超高层建筑电气设计

GuidetothedesignofbuildingelectricityforExtra-highbuilding超高层建筑电气设计要点——超高层建筑电气若干问题探讨2012.06深圳·中国目录◆序言◆负荷◆供配电系统◆应急或备用系统◆配变电所◆防雷◆直升机停机坪照明◆其它超高层建筑：建筑高度大于100m的民用建筑。民用建筑：供人们居住和进行公共活动的建筑的总称。居住建筑：供人们居住使用的建筑。公共建筑：供人们进行各种公共活动的建筑。——《民用建筑设计通则》GB50352-20051序言1972年，在美国Pennsylvanian（宾夕法尼亚）州的Bethlehem（伯利恒市）的国际高层建筑会议上，将40层以上，即建筑高度在100m以上的建筑叫作超高层建筑。目前世界最高的超高层建筑排行榜迪拜哈里发塔169层，高828米台北101大楼101层，508米上海环球金融中心101层，492米香港环球贸易广场118层，484米吉隆坡佩重纳斯双子大厦88层，452米南京紫峰大厦89层，450米A.芝加哥尖塔，600米，150层B.天津117大厦，570米，117层C.纽约世贸中心自由塔，541米，82层D.“中国尊”，北京，510米高，108层目前世界部分在建的超高层建筑迪拜ALBURJ大厦，1400米？长沙J220天空城市，838米220层平安国际金融中心660米上海中心大厦632米俄罗斯大厦612米韩国仁川塔610米，151层ABCD部分超高层建筑电气主要参数超高层建筑的主要特点：1建筑高度高，层数多2建筑面积大，规模大3功能多样超高层建筑电气的主要特点：1用电量大，供电半径长2多个电源，10kV~110kV3多个配变电所4变压器装机容量多在100~140VA/m25设有备用电源或应急电源建筑物名称中钢国际广场天津津塔上海金茂深圳平安金融中心上海环球天津陆家嘴广场及商务大酒店广州珠江新城建筑面积（m2）395000360000290000460000381600450000210000建筑高度（m）358336.9420.5（塔尖），360646（塔尖）492200309层数（层）8375881161014271功能五星级和超五星级酒店、酒店式公寓、办公、商业办公、酒店、公寓、商业酒店、办公、商业等办公、商业超五星级宾馆、写字楼、会议室、商业两栋办公楼、一座高档商务酒店和一座大型购物中心办公、会议电源总容量2路35kV，同时工作，互为备用3路35kV电源，两用一备2路35kV，同时工作，互为备用9路10kV，6用3备3路35kV，同时工作，互为备用两路35kV独立电源3路10kV变压器总容量40200kVA1个主站，9个分站。35400kVA。除主站外，在地下、45层、60层、冷冻机房设分站主变，4×10000kVA,35/6.3kV；55500kVA主站35/10kV，3×12500kVA=37.5MVA每个避难层均设分站，即12层一个1个总变电所35kV，7个分变电所总容量：41900kVA4个变电所，主-从关系，28000kVA，最小变压器1600kVA单位容量101.7VA/m2122VA/m2137.9VA/m2120.7VA/m298.27VA/m293.1VA/m2133.3VA/m2序号建筑物名称用电负荷名称负荷级别1国家及省部级政府办公建筑客梯、主要办公室、会议室、总值班室、档案室及主要通道照明用电一级2国家及省部级计算中心计算机系统用电特一级3国家及省部级防灾中心、电力调度中心、交通指挥中心防灾、电力调度及交通指挥计算机系统用电特一级4地、市级办公建筑主要办公室、会议室、总值班室、档案室及主要通道照明用电二级5地、市级及以上气象台气象业务用计算机系统用电特一级气象雷达、电报及传真收发设备、卫星云图接收机及语言广播设备、气象绘图及预报照明用电一级2负荷2.1负荷等级序号建筑物名称用电负荷名称负荷级别7商场、超市大型商场及超市的经营管理用计算机系统用电特一级大型商场及超市营业厅的备用照明用电一级大型商场及超市的自动扶梯、空调用电二级中型商场及超市营业厅的备用照明用电二级8银行、金融中心、证交中心重要的计算机系统和安防系统用电特一级大型银行营业厅及门厅照明、安全照明用电一级小型银行营业厅及门厅照明用电二级10旅游饭店四星级及以上旅游饭店的经营及设备管理用计算机系统用电特一级四星级及以上旅游饭店的宴会厅、餐厅、厨房、康乐设施、门厅及高级客房、主要通道等场所的照明用电，厨房、排污泵、生活水泵、主要客梯用电，计算机、电话、电声和录像设备、新闻摄影用电一级三星级旅游饭店的宴会厅、餐厅、厨房、康乐设施、门厅及高级客房、主要通道等场所的照明用电，厨房、排污泵、生活水泵、主要客梯用电，计算机、电话、电声和录像设备、新闻摄影用电，除上栏所述之外的四星级及以上旅游饭店的其它用电二级2.2负荷密度超高层建筑负荷密度与建筑功能、建筑面积、建筑高度、附属功能等因素有关。一般在100～140W/m2(住宅除外)。3.1电源a超高层建筑应进行整体供配电系统设计，至少需要两路独立市电电源，还需要另设应急电源或备用电源。b超高层建筑的正常电源数量不应少于两个，各路电源应为不同路由的线路，宜采用专线由上级变电站或开关站放射式供电。电源电压等级可以为10kV、20kV、35kV或110kV。当一路电源断电时，剩余电源应能保证二级及以上负荷的供电。3供配电系统国家电网公司业扩供电方案编制导则（试行）国家电网公司二○○七年八月供电电压等级受电变压器总容量大约服务面积（m2）220V380V50kVA及以下10kV100kVA至8000kVA(含8000kVA)≤8万20kV200kVA至16000kVA(含16000kVA)≤16万35kV5MVA至40MVA5~40万66kV15MVA至40MVA110kV20MVA至100MVA20~110万220kV100MVA及以上中钢实例海门站220kV潮音寺110kV万年桥站220kV东沽站110kV本案Skyloft酒店酒店Hotel酒店式公寓HotelApartment自用写字楼Owner’sOffice写字楼5AOffice商业CommercialUse1#楼T12#楼T2根据本工程的负荷等级，要求供电电源为2路独立的35kV的电源，近期分别引自海门220kV及万年桥220kV变电站，最终由万年桥和东沽220kV变电站各通过一路35kV电源。每路电缆均为双根300mm2的铜芯电缆、走不同路径至本工程主站高压配电室。两路高压电源同时工作，互为备用，每路均能承担本工程全部负荷。供电电源电压等级（kV）1035110一路最多可带负荷容量（kVA）*约10000约35000约108000本工程所需电源数量及说明4~6路，视变压器负荷率而定2路，一路可带全负荷2路，一路可带全负荷当地的规定/路数（路）**5000kVA以下/85000kVA以上/220000kVA以上/2供电范围小大很大技术成熟度成熟，使用普遍成熟，使用较普遍成熟，但不普遍市政条件与供电部门协商与供电部门协商与供电部门协商说明需多路供电2路刚好，可靠、经济2路容量有富余，还可带周围的其它建筑结论不推荐推荐PA实例方案一56600KVA1#、2#，容量34900kVA，设在B2F，供电B5F~39F，半径约250m3#，容量12100kVA，设在52F，供电40F~80F，半径约200m4#，容量9600kVA，设在81F，供电81F~116F，半径约190m1#、2#，容量24400kVA，设在B2F，供电B5F~10F，半径约100m1#、2#，容量22800kVA，设在B2F，供电B5F~6F，半径约80m3#，容量9600kVA，设在25F，供电11F~39F半径约80m4#，容量6900kVA，设在52F，供电40F~68F，半径约90m5#，容量6900kVA，设在81F，供电69F~97F，半径约90m6#，容量4100kVA，设在111F，供电98~116F，半径约70m3#，容量4100kVA，设在10F，供电7F~17F半径约50m4#，容量3450kVA，设在25F，供电18F~32F，半径约50m5#，容量4100kVA，设在39F，供电33F~45F，半径约80m6#，容量4200kVA，设在52F，供电46F~61F，半径约60m9#，容量3200kVA，设在97F，供电91~103F，半径约50m8#，容量4200kVA，设在81F，供电75~90F，半径约60m7#，容量3600kVA，设在68F，供电62~74F，半径约50m10#，容量2850kVA，设在111F，供电104~116F，半径约50m方案三55500KVA方案二55900KVA方案比较17变电所位置低压供电半径干线电缆长度(m)电压损失干线电缆造价(万元)设备造价(万元)50年有功电能损耗费用(万元)造价、能耗总计(万元)变配电所用房面积(m2)方案一最大669202.6%334636265585125572120方案二合理251781.0%12593789210171492635方案三最小102960.5%515417085955443010结论：综合上述的技术、经济指标分析，变配电所设计采用方案三。超高层商业办公综合体不同于政府功能性建筑，也不是纯粹的城市形象工程，其变配电所的设计，除了要以安全性、可靠性为基本要求，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。电源工作方式电源的数量及工作方式建议按表3-1执行。电源数量运行方式建议适用范围两路电源一用一备规模不大的超高层建筑，不推荐使用同时工作、互为备用8MVA以下（一路10kV）；16MVA以下（一路20kV）；40MVA以下（一路35kV）；100MVA以下（一路110kV）三路电源两用一备同时工作四路电源两两工作、不设站联两两工作、设站联分别工作、相邻电源设联络三用一备表3-1建议的电源数量及其工作方式3.2高压供配电系统3.4.1超高层建筑的高压供配电系统宜采用主配变电所——分配变电所结构，主配变电所应采用单母线分段的主接线形式采用放射式引至分配变电所。3.4.2高压系统的配电级数不宜多于两级。3.4.3应根据当地供电部门的规定，35kV电压等级可直降到0.4kV；也可先将35kV降压到10kV，再将10kV降到0.4kV。3.4.4如当地供电部门没有特别要求，20kV电压等级可直降到0.4kV。1#主站2#主站3#主站三个主站，均二用一备1#10kV进线安装容量:10700kVA2#10kV进线安装容量:10700kVA3#10kV进线安装容量:7900kVA4#10kV进线安装容量:9150kVA5#10kV进线安装容量:10598kVA6#10kV进线安装容量:10011kVAPA实例2-1#变电所：分变电站，B4~L332-1#substaion:forB4~L334x1600，2X2000kVA1-1#变电所：为1#楼酒店服务1-1#substation:forhotelinL14x1250kVA2-2#变电所：为T2冷冻站服务2-2#substation:forchillersstationinT24x1600kVA2-3#变电所：为2#楼L33~49层写字楼服务2-3#substation:for5AofficeinL33~494x1000kVA2-4#变电所：为2#楼L49~67层服务2-4#substation:forL49~67inT24x1000kVA2-5#变电所：为2#楼L67层及以上酒店服务2-5#substation:forHotelinL67andaboveofT24x1000kVA1-3#变电所：为1#楼酒店冷冻站服务1-3#substation:forhotelchillersstationinL12x1600kVA1-2#变电所：为裙房服务1-2#substation:forpodium2x125