摘要：目前，在现代住宅建筑中，超高层商住楼一种城市新景观，它通常象征着一个城市的建设财力。随着社会的不断进步，超高层商住楼的设计复杂性也在逐渐增加，因此，应重视其变配电系统的设计。基于此，本文基于某超高层商住楼，分析了变配电系统和应急电源系统，并总结了超高层建筑变配电设计的要点。
关键词：超高层；变配电；商住楼
随着现代科技的快速发展，在国内超高层建筑的建设也在不断扩大，它们主要集中在用地紧张、经济繁荣的大中城市。超高层建筑通常建设在城市的经济及生活中心，其具有建设资金庞大、设计复杂程度高、运行设备繁多及安全运行要求高等特点。同时，相较于普通超高层建筑，超高层商住楼的用电负荷也非常大。所以，对于超高层商住楼的变配电系统设计，应结合超高层商住楼自身的特点，确保变配电系统供电的安全及维护便利。为此，下文结合某工程，进行了相关研究分析。
1 工程概况
本超高层商住楼处于深圳市的中心区，北临深南大道，东靠中心一路，具有住宅、商业等功能，具有约40万m2的总建筑面积及约150m的塔楼建筑高度，T1～T6共6栋超高层住宅建筑，一至三层为裙房，主要为商用房，商场及超市部分具有约7万m2的面积，地下还建有三层，地下室具有约13万m2的建筑面积，主要为商用房、车库和设备房。
2 变配电和应急电源系统
2.1负荷分级
(1)一级负荷：生活水泵、消防负荷、排污泵、安防系统、客梯、信息机房、值班照明、走道照明及警卫照明。其中特别重要的负荷有航空障碍指示灯、商场计算机用电系统和大型超市；
(2)二级负荷：超市及商场的空调和自动扶梯等；
(3)三级负荷：普通动力及照明，即除一、二级外的所有用电负荷。
2.2所用的供电电源和高、低压供电系统的接线方式
(1)本项目供电采用进三路10 kV电源，两用一备，常用电源为1、2#电源进线，备用电源为3#电源进线，两路用作主供电源，任一主供电源一旦停电，备用电源自投。1#电源和1#备用电源进线柜间安装备用电源自投装置，2#电源的与之相同。高压供电系统采用直流操作，分段单母线；
(2)在低压供配电系统中，每两台变压器为一组，选用分段单母线形式，在两段母线间安装联络开关。正常时，联络开关断开，变压器进行分列运行。一台变压器出现故障而停止运行时，通过手动调整负荷，再合上联络开关，给故障段母线进行供电，变压器选用强制风冷，确保一、二级的全部负荷供电。联络及进线开关设置机械及电气锁联锁，不能同时对三个开关进行合闸，从而保证变压器不发生并列运行现象。重要一级负荷用电和消防设备用电，通过低压母线段进行双回路供电，自动切换装置设置在最末一级配电箱处。
2.3备用及应急电源
(1)在本项目中，一、二级负荷中较为重要的部分采用柴油发电机作为后备电源。比较平时确保负荷和消防负荷，选定其中最大的；
(2)对于母线上每两台变压器组合为一组的部分，当设置确保其两段低压母线所用的电源都断电时，发电机自动启动，并在30s之内，给一级负荷进行供电，自启动信号来源于低压母线；
(3)对于商场计算机系统及大型超市，其特别关键负荷的应急电源采用不间断UPS电源。
2.4设置变、配、发电站
一般应结合负荷容量及分布还有功能分区的情况，对变配电所的数量及位置进行确定。应根据计算容量来选择变压器容量。低压线路一般采用200m以下的供电半径，供电容量在50kw以上、供电距离大于200m时，一般考虑进行变配电所的增设。变配电所位置需要尽可能地接近负荷中心，以便简化配电系统，而且对于系统安全性及稳定性的增强也有利，同时线缆使用量也减少了，一定程度上也降低了线路电能损耗。变配电所通常设置在负一层。以上是有关设置原则，本工程的具体情况如下：
(1) 19620kVA为变压器总装机容量。结合塔楼的分布情况，将变配电所设置在负一层且靠近塔楼核心筒的地方，并接近负荷中心，控制供电半径不超过250米，具体的变配电房情况如表1所示：
表1 变配电房的实际情况
(2)设备技术选型及条件：全部的设备都是户内安装。对于高压开关柜，选用环网柜或真空开关柜，31.5kA的遮断容量；对于变压器，选用低噪音型的干式变压器，并带外壳保护；对于低压开关柜，选用额定电流不低于800A的抽屉柜；对于低压断路器，选用额定电流不高于630A的框架式塑壳断路器，并根据变压器容量确定其遮断容量。
2.5设置继电保护装置
(1)通过综合继保装置及微机进行继电保护。对于10kV高压进线，进行速断保护设置，即：零序保护、带时限低电压保护及定时限过电流保护；
(2)对于10kV变压器出线，进行速断保护设置，即：变压器温度保护、零序保护及定时限过电流保护。
2.6设置电能计量和电量测量装置
(1) 采用高压计量作为市政进线方式，专用计量柜装设在10kV侧；
(2) 全部的400V低压回路和10kV联络回路及馈线都设置智能型电力监控设备，通过低压出线回路，可以计算及测量电压、电流及功率等。通过低压主进线回路，可以计算及测量功率、功率因数、电流、电压、频率及谐波等；
(3)本项目计量了其他特殊用电、照明、空调及动力。
2.7设置功率因数补偿装置
(1) 在低压侧，通过电容器组，自动集中补偿功率因数；
(2) 功率因数补偿后，高压侧为0.9。
2.8供电、选型和敷设方式
(1)铠装交联铜芯电缆用作10KV高压进线，敷设电缆桥架至负一层总高压房；
(2) IP43密集型铜母线用作低压配电房进线，敷设在顶棚周围。在低压出线回路中，根据低压配电房情况，选用链式、树干或放射配电；对于弱电监控系统及消防负荷供电，自低压配电房的母线两段，分别引一路电源进行供电，而且自动切换在末端进行；
(3)密集型铜母线用作配电干线，垂直段和水平段分别选用IP40和IP54型号。
3 结语
综上所述，本项目为超高层商住楼建筑，人员密集，若停电，很可能会引发人员伤害，并导致巨大的经济损失，所以，其变配电系统应稳定安全可靠，供电质量优质合格。在超高层商住楼变配电系统的实际设计过程中，需要分析工程实际情况，制定科学的电气负荷标准，合理配置配电系统的安全设施，从而促进城市的可持续发展。
参考文献
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论文作者:林峰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/9/17
标签：商住楼论文; 负荷论文; 电源论文; 母线论文; 低压论文; 高层论文; 变压器论文; 《基层建设》2018年第20期论文;