宋達倫

（悉地國際設計顧問 （深圳） 有限公司上海分公司，上海 200438）

在近幾年的250 m及以下超高層電氣方案施工圖深化工作實踐中，總結了250 m及以下超高層建筑在供配電系統(tǒng)選型和比對及定案的若干設計要素，將討論過程中的核心體會和理解與專業(yè)設計同仁分享，同時，也適當?shù)靥岣叽蠹业木C合超高層建筑電氣的設計水平。

1 供電電源

一般負荷的密度與建筑單體的具體設計的功能、面積、高度及其附屬其他功能等因素有關。一般在90～125 W/m2。

表1 部分超高層建筑主要電氣參數(shù)

2 供電要求

整個建筑物的電力供電系統(tǒng)需要平衡物業(yè)管理及甲方的設定要求，常規(guī)要求設置嚴格意義上的兩個獨立市電電源，同時，另設與電網不并列的、獨立的應急電源或備用電源。

2.1 電源

（1） 調研所在城市市電網的運營狀態(tài)是設計的要點。一般要求設置完全對立的市點電源數(shù)量兩個，同時各自電源應為不同級，不同路由的物理隔離的線路，在經濟條件允許和該項目定位的重視度，優(yōu)先選用專線，由上一級變電站或再遠一點的開關站放射式供電。電壓等級和供電局協(xié)商解決。110、10、20、35 kV均在考慮范疇內。最終目的是：當一路電源斷電時，備用的電源應能保證二級及以上負荷100%的供電。

（2） 通常電氣設計優(yōu)先以低壓（ 0.4 kV） 柴油發(fā)電機作為應急電源或備用電源。可以通過計算電力負荷大小、單臺或多臺電機最大啟動容量及供電半徑等綜合因素確定柴油發(fā)電機的額定輸出電壓、大小等。經驗值參考：目前，當建筑物高度低于200～250 m或者更低一些時，肯定是低壓柴油發(fā)電機 ；如是251 m及以上高度，則最好進行技術及經濟分析、方案比選，和各個專家共同商議并確定柴油發(fā)電機的額定電壓。

低壓0.4 kV和中壓10 kV柴油發(fā)電機價格比較：

低壓柴發(fā)2 000 kW，1 500 元/kW，計225萬元；

密集母線2 500 A/2元每米/200，小計100萬元；

低壓ATS開關2 500 A/4P 20萬元/臺；

高壓10 kV柴發(fā)2 000 kW，2 000 元/kW，計400萬元；

接地電阻箱5萬元/臺；10 kV 電纜/3*95/500 m/ 10萬元；

10 kV ATS開 關3臺2500A/4P 36萬 元 ；變 壓 器1 250 kVA/20萬元/臺 ；

①10 kV發(fā)電與0.4 kV發(fā)電電壓降比較：10 kV小。②10 kV發(fā)電與0.4 kV發(fā)電供電豎井面積比較：10 kV少。③10 kV發(fā)電與0.4 kV發(fā)電造價比較：10 kV較高。④10 kV發(fā)電與0.4 kV發(fā)電占地面積比較：10 kV較大。⑤10 kV發(fā)電與0.4 kV發(fā)電維修管理比較：10 kV較復雜。⑥建議：250 m及以下超高層建筑應急供電選用0.4 kV柴油發(fā)電機。

（3） 常規(guī)低壓柴油發(fā)電機組 （400 V） 最大單臺并機容量不超過1 600 kW。如若要進行并機運行，可采用高壓柴油發(fā)電機組。柴油發(fā)電機組輸出功率有常用功率和備用功率。柴油發(fā)電機組的負荷率一般為 75%，比較經濟的運行。

（4） 電網與發(fā)電機轉換用的 ATSE 建議采用 PC 級、4 極、三位式的 ATSE，ATSE 與其之前的短路保護電器應有可靠的配合。

（5） 關于超高層建筑設置柴油發(fā)電機的其他建議，詳見文獻[3]。

2.2 電源工作方式

電源的數(shù)量及工作方式，詳見文獻[4]，在此不另行重復。

3 華融金融中心供配電系統(tǒng)設計

（1） 經各方討論，本項目辦公、商業(yè)為同一物業(yè)管理，酒店為單獨物業(yè)管理；各業(yè)態(tài)合用市政進線電源，辦公/商業(yè)與酒店各設獨立的變壓器和變配電站。為了獨立結算，辦公/商業(yè)設高壓計量總表 （母表） ，酒店單獨設置高壓計量分表 （子表） ，分別與供電公司結算電費。

（2） 根據項目定位及負荷估算，經與市電力設計院溝通并依據南方電網《10 kV及以下業(yè)擴受電工程技術導則》，本項目為二級重要用戶，10 kV接入方式為客戶專線、全電纜接入方式。每路10 kV電源專線滿載負荷為10 000 kW，項目總體需3路10 kV電源進線。

（3） 根據《南方公司業(yè)擴工程投資界面管理則》規(guī)定，本項目為客戶專線供電，與供電公司的產權界面位于上一級變電站專線間隔與母線連接點，或出線構架下口。具體由供電公司確定。

（4） 根據現(xiàn)場勘查及貴州市電力設計院意見，在本項目B2層設置一座10 kV中心配電站，由市政路現(xiàn)狀電力通道引入10 kV高壓電源，再由中心配電站分別引至各分變配電站，為本項目辦公、商業(yè)、酒店及地下車庫供電。變壓器總裝機容量32 300 kVA。

（5） 考慮供電半徑、電壓損失等因素，在T1塔21/32F、T2塔32/43F設備層設置高區(qū)分變配電站，相關區(qū)域負荷由分變配電站供電。

（6） 由于本項目空調制冷設備負荷集中且用電負荷較大，故單獨為制冷機、配套泵組及其冷卻塔配置專用變壓器供電。

（7） 地庫消防泵房、生活水泵房及其他各業(yè)態(tài)共用的設備用房，供電采用就近變配電站供電，其中酒店的配套設備房由酒店變配電站供電。

（8） 總體供電方案：10 kV中心配電站——辦公總配電站，商業(yè)變配電站，酒店變配電站，制冷站變配電站及高壓冷水機組，同時辦公總配電站下級設置T1辦公變配電站，T2辦公變配電站；商業(yè)變配電站下級設置商業(yè)分變配電站1、2。

圖1 10 kV配電系統(tǒng)圖

4 強電專業(yè)的節(jié)能環(huán)保措施

采用低損耗、高效節(jié)能型變壓器，變配電站深入負荷中心。（1） 采用帶調諧功能的功率因數(shù)補償措施，要求補償后高壓側的功率因數(shù)不小于0.9，提高功率因數(shù)，降低無功損耗。（2） 選用LED光源，增加燈具的壽命，減少照明耗電量。照明功率密度按《建筑照明設計規(guī)范》（GB 50034—2013）的照明功率密度目標值進行設計。（3） 公共區(qū)、停車庫照明的控制采用智能照明系統(tǒng)，按需求或分時段開/關照明燈具，減少不必要的照明用電。（4） 在各功能分區(qū)設有遠傳功能的計量表，可實現(xiàn)能耗報表統(tǒng)計，優(yōu)化管理。（5） 按設備專業(yè)要求，部分電機采用電機變頻調速技術，提高電機效率達到節(jié)能目的。

5 諧波治理

（1） 在電容補償柜處安裝電抗器，抑制電容補償器對特定次諧波的放大和限制涌流。（2） 在UPS、調光柜及大功率的變頻設備等非線性諧波源處采取就地諧波治理措施，如設諧波抑制器、無源濾波器、線路電抗器等。并在變壓器低壓柜處預留有源濾波柜的安裝條件。變壓器繞組的連接組別選用Dyn11，抑制3次及其整數(shù)倍高次諧波。

6 結語

以上是對250 m及以下超高層建筑供配電系統(tǒng)設計的綜合總結。如還有未陳述類似民用建筑很多共性內容可以參考文獻 [5] 在篇幅內介紹的若干要點。亦可參考14D801《超高層建筑電氣設計與安裝圖集》等。文章僅對250 m及以下建筑的供配電系統(tǒng)設計做出部分技術要點和經驗總結，在具體的工程項目使用過程中有一定的成績，也不斷地在修正和完善。若各位同仁在欣賞本文章時，請緊密聯(lián)系自身的工程的具體情況而定。如有不足之處，請多多包涵。