超高層建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計方案探討

1、    超高層建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計方案探討    王培摘 要：把握電氣設(shè)計的要點(diǎn)來實(shí)施建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計方案，對提高建筑電氣系統(tǒng)的使用性能有著重要的意義。把握以某超高層建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計為例，說明了超高層建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計的主要情況，分別闡述了110kv變電站、供配電系統(tǒng)、柴油發(fā)電機(jī)選擇、泛光照明和失電聯(lián)鎖保護(hù)方式的方面的內(nèi)容。關(guān)鍵詞：超高層建筑；110kv變電站；供配電系統(tǒng)；柴油發(fā)電機(jī)選擇；聯(lián)鎖關(guān)系；保護(hù)方式；泛光照明；建筑物結(jié)構(gòu)形式0 引言隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷增長，城市化進(jìn)程不斷加快，超高層建筑的建設(shè)項(xiàng)目越來越多，建筑電氣設(shè)計重要性突出。但是由于沒有做好電氣設(shè)計

2、而導(dǎo)致建筑性能受到影響的事情時有發(fā)生，因此，如何抓住電氣設(shè)計的要點(diǎn)來落實(shí)建筑電氣系統(tǒng)的設(shè)計和施工成為了施工人員需要解決的問題。下面就結(jié)合實(shí)例對此進(jìn)行討論分析。1 110kv變電站某綜合體建筑群需設(shè)置一座110kv變電站，供電局變電站選址設(shè)置在z14地塊。110kv變電站原本按供電局要求應(yīng)設(shè)置為地上建筑，但因其在cbd核心區(qū)內(nèi)，故選址設(shè)于大廈b6層b4層。變電站不宜設(shè)置在建筑最底層，主要是防止變電設(shè)備因水倒灌而無法保障其供電安全性。110kv變壓器為油浸式變壓器，一般容量為50mva，需要設(shè)置主變油池，故b6層布置主變油池。在b5層主要設(shè)置110kv間隔、4臺110kv主變、10kv配電柜及站用

3、電變電設(shè)備。2 供配電系統(tǒng)設(shè)置超高層建筑的電氣系統(tǒng)設(shè)計首先要考慮供配電系統(tǒng)形式，中壓為10kv，考慮建筑高度及供電半徑的要求，應(yīng)在建筑中間避難層設(shè)置分變配電室。因高壓開閉站設(shè)置在地下，開閉站內(nèi)高壓柜均采用金屬鎧裝柜，其高壓繼電保護(hù)均設(shè)置于開閉站內(nèi)。所以分變配電室內(nèi)高壓進(jìn)線及出線繼電保護(hù)不需重復(fù)設(shè)置，且供電局嚴(yán)禁此處重復(fù)設(shè)置高壓繼電保護(hù)。這就對分變配電室高壓柜選擇提出了要求，對于容量小于800kva的變壓器，可采用隔離開關(guān)加熔斷器保護(hù)的環(huán)網(wǎng)柜。對于容量大于800kva的變壓器可采用斷路器式環(huán)網(wǎng)柜。因超高層避難層分變配電室內(nèi)所帶負(fù)荷容量較大，變壓器數(shù)量基本在6臺左右，可由開閉站采用6路放射式10k

4、v高壓電纜至每臺變壓器（見圖1）。也可由開閉站內(nèi)采用放射2路10kv高壓電纜至避難層變配電室內(nèi)，在變配電室內(nèi)設(shè)置高壓分配站再至變壓器（見圖2）。對于超高層建筑中間避難層變配電室內(nèi)變壓器的選擇也必須慎重，超高層建筑變壓器的垂直運(yùn)輸和后期運(yùn)營維護(hù)是其兩個重點(diǎn)內(nèi)容。變壓器的容量直接決定了變壓器對電梯的載荷數(shù)值。項(xiàng)目配備了相應(yīng)的重載貨梯，解決了其垂直運(yùn)輸問題，所以該項(xiàng)目避難層變配電室內(nèi)沒有留有備用變壓器。3 柴油發(fā)電機(jī)選擇根據(jù)超高層建筑負(fù)荷等級，在保障雙路供電的同時，應(yīng)留有第三路獨(dú)立電源作為備用電源，而備用電源多采用柴油發(fā)電機(jī)。首先從電壓等級上對柴油發(fā)電機(jī)進(jìn)行選擇。其電壓的選擇決定著整個供配電系統(tǒng)的形

5、式。高壓柴油發(fā)電機(jī)機(jī)組容量大，可多組并聯(lián)，供電距離長，供電線路能量損耗小，初期投資大，后期運(yùn)營維護(hù)量小。低壓柴油發(fā)電機(jī)供電距離短，供電線路能量損耗大，初期投資小，后期運(yùn)營維護(hù)量大?？紤]建筑高度、供電距離及綜合經(jīng)濟(jì)造價后，上述兩處超高層建筑項(xiàng)目均采用了低壓柴油發(fā)電機(jī)供電。其次是關(guān)于柴油發(fā)電機(jī)冷卻方式與室外儲油灌和快速注油口的選擇。柴油發(fā)電機(jī)冷卻方式分為風(fēng)冷式機(jī)組和水冷式機(jī)組。風(fēng)冷式機(jī)組對建筑面積有一定的要求，需要設(shè)置進(jìn)排風(fēng)豎井；而水冷式機(jī)組則需要在室外空間設(shè)置冷卻水箱。因z14地塊室外有大面積綠化，所以采用了水冷式機(jī)組并設(shè)置了室外儲油罐，而項(xiàng)目因占地面積有限則采用了風(fēng)冷式機(jī)組和設(shè)置快速注油口。4

6、 低壓保護(hù)及聯(lián)鎖關(guān)系圖3為該項(xiàng)目供電關(guān)系示意圖，其中低壓系統(tǒng)采用單母線分段，設(shè)一母聯(lián)開關(guān)，并設(shè)置機(jī)械聯(lián)鎖，同時設(shè)置應(yīng)急母線段。系統(tǒng)構(gòu)成簡單可靠對不同等級負(fù)荷供電清晰。由于設(shè)置了分變配電所，柴油發(fā)電機(jī)對應(yīng)不同分變配電室應(yīng)急母線，對聯(lián)鎖及保護(hù)都提出了更高的要求。柴油發(fā)電機(jī)應(yīng)在兩路市電中任意一路市電失電后進(jìn)入熱備份狀態(tài)，此時柴油發(fā)電機(jī)應(yīng)急段開關(guān)與市電低壓母線段母聯(lián)開關(guān)不投入；待另一路市電失電后柴油發(fā)電機(jī)投入。而在消防等應(yīng)急情況下要求柴油發(fā)電機(jī)能帶起全部一級負(fù)荷容量，切除所有非消防回路。5 泛光照明不同于其他建筑，泛光照明在超高層建筑照明設(shè)計中有著重要的地位。其與外立面緊密結(jié)合，對建筑夜間照明效果起決

7、定性作用?，F(xiàn)代泛光照明多選用led光源，但也必須考慮建筑立面實(shí)際情況。大廈雙子塔完全采用豎線條led光源，并在豎挺中預(yù)留led光源安裝燈槽。而大廈因?yàn)槠浣ㄖ⒚鏋?d立體效果，立面無法安裝燈具，所以在地面設(shè)置多組投光燈光源和建筑物頂部設(shè)置塔冠照明相結(jié)合。為突出超高層建筑作為城市地標(biāo)的效果，塔冠的照明尤為重要。塔冠照明的照度值在整個建筑的泛光照明中最大，主次分明，突出建筑所在區(qū)域的視覺效果。6 結(jié)構(gòu)形式對配電設(shè)計的影響超高層建筑一般為框架核心筒混合結(jié)構(gòu)，其核心筒柱為型鋼混凝土柱。大廈項(xiàng)目核心筒與外圍結(jié)構(gòu)直接通過鋼梁連接，然后在鋼梁中間鋪設(shè)壓型鋼板，再在鋼板上鋪設(shè)混凝土，地面電氣管線可以進(jìn)行預(yù)留預(yù)埋。而鋼梁中的連接則是通過鋼筋桁架板。與普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)不同，超高層建筑中承重墻和鋼筋桁架板內(nèi)無法預(yù)埋任何電氣管線，所以其配電設(shè)計均采用明敷（相對主體結(jié)構(gòu)而言）。7 結(jié)語綜上所述，上文所提及的例子通過設(shè)計施工后，建筑的電氣系統(tǒng)性能得到了良好地提高。我們在進(jìn)行建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計時，要結(jié)合建筑的特點(diǎn)和實(shí)際情況，綜合考慮每一個細(xì)節(jié)，制定有效的設(shè)計方案，并要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，采取科學(xué)合理的技術(shù)