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摘要：本文结合工程实例，就超高层建筑电气设计中相关要点进行深入地探讨，主要从负荷等级及供电电源、变配电系统设计、应急电源设计、电线电缆选择等几个方面进行了论述，并提出了建筑电气设计中存在的问题及解决对策，以供读者参考。
关键词：超高层建筑；供电电源；变配电系统；电缆选择；应急电源
目前，超高层建设计作为当下设计的潮流和新宠，成为各地政府与各开发商争相争相棒。随着城市超高层建筑形式的多样化，对电气设计水平要求越来越高，加上超高层电气设备设计较为复杂且工艺繁多，设备维护难度大，从而给建筑电气设计者提出了更高要求。本文从超高层建筑电气特点出发，就超高层建筑电气设计相关要点及注意问题进行探讨。
1 工程概况
某超高层写字楼，地上33层，地下2层，总建筑面积9.3万m2。建筑高度132.75m，建筑层数33。各层功能：1层为大堂、服务区、总消防控制中心等；2层为报告厅、会议室、贵宾室等；13层、15~23层、25~33层用于科研办公；14、24层为避难层。地下1、2层为设备房及停车库。建筑采用筒中筒结构，群房采和钢结构。建筑等级为1类超高层，耐火等级为1级；裙房为2级。
2 负荷等级及供电电源
根据最新国家规范超高层建筑中的消防用电设备有如下：消防控制室、火灾自动报警及联动控制装置、火灾应急照明及疏散指示标志、防烟及排烟设施、自动灭火系统、消防水泵、消防电梯及排水泵等设备用电应按一级负荷中的特别重要负荷要求供电；生活水泵、公共照明等用电设备按一级负荷的要求供电；其余普通照明、一般室内空调等用电按三级负荷供电。
超高层建筑的正常电源数量应大于2个，且要求2个电源应为不同路由的电源线路，可从两个不同区域变电站不同母线段引来两路专用供电线路，保证一个电源发生故障时，另一个电源不会受到损坏，每路电源的具体回路数视负荷大小而定。并设柴油发电机作为应急电源，并严禁将其它负荷接入应急电源。高压供电系统通常采用单母线分段母联的结线方式。电源的电压等级一般为10kV，当负荷容量很大时也可考虑采用20kV、35kV或110kV电压，依城市已有电网电压条件而定。
也可根据当地供电现状，结合本项目的用电量、负荷等级，经过技术性、经济性比较，以及建设方向供电局报批，最终确定两路10kV电源至本项目的10kV开闭所。
3 应急电源设计
（1）UPS。为确保中段供电时间为毫秒级的负荷供电，在每个负荷末端（如：弱电机房、消防控制中心）设置UPS作为备用电源。
（2）应急照明电源与EPS。对于值班照明、安全照明、航空障碍标志照明、消防应急照明，由于允许中段供电时间为0.25~0.5 s的负荷，故采用双电源切的同时，增加EPS作为第三电源。两路10 kV电源同时停电时，EPS为这些负荷供电。待柴油发电机启动后，将负荷转为柴油发电机供电。
（3）柴油发电机。为保证本建筑的消防负荷供电可靠性，另配置了1台0.4 kV的800kVA柴油发电机组。发电机组设于地下一层，采用防火、排烟通风、消声、隔振等措施。发电机组与市电之间采取可靠措施防止并列运行。发电机房设有消防专用应急母线。
4 变配电系统设计
（1）变配电房的设置
变配电所设置位置应尽量靠近负荷中心，主变配电所宜设置在地下一层、首层或在地面单独设置。考虑防涝的需要，超高层的变配电所不宜设于地下室的最底层。当负荷较大时也可采用分区域或分楼层设置分变配电所，如在中间避难层或设备层设分变配电所。由于超高层建筑一般体量比较大，用电设备多，变配电所内的变配电设备众多，在变配电所设计时，应考虑其通风散热问题。由于超高层用电设备多，变配电所的低压出线亦多，在变电所的选址中，尽量选择便于管线出入的位置。
在本项目所在地块整体工程首层设置1个10 Kva开闭所，因建筑的建筑高度为132.75米，考虑有以下几点：a.办公负荷较小变配电设备占用机房面小，更容易配合建筑利用避难层空间；b.办公配电房处于负荷中心；c.配电线路不会出现倒供；d.经济的合理性；e.满足供电可靠性、灵活性、安全、检修方便及减少损耗等原则；分别在地下一层设1#变配电机房与塔楼避难层24层2#变配电机房，共设置了2处变配电房。地下一层的1#变配电房的服务范围包括地下1层~地下2层、裙楼1~4层、塔楼5~14层。避难层2#变配电房的服务范围为塔楼15~33层。
（2）高低压主结线设计
10kV高压配电系统为单母线分段运行方式，中间设联络开关，平时两路电源同时分列运行互为热备用，当任一路主用电源故障时，通过手/自动操作联络开关，第3路备用提供故障电源100%的负荷用电。两高压主进开关与联络开关之间设电气+钥匙联锁，任何情况下只能合其中的两个开关。
两个进线柜和联络柜内的开关设有电气联锁，任何情况下只能合其中的两个开关。另每组各设两段应急母线（一段为消防应急母线段、另一段为生活保障应急母线段）的运行方式。正常运行时，两段应急母线带电，当市电停供时，由1台自备柴油发电机。
图2 电气主接线图
论文作者:卢荣
论文发表刊物:《建筑细部》2018年2月中
论文发表时间:2018/9/13
标签：负荷论文; 电源论文; 母线论文; 变配电论文; 配电房论文; 高层建筑论文; 建筑论文; 《建筑细部》2018年2月中论文;