王振聲， 張 青

(中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京 100044)

0 引言

超高層建筑供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)用戶的負(fù)荷性質(zhì)、供電容量，結(jié)合當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)提供的“市政電源條件”，確定用戶的外部電源、自備(應(yīng)急)電源，以及其供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)使系統(tǒng)簡(jiǎn)單，配電級(jí)數(shù)和保護(hù)級(jí)數(shù)合理，分級(jí)明確，同時(shí)便于管理和維護(hù)。本文主要對(duì)35kV及以下的新建100m及以上的高層建筑(以下簡(jiǎn)稱“超高層建筑”)內(nèi)變電所供電電源主接線方案進(jìn)行分析，從建筑不同的特點(diǎn)來(lái)詮釋接線方式的適宜性和可靠性。

1 負(fù)荷等級(jí)

(1)超高層建筑中特別重要負(fù)荷

超高層建筑中特別重要負(fù)荷供電除應(yīng)由兩路電源(就安全供電而言，被認(rèn)為是相互獨(dú)立的市電電源)供電外，仍應(yīng)增設(shè)柴油發(fā)電機(jī)組，并嚴(yán)禁將其他負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。

(2)超高層建筑中的一級(jí)負(fù)荷

超高層建筑中的一級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩路電源供電，當(dāng)一路電源發(fā)生故障或檢修時(shí)，另一路電源不應(yīng)同時(shí)受到損壞。

給特別重要負(fù)荷設(shè)備供電的兩路電源的總切換時(shí)間，應(yīng)滿足設(shè)備允許中斷供電時(shí)間的要求。

2 供電電源及電壓等級(jí)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(shè)置應(yīng)急電源裝置，應(yīng)急電源不在本文敘述。

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

20kV、10kV電源應(yīng)深入負(fù)荷中心，以縮短低壓配電線路的長(zhǎng)度。

對(duì)于建筑內(nèi)大型用電設(shè)備電制冷冷水機(jī)組，應(yīng)根據(jù)機(jī)組的容量及地區(qū)供電條件，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，并與負(fù)責(zé)冷水機(jī)組選型者(空調(diào)專業(yè)設(shè)計(jì)人及業(yè)主)協(xié)商，合理選擇機(jī)組的額定電壓和用戶的供配電電壓。當(dāng)?shù)毓╇姉l件許可時(shí)，應(yīng)盡量采用10(6)kV冷水機(jī)組，以利于節(jié)能。當(dāng)采用220/380V冷水機(jī)組時(shí)，宜將為其供電的變壓器及配電裝置室與制冷機(jī)組的機(jī)房組合在一起或相鄰布置，并依據(jù)冷水機(jī)組電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方式等因素選擇變壓器容量。

3 高壓系統(tǒng)主結(jié)線

(1)兩路10kV電源同時(shí)供電

當(dāng)采用兩路10kV電源同時(shí)供電時(shí)，可按下列原則設(shè)置。

1)與市政對(duì)接的變電所(以下簡(jiǎn)稱“總變電所”)，高壓側(cè)應(yīng)采用單母線分段分列運(yùn)行，互為備用的接線方式；分變電所可采用單母線分列運(yùn)行，不設(shè)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的接線方式。

2)當(dāng)總變電所要求兩路全負(fù)荷互為備用時(shí)，即當(dāng)一路電源故障失電時(shí)，另一路應(yīng)承擔(dān)全部負(fù)荷或全部二級(jí)及二級(jí)以上負(fù)荷。當(dāng)100%備用時(shí)，其總?cè)萘坎淮笥?萬(wàn)kVA；當(dāng)只保證全部二級(jí)及二級(jí)以上負(fù)荷時(shí)，其總?cè)萘坎淮笥?.3萬(wàn)kVA。

(2)三路10kV電源供電

當(dāng)采用三路10kV電源供電，即兩用一備時(shí)，可按下列原則設(shè)置。

1)總變電所高壓側(cè)采用三路電源三段母線，中間設(shè)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的接線方式，平時(shí)三路電源同時(shí)運(yùn)行，每路電源各帶總負(fù)荷容量的1/3，當(dāng)一路電源故障時(shí)，一個(gè)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)閉合，由另一路帶總負(fù)荷的 2/3，其總負(fù)荷容量可為1.5～2萬(wàn)kVA。分變電所可采用單母線運(yùn)行的接線方式。

2)二路電源各承擔(dān)全部負(fù)荷的50%，二路電源之間不設(shè)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，均與第三路備用電源開(kāi)關(guān)進(jìn)行自動(dòng)(手動(dòng))切換的接線方式，每路供電容量不宜大于1萬(wàn)kVA的變壓器容量。

(3)設(shè)置35kV總降壓變電站供電

當(dāng)設(shè)置35kV總降壓變電站供電系統(tǒng)時(shí)，可按下列原則設(shè)置：1)當(dāng)建筑內(nèi)設(shè)有6kV高壓電動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)采用6kV配電系統(tǒng)，選用35kV/6kV的變壓器；2)當(dāng)建筑內(nèi)設(shè)有10kV高壓電動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)采用10kV配電系統(tǒng)，選用35kV/10kV的變壓器；3)當(dāng)建筑內(nèi)用電設(shè)備電壓等級(jí)均為380kV時(shí)，應(yīng)采用220/380V配電系統(tǒng)，各配電變壓器均采用35kV/0.4kV直降的變壓器。

(4)建筑內(nèi)設(shè)有6kV高壓電動(dòng)機(jī)

當(dāng)建筑內(nèi)設(shè)有6kV高壓電動(dòng)機(jī)時(shí)，也可以根據(jù)當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)要求采用6kV/0.4kV配電系統(tǒng)。

(5)多路10kV電源供電

當(dāng)采用多路10kV電源供電時(shí)，可按下列原則設(shè)置：1)當(dāng)變壓器容量不超過(guò)1.5萬(wàn)kVA 時(shí)，可采用雙路電源供電；2)當(dāng)變壓器容量超過(guò)1.5萬(wàn)kVA 時(shí)，為提高供電可靠性及供電質(zhì)量，可采用三路進(jìn)線方式。

(6)多路22kV電源供電

當(dāng)采用多路22kV電源供電時(shí)，可按下列原則設(shè)置：當(dāng)采用兩路22kV電源供電時(shí)，變壓器總?cè)萘靠梢赃_(dá)到3萬(wàn)kVA；當(dāng)采用三路22kV電源供電時(shí)，變壓器總?cè)萘靠梢赃_(dá)到5萬(wàn)kVA。

(7)多路35kV電源供電

當(dāng)采用多路35kV電源供電時(shí)，可按下列原則設(shè)置：當(dāng)采用兩路35kV電源供電時(shí)，變壓器總?cè)萘靠梢赃_(dá)到5萬(wàn)kVA；當(dāng)采用三路35kV電源供電時(shí)，變壓器總?cè)萘靠梢赃_(dá)到8萬(wàn)kVA。

(8)根據(jù)用電負(fù)荷的大小，配置市政供電電源數(shù)量，可參見(jiàn)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(shè)置原則

(1)建筑內(nèi)的高壓配電級(jí)數(shù)不宜多于兩級(jí)。

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

(3)當(dāng)設(shè)在避難層或機(jī)電層內(nèi)的分變電所數(shù)量在1個(gè)或2個(gè)時(shí)，宜由總變電所采用放射式系統(tǒng)供電。接線圖參見(jiàn)圖1。

圖1 放射式供電系統(tǒng)接線圖

圖2 樹(shù)干式供電系統(tǒng)接線圖

圖3 環(huán)網(wǎng)式供電系統(tǒng)接線圖

(4)當(dāng)設(shè)在避難層或機(jī)電設(shè)備層內(nèi)的分變電所數(shù)量在3個(gè)以上時(shí)，可采用樹(shù)干式供電。接線圖參見(jiàn)圖2。

(5)當(dāng)分變電所變壓器容量在1 000kVA及以下時(shí)，其高壓電源進(jìn)線可以采用環(huán)網(wǎng)式供電系統(tǒng)。接線圖參見(jiàn)圖3。

5 結(jié)束語(yǔ)