深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司
摘要：在电气设计过程中，变压器配置是重要组成部分。变压器配置方案的合理性关系到投资成本、电气安全等方面。因此，本文根据工程案例，对超高层的几个变压器配置方案的优缺点进行比较，确保合理性及经济性。
关键词：超高层电气；变压器；配置方案；比较
一、工程概况
某工程总建筑面积约为158000m2，其中1～5层为商业裙楼，6～42层为办公塔楼，地下共4层，建筑总高度为198m：办公塔楼有三个避难层，分别是第11、22、32层。建筑原方案考虑在负一层各设一个商业及办公变配电房．超高层办公的避难层未考虑设置变配电房。裙楼商业采用中央空调冷水机组，塔楼办公采用变频多联机系统(VRV系统)，多联机室外机大部分设置在三个避难层。另外办公塔楼核心筒处的客梯和消防梯均为载重1600kg的电梯。
二、变压器配置方案
（1）方案一
本工程变压器总装机容量为12400kVA，共设置8台变压器。由2台2000kVA+4台1600kVA+2台1000kVA变压器构成。供电指标为78．5VMm2。在负一层各设—个商业变配电房、办公变配电房。
此方案变配电房均设置在负一层，办公塔楼从首层到顶层所有负荷均由办公变配电房供电，其他商业裙楼和地库由商业变配电房供电，商业制冷空调系统独立设置2台变压器供电，而商业裙楼及地库其他负荷由另外2台变压器供电。办公变配电房设4台变压器。办公空调系统采用多联机系统，多联机系统可以冷暖适用，所以办公4台变压器不考虑设置空调机的专用变压器。全部负荷平均分配到4台变压器。
商业变配电房：装机容量6000kVA。
1#变压器：2000kVA，给地库、商业及公共负荷供电．不含制冷系统负荷。
2#变压器：2000kVA，给地库、商业及公共负荷供电，不含制冷系统负荷。
3#变压器：1000kVA，给制冷机房和空调设备供电。
4#变压器：1000kVA，给制冷机房和空调设备供电。
办公变配电房：装机容量6400kVA。
5#变压器：1600kVA，给三号地块首层及以上办公楼负荷供电。
6#变压器：1600kVA，给三号地块首层及以上办公楼负荷供电。
7#变压器：1600kVA，给三号地块首层及以上办公楼负荷供电。
8#变压器：1600kVA．给三号地块首层及以上办公楼负荷供电。
（2）方案二
本工程变压器总装机容量为12500kVA．共设置10台变压器．由2台2000kVA+2台1250kVA+6台1000kVA变压器构成。供电指标为79．1VA／m2。在负一层设商业变配电房，三个避难层设办公变配电房。
此方案商业变配电房设置在负一层。商业制冷空调系统独立设置2台变压器供电，而商业裙楼及地库其它负荷由另外2台变压器供电，即与方案一一致，但不同的是，办公塔楼从首层到顶层所有负荷均由办公变配电房供电，考虑到办公大部分机电设备．包括多联机室外机、各类型风机和电梯机房等用电设备都设置在避难层，所以办公变配电房设三个．分别在第11、22、32层避难层其。中11层2台变压器负责首层至11层办公楼所有负荷，22层2台变压器负责12层至31层办公楼所有负荷．32层2台变压器负责32层至顶层办公楼所有负荷。
商业变配电房：装机容量6000kVA。
l#变压器：2000kVA，给地库、商业及公共负荷供电，不含制冷系统负荷。
2#变压器：2000kVA，给地库、商业及公共负荷供电，不含制冷系统负荷。
3#变压器：1000kVA，给制冷机房和空调设备供电。
4#变压器：1000kVA，给制冷机房和空调设备供电。
办公变配电房：装机容量6500kVA。
5#变压器：1250kVA，给三号地块首层至11层办公楼所有负荷供电。
6#变压器：1250kVA，给三号地块首层至11层办公楼所有负荷供电。
7#变压器：1000kVA，给三号地块12层至31层办公楼所有负荷供电。
8#变压器：1000kVA，给三号地块12层至31层办公楼所有负荷供电。
9#变压器：1000kVA．给三号地块32层至顶层办公楼所有负荷供电。
10#变压器：1000kVA，给三号地块32层至顶层办公楼所有负荷供电。
（3）方案三
本工程变压器总装机容量为1 2500kVA，共设置8台变压器，由2台1250kVA+5台1600kVA+1台2000kVA变压器构成。供电指标为79．1VMm2。在负一层设商业变配电房、办公变配电房。
此方案变配电房均设置在负一层，但是不同于方案一的是．方案三是按照楼层来划分负荷分配的。商业变配电房负责6层及6层以下的所有负荷供电。而办公变配电房负责7层及7层以上的所有负荷供电。
商业变配电房：装机容量6800kVA。1#变压器：1600kVA，给6层及6层以下商业、办公负荷供电．不含空调负荷。2#变压器：1600kVA，给6层及6层以下商业、办公负荷供电，不含空调负荷。
3#变压器：2000kVA，给制冷机房和空调设备及6层以下公共负荷供电。
4#变压器：1600kVA．给制冷机房和空调设备及6层以下公共负荷供电。
办公变配电房：装机容量5700kVA。
5#变压器：1600kVA，给7层及7层以上办公供电，不含空调负荷。
6#变压器：1600kVA，给7层及7层以上办,公供电，不含空调负荷
7#变压器：1600kVA，给7层及7层以上办公供电，不含空调负荷。
8#变压器：1250kVA．给7层及7层以上办公空调负荷和公共负荷供电。
（4）变压器配置方案比较
根据以上三个变压器配置方案的介绍，对其优缺点进行对比，分析如表1。
三、变压器配置方案经济比较和可行性分析
根据前述方案介绍，变压器配置方案一和方案三都是把电房设置在负一层，变压器配置总容量均为12500kVA，只是负荷分配上有所变化，所以这两个方案的初投资实际上差异不大，而方案二把办公部分的负荷由首层到塔楼屋顶都由设置在三个避难层的变压器配电．配电母线和电缆距离明显缩短，办公电房由一个地下变配电房变成了三个地上变配电房．所以通过对7层及以上的配电母线和电缆的统计．以及电房主要设备材料的建设费用，对方案一和方案二进行了成本估算。对比如表2。
从表2可以看出，方案一比方案二总体投资至少高出300万，由于方案一的变配电房在负一层，低压出线从变配电房到塔楼核心筒的距离超过100m，而在塔楼最远的设备其低压电缆从配电柜到末端总长度超过300m．所以方案一的配电母线和低压电缆材料费明显高于方案二，而方案二由于有三个电房并且分别设置在塔楼三个避难层，所以其设高低压配电柜及高压电缆相应也会增加，高于方案一相关的投资，但总体来说还是方案二更节省初投资。从电气设计的角度考虑，变压器应尽量设置在负荷核心区，而本项目办公塔楼部分的用电负荷大部分集中布置在避难层，尤其是空调主机设备。
方案二带来的另一个经济方面的影响是占用避难层面积，每层约占面积180m2。根据各避难层建筑面积数据统计(见表3)，可以得知避难层有足够面积可以满足变配电房的布置。
另外，还要考虑变压器设置在避难层，若需要维修更换时的运输通道．按照载重1600kg的电梯常规井道尺寸．可以满足容量不超过1250kVA的变压器拆掉外壳后的垂直运输需要。此外，避难层层高有4．5m，扣除梁高，基本能够满足变配电房安装需求。所以变压器设置在避难层基本是可行的。
四、技术经济比较结果
根据以上三个变压器配置方案的技术经济对比和分析，三个方案各有利弊，从初投资、运行成本、运营管理划分等方面考虑，方案二更有利于本项目，推荐该项目采用方案二。
五、结束语
这种超高层建筑需要充分考虑到项目本身的业态划分、空调系统特点、电气节能、配电系统的投资、物业实际运营管理、实施可行性、经济合理性、施工难度以及维护保养等等，从这些角度进行比较，最终确定合理的变压器配置方案。
论文作者:徐松岩
论文发表刊物:《基层建设》2016年第33期
论文发表时间:2017/3/6
标签：变压器论文; 配电房论文; 负荷论文; 方案论文; 商业论文; 塔楼论文; 办公楼论文; 《基层建设》2016年第33期论文;