華融金融中心供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程總結(jié)

宋達(dá)倫

（悉地國(guó)際設(shè)計(jì)顧問(wèn) （深圳） 有限公司上海分公司，上海 200438）

在近幾年的250 m及以下超高層電氣方案施工圖深化工作實(shí)踐中，總結(jié)了250 m及以下超高層建筑在供配電系統(tǒng)選型和比對(duì)及定案的若干設(shè)計(jì)要素，將討論過(guò)程中的核心體會(huì)和理解與專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)同仁分享，同時(shí)，也適當(dāng)?shù)靥岣叽蠹业木C合超高層建筑電氣的設(shè)計(jì)水平。

1 供電電源

一般負(fù)荷的密度與建筑單體的具體設(shè)計(jì)的功能、面積、高度及其附屬其他功能等因素有關(guān)。一般在90～125 W/m2。

表1 部分超高層建筑主要電氣參數(shù)

2 供電要求

整個(gè)建筑物的電力供電系統(tǒng)需要平衡物業(yè)管理及甲方的設(shè)定要求，常規(guī)要求設(shè)置嚴(yán)格意義上的兩個(gè)獨(dú)立市電電源，同時(shí)，另設(shè)與電網(wǎng)不并列的、獨(dú)立的應(yīng)急電源或備用電源。

2.1 電源

（1） 調(diào)研所在城市市電網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)狀態(tài)是設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。一般要求設(shè)置完全對(duì)立的市點(diǎn)電源數(shù)量?jī)蓚€(gè)，同時(shí)各自電源應(yīng)為不同級(jí)，不同路由的物理隔離的線(xiàn)路，在經(jīng)濟(jì)條件允許和該項(xiàng)目定位的重視度，優(yōu)先選用專(zhuān)線(xiàn)，由上一級(jí)變電站或再遠(yuǎn)一點(diǎn)的開(kāi)關(guān)站放射式供電。電壓等級(jí)和供電局協(xié)商解決。110、10、20、35 kV均在考慮范疇內(nèi)。最終目的是：當(dāng)一路電源斷電時(shí)，備用的電源應(yīng)能保證二級(jí)及以上負(fù)荷100%的供電。

（2） 通常電氣設(shè)計(jì)優(yōu)先以低壓（ 0.4 kV） 柴油發(fā)電機(jī)作為應(yīng)急電源或備用電源?？梢酝ㄟ^(guò)計(jì)算電力負(fù)荷大小、單臺(tái)或多臺(tái)電機(jī)最大啟動(dòng)容量及供電半徑等綜合因素確定柴油發(fā)電機(jī)的額定輸出電壓、大小等。經(jīng)驗(yàn)值參考：目前，當(dāng)建筑物高度低于200～250 m或者更低一些時(shí)，肯定是低壓柴油發(fā)電機(jī) ；如是251 m及以上高度，則最好進(jìn)行技術(shù)及經(jīng)濟(jì)分析、方案比選，和各個(gè)專(zhuān)家共同商議并確定柴油發(fā)電機(jī)的額定電壓。

低壓0.4 kV和中壓10 kV柴油發(fā)電機(jī)價(jià)格比較：

低壓柴發(fā)2 000 kW，1 500 元/kW，計(jì)225萬(wàn)元；

密集母線(xiàn)2 500 A/2元每米/200，小計(jì)100萬(wàn)元；

低壓ATS開(kāi)關(guān)2 500 A/4P 20萬(wàn)元/臺(tái)；

高壓10 kV柴發(fā)2 000 kW，2 000 元/kW，計(jì)400萬(wàn)元；

接地電阻箱5萬(wàn)元/臺(tái)；10 kV 電纜/3*95/500 m/ 10萬(wàn)元；

10 kV ATS開(kāi) 關(guān)3臺(tái)2500A/4P 36萬(wàn) 元 ；變 壓 器1 250 kVA/20萬(wàn)元/臺(tái) ；

①10 kV發(fā)電與0.4 kV發(fā)電電壓降比較：10 kV小。②10 kV發(fā)電與0.4 kV發(fā)電供電豎井面積比較：10 kV少。③10 kV發(fā)電與0.4 kV發(fā)電造價(jià)比較：10 kV較高。④10 kV發(fā)電與0.4 kV發(fā)電占地面積比較：10 kV較大。⑤10 kV發(fā)電與0.4 kV發(fā)電維修管理比較：10 kV較復(fù)雜。⑥建議：250 m及以下超高層建筑應(yīng)急供電選用0.4 kV柴油發(fā)電機(jī)。

（3） 常規(guī)低壓柴油發(fā)電機(jī)組 （400 V） 最大單臺(tái)并機(jī)容量不超過(guò)1 600 kW。如若要進(jìn)行并機(jī)運(yùn)行，可采用高壓柴油發(fā)電機(jī)組。柴油發(fā)電機(jī)組輸出功率有常用功率和備用功率。柴油發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷率一般為 75%，比較經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。

（4） 電網(wǎng)與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換用的 ATSE 建議采用 PC 級(jí)、4 極、三位式的 ATSE，ATSE 與其之前的短路保護(hù)電器應(yīng)有可靠的配合。

（5） 關(guān)于超高層建筑設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)的其他建議，詳見(jiàn)文獻(xiàn)[3]。

2.2 電源工作方式

電源的數(shù)量及工作方式，詳見(jiàn)文獻(xiàn)[4]，在此不另行重復(fù)。

3 華融金融中心供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1） 經(jīng)各方討論，本項(xiàng)目辦公、商業(yè)為同一物業(yè)管理，酒店為單獨(dú)物業(yè)管理；各業(yè)態(tài)合用市政進(jìn)線(xiàn)電源，辦公/商業(yè)與酒店各設(shè)獨(dú)立的變壓器和變配電站。為了獨(dú)立結(jié)算，辦公/商業(yè)設(shè)高壓計(jì)量總表 （母表） ，酒店單獨(dú)設(shè)置高壓計(jì)量分表 （子表） ，分別與供電公司結(jié)算電費(fèi)。

（2） 根據(jù)項(xiàng)目定位及負(fù)荷估算，經(jīng)與市電力設(shè)計(jì)院溝通并依據(jù)南方電網(wǎng)《10 kV及以下業(yè)擴(kuò)受電工程技術(shù)導(dǎo)則》，本項(xiàng)目為二級(jí)重要用戶(hù)，10 kV接入方式為客戶(hù)專(zhuān)線(xiàn)、全電纜接入方式。每路10 kV電源專(zhuān)線(xiàn)滿(mǎn)載負(fù)荷為10 000 kW，項(xiàng)目總體需3路10 kV電源進(jìn)線(xiàn)。

（3） 根據(jù)《南方公司業(yè)擴(kuò)工程投資界面管理則》規(guī)定，本項(xiàng)目為客戶(hù)專(zhuān)線(xiàn)供電，與供電公司的產(chǎn)權(quán)界面位于上一級(jí)變電站專(zhuān)線(xiàn)間隔與母線(xiàn)連接點(diǎn)，或出線(xiàn)構(gòu)架下口。具體由供電公司確定。

（4） 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查及貴州市電力設(shè)計(jì)院意見(jiàn)，在本項(xiàng)目B2層設(shè)置一座10 kV中心配電站，由市政路現(xiàn)狀電力通道引入10 kV高壓電源，再由中心配電站分別引至各分變配電站，為本項(xiàng)目辦公、商業(yè)、酒店及地下車(chē)庫(kù)供電。變壓器總裝機(jī)容量32 300 kVA。

（5） 考慮供電半徑、電壓損失等因素，在T1塔21/32F、T2塔32/43F設(shè)備層設(shè)置高區(qū)分變配電站，相關(guān)區(qū)域負(fù)荷由分變配電站供電。

（6） 由于本項(xiàng)目空調(diào)制冷設(shè)備負(fù)荷集中且用電負(fù)荷較大，故單獨(dú)為制冷機(jī)、配套泵組及其冷卻塔配置專(zhuān)用變壓器供電。

（7） 地庫(kù)消防泵房、生活水泵房及其他各業(yè)態(tài)共用的設(shè)備用房，供電采用就近變配電站供電，其中酒店的配套設(shè)備房由酒店變配電站供電。

（8） 總體供電方案：10 kV中心配電站——辦公總配電站，商業(yè)變配電站，酒店變配電站，制冷站變配電站及高壓冷水機(jī)組，同時(shí)辦公總配電站下級(jí)設(shè)置T1辦公變配電站，T2辦公變配電站；商業(yè)變配電站下級(jí)設(shè)置商業(yè)分變配電站1、2。

圖1 10 kV配電系統(tǒng)圖

4 強(qiáng)電專(zhuān)業(yè)的節(jié)能環(huán)保措施

采用低損耗、高效節(jié)能型變壓器，變配電站深入負(fù)荷中心。（1） 采用帶調(diào)諧功能的功率因數(shù)補(bǔ)償措施，要求補(bǔ)償后高壓側(cè)的功率因數(shù)不小于0.9，提高功率因數(shù)，降低無(wú)功損耗。（2） 選用LED光源，增加燈具的壽命，減少照明耗電量。照明功率密度按《建筑照明設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50034—2013）的照明功率密度目標(biāo)值進(jìn)行設(shè)計(jì)。（3） 公共區(qū)、停車(chē)庫(kù)照明的控制采用智能照明系統(tǒng)，按需求或分時(shí)段開(kāi)/關(guān)照明燈具，減少不必要的照明用電。（4） 在各功能分區(qū)設(shè)有遠(yuǎn)傳功能的計(jì)量表，可實(shí)現(xiàn)能耗報(bào)表統(tǒng)計(jì)，優(yōu)化管理。（5） 按設(shè)備專(zhuān)業(yè)要求，部分電機(jī)采用電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)，提高電機(jī)效率達(dá)到節(jié)能目的。

5 諧波治理

（1） 在電容補(bǔ)償柜處安裝電抗器，抑制電容補(bǔ)償器對(duì)特定次諧波的放大和限制涌流。（2） 在UPS、調(diào)光柜及大功率的變頻設(shè)備等非線(xiàn)性諧波源處采取就地諧波治理措施，如設(shè)諧波抑制器、無(wú)源濾波器、線(xiàn)路電抗器等。并在變壓器低壓柜處預(yù)留有源濾波柜的安裝條件。變壓器繞組的連接組別選用Dyn11，抑制3次及其整數(shù)倍高次諧波。

6 結(jié)語(yǔ)

以上是對(duì)250 m及以下超高層建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的綜合總結(jié)。如還有未陳述類(lèi)似民用建筑很多共性?xún)?nèi)容可以參考文獻(xiàn) [5] 在篇幅內(nèi)介紹的若干要點(diǎn)。亦可參考14D801《超高層建筑電氣設(shè)計(jì)與安裝圖集》等。文章僅對(duì)250 m及以下建筑的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)做出部分技術(shù)要點(diǎn)和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，在具體的工程項(xiàng)目使用過(guò)程中有一定的成績(jī)，也不斷地在修正和完善。若各位同仁在欣賞本文章時(shí)，請(qǐng)緊密聯(lián)系自身的工程的具體情況而定。如有不足之處，請(qǐng)多多包涵。