guān)注點，結(jié)合供電電源的設(shè)置及原則要求，我們提出了電力、照明配電系統(tǒng)中應(yīng)考慮具備擴展的能力等。電力、照明配電系統(tǒng)設(shè)計中，相應(yīng)的各級電力、照明配電系統(tǒng)必須考慮合適比例的備用容量。

關(guān)鍵詞 高層；電氣設(shè)計；照明配電系統(tǒng)

前言

超高層建筑（Extra-highbuilding）指建筑高度大于100m的民用建筑。超高層建筑是運用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)創(chuàng)造出的震撼人心的作品，通常作為展現(xiàn)一個城市的形象和實力的地標性風(fēng)景呈現(xiàn)，是現(xiàn)代城市采用新型建材、結(jié)構(gòu)方式、電梯，在采暖、空調(diào)、給排水、供電、智能控制等系統(tǒng)設(shè)計過程中運用一系列全新科學(xué)技術(shù)的綜合產(chǎn)物。超高層建筑具有建筑規(guī)模大，建筑高度高的特點，這使其具有用電負荷大、輸配電距離長、變配電系統(tǒng)復(fù)雜、供電安全性要求高、雷擊風(fēng)險大、若發(fā)生火災(zāi)撲救困難、人員密集疏散時間長等特點。由于其對建筑安全性、可靠性的特殊要求，給電氣設(shè)計帶來的變化是十分巨大的。本文將介紹超高層電氣設(shè)計的關(guān)注點及電力、照明配電系統(tǒng)中應(yīng)考慮具備擴展的能力等內(nèi)容。

1 超高層電氣設(shè)計的關(guān)注點

①需要科學(xué)合理地進行負荷預(yù)測，確定高壓供電方案。②根據(jù)建筑功能和避難層、設(shè)備層的位置合理布置設(shè)備機房。③系統(tǒng)分區(qū)：盡量從節(jié)能、減少電纜長度，減少機房面積考慮。④設(shè)備選擇：高質(zhì)量、高性能，避免經(jīng)常檢修及更換。⑤設(shè)備運輸：一般利用電梯井道作為運輸通道[1]。

2 供電電源

（1）市政電源：由于商業(yè)綜合體、超高層酒店等一二級負荷較多，要求市政提供兩路獨立10KV中壓電源。

（2）UPS電源：消防控制中心設(shè)備、經(jīng)營及設(shè)備管理用計算機系統(tǒng)設(shè)備等，一般由相應(yīng)的設(shè)備承包商成套提供。

（3）EPS電源：應(yīng)急照明燈具可設(shè)置集中型EPS應(yīng)急電源，也可以在應(yīng)急照明燈具內(nèi)設(shè)置蓄電池組件。

（4）柴油發(fā)電機組

①為保證火災(zāi)時消防用電設(shè)備用電，以及市電故障停電時，重要保障性負荷的用電，根據(jù)業(yè)主需要設(shè)置應(yīng)急（備用）柴油發(fā)電機組。柴油發(fā)電機組應(yīng)采用快速啟動型，斷電啟動時間不超過10秒。②柴油發(fā)電機組供電范圍。a.消防用電設(shè)備：消防控制室、消防水泵、消防電梯、防煙排煙設(shè)施、火災(zāi)自動報警、漏電火災(zāi)報警、自動滅火系統(tǒng)、應(yīng)急照明、疏散指示標志和電動的防火門、窗、卷簾、閥門等；b.重要保障性負荷需根據(jù)業(yè)主提供需求確定[2]。

3 10kV/0.4kV變電所的設(shè)置

3.1 設(shè)置原則

①深入或接近負荷中心；②進出線方便；③設(shè)備吊裝、運輸方便；④有利于物業(yè)管理的需要；⑤不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動或有爆炸危險介質(zhì)的場所；⑥不宜設(shè)在多塵、水霧或有腐蝕性氣體的場所，當無法遠離時，不應(yīng)設(shè)在污染源的下風(fēng)側(cè)；⑦不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室、廚房或其他經(jīng)常積水場所的正下方，且不宜與上述場所貼鄰。如果貼鄰，相鄰隔墻應(yīng)做無滲漏、無結(jié)露等防水處理。

3.2 負荷計算

超高層建筑負荷計算是一個較復(fù)雜的問題，若要很好解決，需要考慮各種類型的用電負荷的運行工況、運行時間特點及建筑的使用功能等因素，并加以分析、研究、計算，從而確定最佳負荷計算方法；確定變壓器投入運行的容量、臺數(shù)，降低設(shè)備投資、運行費用、節(jié)約電能。

3.3 變電所的位置

超高層建筑的最大特點就是“高”，空調(diào)通風(fēng)及給排水設(shè)備往往集中設(shè)在機電層，為了解決變電所深入負荷中心以及節(jié)省電纜等問題，同時也為能解決供電半徑問題，采用變電所分別設(shè)置的原則，主變電所設(shè)在地下一層，制冷機房單獨設(shè)置變電所，其他變電所分別設(shè)在相關(guān)的設(shè)備層或避難層。

3.4 設(shè)備運輸

超高層建筑為保證供電半徑，節(jié)省低壓線路損耗，變配電房一般需在樓上避難層（或機電層）設(shè)置，這樣就需要考慮設(shè)備運輸問題。對電氣專業(yè)而言主要是變壓器的運輸，避難層設(shè)備運輸處外墻設(shè)置為可開啟（向內(nèi)）。在地面設(shè)置可伸出建筑的滑行導(dǎo)軌，在板下設(shè)置可伸縮的鋼制桁架保證設(shè)備運輸安裝，或考慮利用消防梯井道運輸[3]。

4 應(yīng)急柴油發(fā)電機的設(shè)置

在超高層建筑中，設(shè)置柴油發(fā)電機組有兩個目的，一是作為應(yīng)急電源使用，主要為消防類負荷提供第三電源；另一目的是為用戶提供備用電源。兩者使用目的不同，要求也不一樣由于市政提供一般兩路電源（兩路互為備用），所以柴油發(fā)電機的設(shè)置的目的大多僅為消防類負荷提供第三電源（酒店除外）。

通常消防負荷可分為兩大類，一類是正常及火災(zāi)時均需投入運行的設(shè)備，另一類則是僅在火災(zāi)時方投入運行的消防設(shè)備。應(yīng)急發(fā)電機在何時才使用呢？一是停電，另一種情況則為火災(zāi)等非常狀況時。停電與火災(zāi)沒有必然關(guān)系，停電時前述消防泵、噴淋泵、防火卷簾、加壓風(fēng)機、純排煙風(fēng)機均不投入運行，可將此部分發(fā)電機供電的容量用于部分一級負荷。這種盡可能發(fā)揮發(fā)電機能力的設(shè)計，將大大降低設(shè)置發(fā)電機的容量。

（1）柴油發(fā)電機組在超高層建筑中既可作為應(yīng)急電源使用，也可以作為備用電源使用。當備用電源滿足應(yīng)急電源條件時，備用電源可以兼作為應(yīng)急電源。

（2）超高層建筑應(yīng)設(shè)柴油發(fā)電機作為應(yīng)急電源或備用電源。設(shè)置在超高層建筑內(nèi)的柴油發(fā)電機，應(yīng)根據(jù)負荷大小、單臺電動機最大啟動容量、供電半徑等因素確定柴油發(fā)電機的額定輸出電壓[4]。

5 電力、照明配電系統(tǒng)中應(yīng)考慮具備擴展的能力

超高層建筑大多功能復(fù)雜，因此在電力、照明配電系統(tǒng)設(shè)計中，相應(yīng)的各級電力、照明配電系統(tǒng)必須考慮合適比例的備用容量，以便于將來增加負荷或滿足酒店等隨著商務(wù)擴展需求而臨時需要增加的電氣負荷，避免造成改造系統(tǒng)所導(dǎo)致的額外成本和時間浪費，提升建筑的品質(zhì)和形象。

參考文獻

[1] GB 50052-2009.供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2010.

[2] JGJ 16-2008.民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[3] 張修遠.高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)設(shè)計探討[J].中國房地產(chǎn)業(yè)，2017，（28）：262.

[4] 霍延明.高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)設(shè)計分析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2015，（7）：1033-1034.