培訓(xùn)-超高層建筑電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)(深圳)

GuidetothedesignofbuildingelectricityforExtra-highbuilding超高層建筑電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)超高層建筑電氣若干問(wèn)題探討2012.06深圳中國(guó),李炳華,目錄序言負(fù)荷供配電系統(tǒng)應(yīng)急或備用系統(tǒng)配變電所防雷直升機(jī)停機(jī)坪照明其它,超高層建筑：建筑高度大于100m的民用建筑。民用建筑：供人們居住和進(jìn)行公共活動(dòng)的建筑的總稱。居住建筑：供人們居住使用的建筑。公共建筑：供人們進(jìn)行各種公共活動(dòng)的建筑。民用建筑設(shè)計(jì)通則GB50352-2005,1序言,1972年，在美國(guó)Pennsylvanian（賓夕法尼亞）州的Bethlehem（伯利恒市）的國(guó)際高層建筑會(huì)議上，將40層以上，即建筑高度在100m以上的建筑叫作超高層建筑。,目前世界最高的超高層建筑排行榜,迪拜哈里發(fā)塔169層，高828米,臺(tái)北101大樓101層，508米,上海環(huán)球金融中心101層，492米,香港環(huán)球貿(mào)易廣場(chǎng)118層，484米,吉隆坡佩重納斯雙子大廈88層，452米,南京紫峰大廈89層，450米,芝加哥尖塔，600米，150層天津117大廈，570米，117層紐約世貿(mào)中心自由塔，541米，82層“中國(guó)尊”，北京，510米高，108層,目前世界部分在建的超高層建筑,迪拜ALBURJ大廈，1400米？,長(zhǎng)沙J220天空城市，838米220層,平安國(guó)際金融中心660米,上海中心大廈632米,俄羅斯大廈612米,韓國(guó)仁川塔610米，151層,A,B,C,D,部分超高層建筑電氣主要參數(shù),超高層建筑的主要特點(diǎn)：1建筑高度高，層數(shù)多2建筑面積大，規(guī)模大3功能多樣,超高層建筑電氣的主要特點(diǎn)：1用電量大，供電半徑長(zhǎng)2多個(gè)電源，10kV110kV3多個(gè)配變電所4變壓器裝機(jī)容量多在100140VA/m25設(shè)有備用電源或應(yīng)急電源,2負(fù)荷,2.1負(fù)荷等級(jí),2.2負(fù)荷密度超高層建筑負(fù)荷密度與建筑功能、建筑面積、建筑高度、附屬功能等因素有關(guān)。一般在100140W/m2(住宅除外)。,3.1電源a超高層建筑應(yīng)進(jìn)行整體供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，至少需要兩路獨(dú)立市電電源，還需要另設(shè)應(yīng)急電源或備用電源。,b超高層建筑的正常電源數(shù)量不應(yīng)少于兩個(gè)，各路電源應(yīng)為不同路由的線路，宜采用專線由上級(jí)變電站或開(kāi)關(guān)站放射式供電。電源電壓等級(jí)可以為10kV、20kV、35kV或110kV。當(dāng)一路電源斷電時(shí)，剩余電源應(yīng)能保證二級(jí)及以上負(fù)荷的供電。,3供配電系統(tǒng),國(guó)家電網(wǎng)公司業(yè)擴(kuò)供電方案編制導(dǎo)則（試行）國(guó)家電網(wǎng)公司二七年八月,中鋼實(shí)例,海門(mén)站220kV,潮音寺110kV,萬(wàn)年橋站220kV,東沽站110kV,本案,Skyloft酒店,酒店Hotel,酒店式公寓HotelApartment,自用寫(xiě)字樓OwnersOffice,寫(xiě)字樓5AOffice,商業(yè)CommercialUse,1#樓T1,2#樓T2,根據(jù)本工程的負(fù)荷等級(jí)，要求供電電源為2路獨(dú)立的35kV的電源，近期分別引自海門(mén)220kV及萬(wàn)年橋220kV變電站，最終由萬(wàn)年橋和東沽220kV變電站各通過(guò)一路35kV電源。每路電纜均為雙根300mm2的銅芯電纜、走不同路徑至本工程主站高壓配電室。兩路高壓電源同時(shí)工作，互為備用，每路均能承擔(dān)本工程全部負(fù)荷。,供電電源,PA實(shí)例,方案一56600KVA,1#、2#，容量34900kVA，設(shè)在B2F，供電B5F39F，半徑約250m,3#，容量12100kVA，設(shè)在52F，供電40F80F，半徑約200m,4#，容量9600kVA，設(shè)在81F，供電81F116F，半徑約190m,1#、2#，容量24400kVA，設(shè)在B2F，供電B5F10F，半徑約100m,1#、2#，容量22800kVA，設(shè)在B2F，供電B5F6F，半徑約80m,3#，容量9600kVA，設(shè)在25F，供電11F39F半徑約80m,4#，容量6900kVA，設(shè)在52F，供電40F68F，半徑約90m,5#，容量6900kVA，設(shè)在81F，供電69F97F，半徑約90m,6#，容量4100kVA，設(shè)在111F，供電98116F，半徑約70m,3#，容量4100kVA，設(shè)在10F，供電7F17F半徑約50m,4#，容量3450kVA，設(shè)在25F，供電18F32F，半徑約50m,5#，容量4100kVA，設(shè)在39F，供電33F45F，半徑約80m,6#，容量4200kVA，設(shè)在52F，供電46F61F，半徑約60m,9#，容量3200kVA，設(shè)在97F，供電91103F，半徑約50m,8#，容量4200kVA，設(shè)在81F，供電7590F，半徑約60m,7#，容量3600kVA，設(shè)在68F，供電6274F，半徑約50m,10#，容量2850kVA，設(shè)在111F，供電104116F，半徑約50m,方案三55500KVA,方案二55900KVA,方案比較,17,結(jié)論：綜合上述的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析，變配電所設(shè)計(jì)采用方案三。超高層商業(yè)辦公綜合體不同于政府功能性建筑，也不是純粹的城市形象工程，其變配電所的設(shè)計(jì)，除了要以安全性、可靠性為基本要求，同時(shí)還應(yīng)該結(jié)合建筑本身的定位和特點(diǎn)，考慮其運(yùn)行的靈活性，以及業(yè)主投資、運(yùn)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)性。,電源工作方式電源的數(shù)量及工作方式建議按表3-1執(zhí)行。,表3-1建議的電源數(shù)量及其工作方式,3.2高壓供配電系統(tǒng)3.4.1超高層建筑的高壓供配電系統(tǒng)宜采用主配變電所分配變電所結(jié)構(gòu)，主配變電所應(yīng)采用單母線分段的主接線形式采用放射式引至分配變電所。3.4.2高壓系統(tǒng)的配電級(jí)數(shù)不宜多于兩級(jí)。3.4.3應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)的規(guī)定，35kV電壓等級(jí)可直降到0.4kV；也可先將35kV降壓到10kV，再將10kV降到0.4kV。3.4.4如當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)沒(méi)有特別要求，20kV電壓等級(jí)可直降到0.4kV。,三個(gè)主站，均二用一備,1#10kV進(jìn)線安裝容量:10700kVA2#10kV進(jìn)線安裝容量:10700kVA3#10kV進(jìn)線安裝容量:7900kVA4#10kV進(jìn)線安裝容量:9150kVA5#10kV進(jìn)線安裝容量:10598kVA6#10kV進(jìn)線安裝容量:10011kVA,PA實(shí)例,2-1#變電所：分變電站，B4L332-1#substaion:forB4L334x1600，2X2000kVA,2-3#變電所：為2#樓L3349層寫(xiě)字樓服務(wù)2-3#substation:for5AofficeinL33494x1000kVA,中鋼實(shí)例,中鋼系統(tǒng)方案Systemscheme,方案一兩路35kV獨(dú)立電源，同時(shí)工作，互為備用。主站為35kV配電，分站電壓由35kV直降至0.4kV，保護(hù)在主站，分站進(jìn)線設(shè)負(fù)荷開(kāi)關(guān)。Twosetsofindependent35kVelectricpowerrunindoubleharness,andasstandbyforeachother.Itisdistributedby35kVtransmissionlinefrommainsubstation.Insubstationthevoltageistransformedfrom35kVto0.4kV,withprotectioninmainsubstationandswitchesinsubstation.,B2,33F,49F,67F,方案二兩路35kV獨(dú)立電源，同時(shí)工作，互為備用。主站35kV配電，主站內(nèi)有保護(hù)。分站還設(shè)一級(jí)配電，電壓由35kV直降至0.4kV，如果保護(hù)靈敏度滿足要求，分站進(jìn)線不設(shè)保護(hù)，出線設(shè)保護(hù)，分站還進(jìn)行高壓配電。,方案三兩路35kV獨(dú)立電源，同時(shí)工作，互為備用。電壓由35kV降至10kV，后10kV配電到分站，保護(hù)在主站。當(dāng)保護(hù)靈敏度能滿足要求時(shí)，分站進(jìn)線不設(shè)保護(hù)，出線設(shè)保護(hù)。,供配電系統(tǒng)方案比較,a柴油發(fā)電機(jī)組在超高層建筑中既可作為應(yīng)急電源使用，也可以作為備用電源使用。當(dāng)備用電源滿足應(yīng)急電源條件時(shí)，備用電源可以兼作為應(yīng)急電源。,3應(yīng)急或備用系統(tǒng),住宅建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范JGJ242-2011,3.2.3建筑高度為100m或35層及以上住宅建筑的消防用電負(fù)荷、應(yīng)急照明、航空障礙照明、生活水泵宜設(shè)自備電源供電。,b超高層建筑應(yīng)設(shè)柴油發(fā)電機(jī)作為應(yīng)急電源或備用電源。設(shè)置在超高層建筑內(nèi)的柴油發(fā)電機(jī)，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷大小、單臺(tái)電動(dòng)機(jī)最大啟動(dòng)容量、供電半徑等因素確定柴油發(fā)電機(jī)的額定輸出電壓：（1）當(dāng)建筑物高度低于200m時(shí)，宜采用低壓柴油發(fā)電機(jī)；（2）當(dāng)建筑物高度大于400m時(shí)，宜選用高壓柴油發(fā)電機(jī)；（3）當(dāng)建筑物高度在100m400m時(shí)，應(yīng)進(jìn)行技術(shù)分析、比較，確定柴油發(fā)電機(jī)的額定電壓。,假設(shè)負(fù)荷為三相平衡負(fù)荷，線路電壓損失3可采用公式（1）計(jì)算。u%=0.173IL（R0cos+X0sin）/Ue(1)式中，u線路電壓損失，%，一般情況下用電設(shè)備端子處此值為5%；I負(fù)荷計(jì)算電流，A；L線路長(zhǎng)度，km；R0、X0線路單位長(zhǎng)度的電阻和電抗，單位：/km；cos功率因數(shù)；Ue額定電壓，kV。,表3額定電壓為400V時(shí)的電壓降與供電距離,表4額定電壓為6kV時(shí)的電壓降與供電距離,表5額定電壓為10kV時(shí)的電壓降與供電距離,柴油發(fā)電機(jī)為10（6）kV，后經(jīng)降壓變壓器降壓至400V。三臺(tái)機(jī)組可并列運(yùn)行，也可分列運(yùn)行。,方案1：10（6）kV發(fā)電機(jī)組,方案2：400V發(fā)電機(jī)組，機(jī)組在底部,柴油發(fā)電機(jī)為400V,三臺(tái)機(jī)組可并列運(yùn)行，也可分列運(yùn)行。,方案3：400V發(fā)電機(jī)組，機(jī)組在底部和頂部,方案4：400V柴油發(fā)電機(jī)組+升壓變壓器,柴油發(fā)電機(jī)為400V，高層部分經(jīng)升壓變壓器升至10（6）kV，低層部分仍采用400V供電。三臺(tái)機(jī)組可并列運(yùn)行，也可分列運(yùn)行。,表8應(yīng)急（備用）系統(tǒng)比較,柴油發(fā)電機(jī)組的油箱容量應(yīng)能保證180min，即3h以上的用油量。從消防角度看，日用油箱暫按1m3設(shè)置，每套機(jī)組設(shè)置一個(gè)日用油箱。同時(shí)，在戶外紅線內(nèi)設(shè)一個(gè)15m3的地下油罐。,中鋼國(guó)際廣場(chǎng)應(yīng)急電源供電時(shí)間研究報(bào)告TheStudyofemergencypowersupplytimeforSino-SteelTianjin,c用油量應(yīng)能滿足人員疏散的要求。,d備用電源宜采用獨(dú)立于正常電源的發(fā)電機(jī)組，不應(yīng)采用蓄電池。酒店部分的備用電源應(yīng)按酒店管理公司的要求設(shè)置，用于出租的寫(xiě)字樓宜預(yù)留柴油發(fā)電機(jī)組房的位置及進(jìn)排風(fēng)、供油等條件。e柴油發(fā)電機(jī)房宜設(shè)在地下一層、地下二層、首層，也可設(shè)置獨(dú)立的柴油發(fā)電機(jī)房，不宜在避難層和頂層設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組。,PA實(shí)例,a配變電所應(yīng)設(shè)置在負(fù)荷中心，主配變電所宜設(shè)在地下一層、地下二層（非最底層）和首層，也可設(shè)置獨(dú)立的變電站。分配變電所應(yīng)根據(jù)負(fù)荷情況設(shè)在避難層、頂層，其變壓器容量不宜超過(guò)1000kVA。,4配變電所,變壓器,不推薦將變壓器分拆上樓！,b超高層建筑至少在主配變電所設(shè)值班室，值班室宜單獨(dú)設(shè)置，也可與控制室合用。值班室應(yīng)能直通或經(jīng)過(guò)走道與高壓配電裝置室和相應(yīng)的配電裝置室相通，并應(yīng)有門(mén)直接通向室外或走道。根據(jù)工程具體情況，配變電所的高低壓開(kāi)關(guān)柜布置型式可選擇下進(jìn)下出，下進(jìn)上處，上進(jìn)下出，上進(jìn)下出。當(dāng)有大截面電纜或電纜數(shù)量較多時(shí)，宜設(shè)電纜夾層，電纜夾層凈高不應(yīng)低于1.8m、且不高于3.2m。,0#主站,2-2分站,2-1分站,1-1#分站,1-3分站,1-2分站,1-1#分站,1-3分站,1-2分站,超高層建筑多為鋼結(jié)構(gòu)或砼與金屬框架結(jié)構(gòu)，接閃器可采用避雷帶和避雷針，當(dāng)屋頂設(shè)有直升機(jī)停機(jī)坪時(shí)，應(yīng)避免避雷針對(duì)直升機(jī)的影響。,問(wèn)題：避雷針高8米，高出停機(jī)坪4.25米，對(duì)直升機(jī)的安全產(chǎn)生影響。建議！采用避雷帶+直升機(jī)接地方式，這樣可以滿足二類防雷建筑物的設(shè)計(jì)。,避雷針高8米,5防雷,停機(jī)坪尺寸：直9（海豚）直升機(jī)：起飛總重4000kg全長(zhǎng)13.46米全高3.81米根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)布置1.5D的最終進(jìn)近區(qū)和起飛區(qū)，并設(shè)置安全區(qū)。足夠大的停機(jī)坪能直升機(jī)除緊急情況外，還能日常提供貴賓使用，直徑27米。尺寸參考：國(guó)貿(mào)三期直徑27米CCTV直徑27米,6直升機(jī)停機(jī)坪的照明設(shè)計(jì),瞄準(zhǔn)燈嵌入式安裝，不少于6盞，通常6盞或8盞，同步頻閃，Ip67。埋深不小于120mm，直徑約200300mm，單相AC220V，單燈功率一般50100W，白光，有效光強(qiáng)不小于100cd/m2。,周界燈此燈是強(qiáng)制性的，必須安裝。直接裝于停機(jī)坪接地離地區(qū)周界。一般14盞等分布置，相鄰燈具不大于3m，串聯(lián)，同步頻閃，黃光。AC220V，50Hz，單燈功率不小于50W，有效光強(qiáng)不小于250cd/m2。IP67。,泛光燈裝于安全區(qū)邊界，用于夜間直升機(jī)起降泛光燈不得對(duì)飛行中的飛行員產(chǎn)生眩目，降落場(chǎng)區(qū)不應(yīng)有陰影，停機(jī)坪表面的平均水平照度不低于10lx，均勻性比率（平均值與最小值之比）不得大于8：1。AC220V，50Hz，單燈功率不小于150W，不低于IP65。,風(fēng)向標(biāo)燈供夜間使用的直升機(jī)場(chǎng)，必須設(shè)置風(fēng)向標(biāo)燈！裝于安全區(qū)以外。風(fēng)向標(biāo)燈主要有照明單元，裝于風(fēng)向標(biāo)頂部，與風(fēng)向指示袋、風(fēng)標(biāo)桿組成風(fēng)向標(biāo)系統(tǒng)。頂部照明單元設(shè)四只100W鹵鎢燈、一盞紅色航空障礙燈。,依據(jù)民用直升機(jī)場(chǎng)飛行場(chǎng)地技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)MH5013-2008,其他有關(guān)專業(yè)區(qū)域和未來(lái)獨(dú)立經(jīng)營(yíng)的區(qū)域?qū)⑴渲脝为?dú)的計(jì)量表：-動(dòng)力單獨(dú)計(jì)量；-廚房；-洗衣機(jī)房；-娛樂(lè)區(qū)域；-宴會(huì)廳；-出租的零售商業(yè)-獨(dú)立經(jīng)營(yíng)的餐飲店；-會(huì)議廳；-展廳；-出租的辦公間。,7其它,1）超高層民用建筑中往往存在一級(jí)負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷，負(fù)荷密度一般在100140W/m2；2）超高層建筑的正常電源數(shù)量不應(yīng)少于兩個(gè)，各路電源應(yīng)為不同路由的線路，宜采用專線由上級(jí)變電站或開(kāi)關(guān)站放射式供電。電源電壓等級(jí)可以為10kV、20kV、35kV或110kV。3）超高層建筑的高壓供配電系統(tǒng)宜采用主配