100m及以上的高層建筑變電所供電電源主接線方案探討

2019-08-14 02:57:22王振聲

智能建筑電氣技術 2019年3期

王振聲，張青

(中國建筑設計研究院有限公司，北京 100044)

0 引言

超高層建筑供配電系統的設計，應根據用戶的負荷性質、供電容量，結合當地供電部門提供的“市政電源條件”，確定用戶的外部電源、自備(應急)電源，以及其供電系統的設計方案。供配電系統的設計應使系統簡單，配電級數和保護級數合理，分級明確，同時便于管理和維護。本文主要對35kV及以下的新建100m及以上的高層建筑(以下簡稱“超高層建筑”)內變電所供電電源主接線方案進行分析，從建筑不同的特點來詮釋接線方式的適宜性和可靠性。

1 負荷等級

(1)超高層建筑中特別重要負荷

超高層建筑中特別重要負荷供電除應由兩路電源(就安全供電而言，被認為是相互獨立的市電電源)供電外，仍應增設柴油發(fā)電機組，并嚴禁將其他負荷接入應急供電系統。

(2)超高層建筑中的一級負荷

超高層建筑中的一級負荷應由兩路電源供電，當一路電源發(fā)生故障或檢修時，另一路電源不應同時受到損壞。

給特別重要負荷設備供電的兩路電源的總切換時間，應滿足設備允許中斷供電時間的要求。

2 供電電源及電壓等級選擇

超高層建筑外電源一般由兩路或兩路以上市電電源供電，并設置應急電源裝置，應急電源不在本文敘述。

配電變壓器總安裝容量在1萬kVA左右的工程，大多采用2路10kV供電電源，單母線分段運行，互為備用；若負荷較大，配電變壓器總安裝容量在2萬kVA左右的工程，采用3路10kV供電電源， 2用1備。

20kV、10kV電源應深入負荷中心，以縮短低壓配電線路的長度。

對于建筑內大型用電設備電制冷冷水機組，應根據機組的容量及地區(qū)供電條件，經技術經濟比較，并與負責冷水機組選型者(空調專業(yè)設計人及業(yè)主)協商，合理選擇機組的額定電壓和用戶的供配電電壓。當地供電條件許可時，應盡量采用10(6)kV冷水機組，以利于節(jié)能。當采用220/380V冷水機組時，宜將為其供電的變壓器及配電裝置室與制冷機組的機房組合在一起或相鄰布置，并依據冷水機組電動機的啟動方式等因素選擇變壓器容量。

3 高壓系統主結線

(1)兩路10kV電源同時供電

當采用兩路10kV電源同時供電時，可按下列原則設置。

1)與市政對接的變電所(以下簡稱“總變電所”)，高壓側應采用單母線分段分列運行，互為備用的接線方式；分變電所可采用單母線分列運行，不設聯絡開關的接線方式。

2)當總變電所要求兩路全負荷互為備用時，即當一路電源故障失電時，另一路應承擔全部負荷或全部二級及二級以上負荷。當100%備用時，其總容量不大于1萬kVA；當只保證全部二級及二級以上負荷時，其總容量不大于1.3萬kVA。

(2)三路10kV電源供電

當采用三路10kV電源供電，即兩用一備時，可按下列原則設置。

1)總變電所高壓側采用三路電源三段母線，中間設聯絡開關的接線方式，平時三路電源同時運行，每路電源各帶總負荷容量的1/3，當一路電源故障時，一個聯絡開關閉合，由另一路帶總負荷的 2/3，其總負荷容量可為1.5～2萬kVA。分變電所可采用單母線運行的接線方式。

2)二路電源各承擔全部負荷的50%，二路電源之間不設聯絡開關，均與第三路備用電源開關進行自動(手動)切換的接線方式，每路供電容量不宜大于1萬kVA的變壓器容量。

(3)設置35kV總降壓變電站供電

當設置35kV總降壓變電站供電系統時，可按下列原則設置：1)當建筑內設有6kV高壓電動機時，應采用6kV配電系統，選用35kV/6kV的變壓器；2)當建筑內設有10kV高壓電動機時，應采用10kV配電系統，選用35kV/10kV的變壓器；3)當建筑內用電設備電壓等級均為380kV時，應采用220/380V配電系統，各配電變壓器均采用35kV/0.4kV直降的變壓器。

(4)建筑內設有6kV高壓電動機

當建筑內設有6kV高壓電動機時，也可以根據當地供電部門要求采用6kV/0.4kV配電系統。

(5)多路10kV電源供電

當采用多路10kV電源供電時，可按下列原則設置：1)當變壓器容量不超過1.5萬kVA 時，可采用雙路電源供電；2)當變壓器容量超過1.5萬kVA 時，為提高供電可靠性及供電質量，可采用三路進線方式。

(6)多路22kV電源供電

當采用多路22kV電源供電時，可按下列原則設置：當采用兩路22kV電源供電時，變壓器總容量可以達到3萬kVA；當采用三路22kV電源供電時，變壓器總容量可以達到5萬kVA。

(7)多路35kV電源供電

當采用多路35kV電源供電時，可按下列原則設置：當采用兩路35kV電源供電時，變壓器總容量可以達到5萬kVA；當采用三路35kV電源供電時，變壓器總容量可以達到8萬kVA。

(8)根據用電負荷的大小，配置市政供電電源數量，可參見表1。

超高層建筑10kV電源配置表表1

4 高壓主接線的饋線方式設置原則

(1)建筑內的高壓配電級數不宜多于兩級。

(2)總變電所內變壓器及附近分變電所內變壓器宜采用放射式系統供電(如冷凍站、裙房及地下變電所)。

(3)當設在避難層或機電層內的分變電所數量在1個或2個時，宜由總變電所采用放射式系統供電。接線圖參見圖1。

圖1 放射式供電系統接線圖

圖2 樹干式供電系統接線圖

圖3 環(huán)網式供電系統接線圖

(4)當設在避難層或機電設備層內的分變電所數量在3個以上時，可采用樹干式供電。接線圖參見圖2。