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摘要：随着城市现代化、工业化和商业化的不断快速发展，国内正处于城市化进程之中，城市面积不断增长，城镇人口不断增加，城市中心位置的土地价值越来越高。要充分利用土地，建筑势必往高度发展，超高层建筑的出现为提高土地利用率提供了解决之道。超高层建筑楼上往往要设置变电所，由于变压器重量大，其上楼问题一直困扰着整个行业。本文根据以往的设计经验并结合规范对变压器的搬运问题谈一些看法。
关键词：超高层建筑；变压器
1．变配电所的设置
根据国家相关规范规定，约定在以下条件下，需为超高层建筑在避难层或塔楼设备层设置变配电所：
（1）根据JGJ/T 16-2008《民用建筑电气设计规范》第4．2．1条规定：“配变电所位置选择，应根据下列要求综合确定：①深入或接近负荷中心；②进出线方便；③接近电源侧；④设备吊装、运输方便；⑤不应设在有剧烈振动或有爆炸危险介质的场所；⑥不宜设在多尘、水雾或有腐蚀性气体的场所，当无法远离时，不应设在污染源的下风侧；⑦不应设在厕所、浴室、厨房或其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所贴邻。如果贴邻，相邻隔墙应做无渗漏、无结露等防水处理；⑧配变电所为独立建筑物时，不应设置在地势低洼和可能积水的场所。”
（2）根据JGJ/T 16-2008《民用建筑电气设计规范》第4．2．3条规定：“民用建筑宜集中设置配变电所，当供电负荷较大，供电半径较长时，也可分散设置；高层建筑可分设在避难层、设备层及屋顶层等处。”
由以上这两条规范的相关规定可知，超高层建筑中变配电所的设计，除了安全性、可靠性为基本要求外，同时还应该结合建筑本身的定位和特点，考虑其运行的灵活性，以及业主投资、运营的经济性。建筑高度超过150米的超高层建筑，应考虑在上部的避难层设变配电房。可以有效解决电能质量的问题，减小低压供电半径，减低电压降（根据甲级写字楼的标准，稳态电压偏差不大于±2％），同时避免大量的电缆及母线从地下一层穿过电井到顶层，从而减少管井面积，节约电缆投资，同时也可以减少电缆使用中电能的损耗。可见超高层建筑设置地上变电所的必要性。
2．超高层建筑变压器上楼带来的问题
超高层建筑中的楼上的变配电所应解决好电气设备运输通道问题，包括水平运输通道和垂直运输通道，其中垂直运输通道难度较大。电气设备尤其配电变压器对垂直运输影响较大，解决好配电变压器的运输问题，便可解决好电气设备的运输。影响变压器的运输问题主要有两个因素，重量和体积。
3．如何解决超高层建筑变压器的运输问题
（1）运输通道的设备原则：
①不能破坏结构体，以及不应损坏电梯、玻璃幕墙等重要设备或材料；
②运输通道上可以通过拆门、拆轻隔墙等完成设备运输，但不应造成较大的经济损失；
③运输通道应以体积最大、重量最重的设备能通过为原则；
④建议与其他设备共用运输通道；
⑤因工地现场环境差，没有检测手段和试验条件，故电气装置不应拆分、解体后运输；
（2）要考虑避难层变配电房变压器的运输问题，包括首次吊装运输及日后更换运输：
首先在设计方面尽量不要将大容量的变压器放在高层，以减少运输的难度。建议楼上的配变电所的三相变压器容量不超过1250kVA，变压器的高度不宜超过2.4m。便于垂直运输和减轻楼面荷载。
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尽量利用现有的电梯（消防电梯/货梯）运输。笔者设计的超高层项目，货梯（兼消防梯）运输重量2.5吨，避难层变压器选择SGB-R-10/0.4-1000kVA的变压器，铁芯材料为卷铁芯（R型），线圈绝缘为H级绝缘（SGB型），不带保护罩重量小于2.4吨，用货梯可以很好的解决运输问题，当然用SCB-10/0.4-1000kVA（线圈为树脂C级绝缘、铁芯为叠加片式）型变压器重量近3吨，直接用货梯运输就有问题。
利用电梯井道运输。笔者设计的超高层项目，货梯（兼消防梯）运输重量2.5吨，由于采用35kV供电，考虑避难层的面积等问题，变压器台数受到限制，避难层选用35/0.4-800kVA的变压器，不带保护罩重量大于3.5吨，变压器的更换考虑用专业的吊装设备从电梯井道内吊装到避难层的配电房内。这种情况要临时安装吊装设备，施工工序比较麻烦。
把变压器拆分后到避难层安装。对于铁芯为叠片式的变压器，按国家标准要求在车间安装测试后，把叠片铁芯拆开，线圈及铁芯分别用电梯运输至避难层变配电房，把安装工具及变压器检测设备运至避难层配电房内，将干式变压器重新组装。按照变压器运行前规定的要求，作验收试验，内容包括.1. 直流电阻；2.绝缘电阻；3. 变比；4.工频耐压；5.空载试验。此方法比用电梯井运输方便。据资料统计珠海的华力通在广州及深圳的多个大的楼盘使用此方法安装运输。当然此方法不适合铁芯不能拆开的卷铁芯变压器。
在大楼外墙尚未安装之前，或是幕墙安装时留一条，通过大型吊车，或是在相应楼板上安装吊具或滑轮等工具，从室外将变压器吊上来。但是尽量避免采用墙外吊装方式以避免风力影响吊运工作的安全。
最后再说明一点，无论以何种方式进行运输，变压器容量越小越方便今后的施工。所以在前期设计之时就需要考虑今后的施工问题。配变电所中的单件最大最重件为变压器。据调查，现在设置在建筑物楼层的配电变压器，因土建设计未考虑其荷载和运输通道的要求，造成很多麻烦，有的在施工时，勉强运到位，但对今后的更换则非常困难。因此在设计时，应向土建专业提出通道、荷载等要求。运输通道可利用车道，垂直运输机械或专设运输通道（或可拆卸通道）。
解决前期施工时的运输问题可以采用塔吊，设计载货电梯，利用电梯井道吊装。但变压器在使用15年后必然要考虑更换，当变压器故障时，这时不可能再考虑从外部吊下，如何维修、更换变压器呢？
超高层的通常更换变压器的做法为利用大吨位货梯垂直运输。
但是利用电梯井道运输变压器有如下问题：
①恢复供电时间长；
②电梯要重新调试，影响使用；
③几吨重的变压器在狭窄的电梯井道中吊运十分困难，与施工时未装电梯吊装完全是两个概念，当变压器数量多时，单台变压器容量大时，建议不要采用电梯井道运输方案。
货梯载重都有余量，一般为铭牌值1.3~1.5倍，这是安监局要求的安全余量，一旦电梯超载运行出现意外，安监局和电梯厂家不会负任何责任，建议不要超载运行。
超高层上楼变压器一般控制在630~1250KVA，单台变压器容量取小，台数增加，占地大，货梯吨位小，反之单台变压器容量取大，台数减少，占地小，货梯吨位大。变压器的数量关系到设备间的面积，应考虑综合成本来确定变压器和货梯的规格。
在当今中国社会，BIM技术日渐成熟，我国的机电施工正处于成熟阶段，应用BIM技术可以打破之前传统上的不能解决的问题，而且将其进行优化。利用此技术，可以模拟变压器运输过程，施工的进度得到缩短，而且在效率上得到提升，实现经济效益的提高。
结束语
鉴于篇幅有限，在实际工程中，需做到方案合理、技术先进、运行可靠、满足相芙规范的要求，还要简捷实用、便于操作、管理和维护，减少综合投资。因地制宜，得出最适合的方案。
参考文献
【1】JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》
【2】GB 50052—2009《供配电系统设计规范》
【3】GB50054-2011《低压配电设计规范》
论文作者:杨利利
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第8期
论文发表时间:2018/8/9
标签：变压器论文; 电梯论文; 高层建筑论文; 通道论文; 变电所论文; 不应论文; 设备论文; 《建筑学研究前沿》2018年第8期论文;