高層建筑高低壓供配電系統(tǒng)的設(shè)計

1、<p>　　高層建筑高低壓供配電系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　【摘要】現(xiàn)代高層建筑的電氣設(shè)計由于高層建筑的需要而變得復(fù)雜，高低壓用電設(shè)備越來越多，對供配電系統(tǒng)設(shè)計和戰(zhàn)略安裝提出了許多的要求。本文基于個人工作經(jīng)歷，探討了高層建筑高低壓供配電系統(tǒng)的施工設(shè)計，提出了幾點值得注意的建議，僅供大家參考。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】高層建筑 高低壓供配電系統(tǒng) 變配電室照度 </

2、p><p>　　中圖分類號： TU97 文獻標識碼： A </p><p>　　隨著中國經(jīng)濟技術(shù)飛速發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴大，高層建筑如雨后春筍般的不斷地增多、增高，如高層住宅、寫字樓、大型Shopping-mall等。雖然建筑的高層化節(jié)省了占地空間，提高了城市的利用率。但是高層特別是寫字樓、大型Shopping-mall等服務(wù)場所，人員高度密集，高效率的工作，對建筑供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性和

3、環(huán)保性提出了更高的要求。 </p><p><b>　　高層建筑的特點 </b></p><p>　　1、建筑面積大，從中國國內(nèi)建成的很多的高層建筑來看，一座大樓的高層建筑面積由幾萬至幾十萬平方米，一個小區(qū)的高層建筑面積甚至達到兩、三百萬平方米。 </p><p>　　2、建筑高度高。由于建筑塔樓，為了減少城市占地面積，大型建筑物必須向空中發(fā)展

4、，出線大量100米以下高層，在城市商業(yè)中心甚至出現(xiàn)很多100米以上超高層建筑。 </p><p>　　3、建筑物地下層。高層建筑除地上層外，由于基礎(chǔ)和主體結(jié)構(gòu)上的原因還有若干地下層（即地下車庫），地下層一般情況下被設(shè)計為消防水泵房，風(fēng)機房，小區(qū)配電開閉所、公專用配電房、弱電監(jiān)控中心、汽車庫等用房。 </p><p><b>　　二、小區(qū)工程概述 </b></p&

5、gt;<p>　　本小區(qū)由1棟高檔寫字樓，23棟高層住宅、大型Shopping-mall、高檔會所及地下車庫組成（高層住宅地上為33層，小高層住宅地上為18層，均為精裝修；大型Shopping-mall部分由大中型商鋪、特色餐飲、五星影院等組成，共計四層；地下車庫兩層，其中地下二層有人防車庫、地下一層為超市和停車位），該工程的消防水泵、電梯、風(fēng)機、影院部分用電、樓梯及電梯前室應(yīng)急照明等為一級負荷供電。在本小區(qū)內(nèi)考慮設(shè)計一座

6、10KV小區(qū)開閉所，自室外回龍灣變電站引來兩路10KV電源給小區(qū)開閉所供電，另外設(shè)計了6個公用配電房、3個專用配電室、2個柴油發(fā)電機房。其另一路應(yīng)急電源選用520KW柴油發(fā)電機組，做為第二路電源，當市電停電、缺項等故障時，在變配電室低壓配電的自動互投開關(guān)處拾取柴發(fā)延時啟動信號啟動柴發(fā)。 </p><p>　　三、高層建筑對配電系統(tǒng)的設(shè)計需求 </p><p>　　高層建筑配電系統(tǒng)設(shè)計需求主

7、要從高低壓配電的連續(xù)性、供電可靠性、安全性、技術(shù)先進性、經(jīng)濟合理性等五大特性進行技術(shù)分析。高層建筑的用電負荷大。一級負荷多，且關(guān)系到消防水泵、消防控制室、防排煙風(fēng)機、電梯、應(yīng)急照明、二次加壓供水設(shè)備等的正常運行，對電源供電的連續(xù)性要求比較高。一般情況下采用雙電源自動切換供電的運行方式，配電方式采用樹干式與放射式相結(jié)合的供電方式。 </p><p>　　1、設(shè)計需保證供電電源的連續(xù)性和電源的時間性。對于城市高壓配網(wǎng)

8、110KV回龍灣變電站新出兩路10KV電源線路供電，由開閉所出線至各變配電室用電，以確保小區(qū)高層建筑電源的連續(xù)性，按規(guī)定已經(jīng)滿足了一、二級負荷的要求，但是對于特別重要的高層建筑(如超高層建筑、高檔寫字樓)其內(nèi)部含有特別重要負荷。設(shè)計應(yīng)考慮一路10KV電源系統(tǒng)檢修或出現(xiàn)故障時，甚至另一路10KV電源系統(tǒng)又發(fā)生故障的嚴重情況下，此時，應(yīng)考慮設(shè)計設(shè)柴油發(fā)電機組做應(yīng)急電源。對電網(wǎng)只能提供一路電源的高層建筑應(yīng)設(shè)柴油發(fā)電機組提供第二電源。此時發(fā)電機

9、組是作為備用電源使用，而不僅僅是應(yīng)急用重要負荷的第二電源。同時為了保證發(fā)生火災(zāi)時各項搜救工作的順利，進行消防用電設(shè)施兩個電源的末端自動切換方式，應(yīng)急發(fā)電設(shè)備的啟動方式都是消防供電系統(tǒng)應(yīng)予考慮的問題。其中，兩路電源轉(zhuǎn)換的時間必須滿足消防設(shè)施的技術(shù)要求，這一點顯得尤為重要。 </p><p>　　2、設(shè)計需保證供電電源的高度可靠性。一般高層建筑造價高，人員集中。其供電的可靠性將直接影響到企業(yè)的運作和人員設(shè)備的安全。高

10、層建筑發(fā)生火災(zāi)時，主要是利用建筑物自身的消防設(shè)施進行滅火和人員疏散。而建筑物的消防設(shè)施必須依靠雙路供電。因此，如果小區(qū)沒有供電可靠的電源，就不能及時進行火災(zāi)報警、消防系統(tǒng)滅火，不能有效地疏散人員、物資和控制火勢的蔓延，因此供電可靠性顯得尤為重要的。保障高層建筑消防用電設(shè)備，避免造成嚴重的損失；因此，合理的確定電力負荷等級，保障高層建筑消防用電設(shè)備的供電可靠性是非常重要的。 </p><p>　　四、高層建筑供配電

11、系統(tǒng)設(shè)計需考慮因素 </p><p>　　1、在對于供電系統(tǒng)中的負荷等級確定以及對各級負荷容量計算的問題。在一般情況下，確定負荷等級必須要按照相關(guān)的規(guī)定進行：一級供電負荷指中斷供電在政治和經(jīng)濟上造成重大損失者；二級供電負荷指中斷供電在政治和經(jīng)濟上造成較大損失者；三級供電負荷對中斷供電沒有特殊要求，凡不屬于一級、二級負荷者均為三級供電負荷。在一類高層建筑的供電系統(tǒng)中，負荷等級的確定可以參考《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》J

12、GJ16-2008附錄A，里面明確規(guī)定不同性質(zhì)的建筑物，其設(shè)施的負荷等級劃分也不同，一般來說，消防控制室、消防風(fēng)機、消防電梯、普通電梯、消防水泵、生活水泵、消防自動報警系統(tǒng)、地下車庫及小區(qū)樓道應(yīng)急照明以及消防自動滅火系統(tǒng)等設(shè)施為一級負荷。 </p><p>　　2、對于高層建筑的供電電壓與電源的設(shè)計。在高低壓供配電系統(tǒng)的設(shè)計當中，為了保障供電系統(tǒng)功能性、可靠性、合理性，就必須根據(jù)供電負荷等級來采取相應(yīng)的供電保證措

13、施，而且所采取的此類措施必須滿足設(shè)計規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。在高層建筑中，大部分用電器工作電壓為380V/220V。除了消防設(shè)備用電為一，二級負荷外，一般情況下都沒有特別重要的負荷用電，設(shè)計普遍考慮為三級負荷。 </p><p>　　3、高層建筑變壓器容量計算的問題。設(shè)計時需要根據(jù)用電負荷的分布、用電負荷的容量以及新建小區(qū)的建筑物分區(qū)情況，再通過設(shè)計各專業(yè)（電氣、給排水、暖通）之間的相互協(xié)調(diào)以及當?shù)毓╇娋值囊髞砜紤]設(shè)計

14、小區(qū)公用及專用變配電所的數(shù)量與分布位置的情況。對于變壓器的容量要依據(jù)各個用電負荷采用需要系數(shù)法計算出的總?cè)萘窟M行選擇，變壓器的負荷率一般控制在75%—85%。而變電所的所有出線即低壓線路供電半徑一般不會超過200m，而在設(shè)計時計算出的供電容量超出500kW時，則供電的距離超出200m時，就必須要考慮在地下室設(shè)計變配電所的增設(shè)問題。本次設(shè)計為小區(qū)設(shè)1個開閉所、6個公用配電室、3個專用配電室、1個專用箱變，其中1#公配為3臺630KVA公用

15、變壓器供1#、2#、15#、16#樓居民一戶一表供電，2#公配為2臺800KVA公用變壓器供3#、13#、14#、17#樓居民一戶一表供電，3#公配為5臺800KVA公用變壓器供4#、5#、6#、7#、8#樓居民一戶一表供電，4#公配為2臺800KVA公用變壓器供9#、10#樓居民一戶一表供電，5#公配為2臺800KVA公用變壓器供12#、18#、19#、20#樓居民</p><p>　　五、燈具安裝需注意問題

16、</p><p>　　1、有吊頂?shù)牟糠譄艟卟捎们度胧轿敯惭b；非吊頂?shù)牟糠譄艟卟捎玫蹑溁虻鯒U直接安裝。例如：樓梯燈采用節(jié)能吸頂燈，電梯前室采用節(jié)能型筒燈和節(jié)能型射燈?，F(xiàn)在精裝修漸漸成為了一種趨勢，越來越普及，建設(shè)方通常會在首層及標準層電梯廳設(shè)置各種美觀大型吊燈來吸引小區(qū)業(yè)主眼球，如果從節(jié)能角度出發(fā)，公共區(qū)域裝飾及入戶大堂采用的燈具應(yīng)使用時間控制器，以達到節(jié)能的效果，普通照明燈具采用聲光控延時開關(guān)來控制以便于節(jié)能。

17、 </p><p>　　2、地下室人防部分燈具根據(jù)規(guī)范采用吊鏈式；非人防區(qū)的燈具建議采用橋架安裝，通常地下室風(fēng)道，特別是空調(diào)機房附近的風(fēng)道通常比較寬，如果燈具讓采用吸頂安裝，容易被風(fēng)道等設(shè)備遮擋，如果采用橋架不僅美觀且維修方便。 </p><p>　　3、小區(qū)變配電室燈具必須采用LED的T8管應(yīng)急日光燈，間距應(yīng)小于2米，燈具位置距配電設(shè)備水平凈距大于1米（最好布置在配電室配電屏方向兩側(cè)墻上

18、，當配電室設(shè)備較多時，另外在配電屏之間的通道上方加裝，期照度不低于300Lx），其燈具不得采用吊鏈和軟線吊裝，市電停電時，變配電室由應(yīng)急電源提供，要求一半燈具必須點亮，應(yīng)急電源持續(xù)時間6小時以上，照明開關(guān)安裝在進配電室的門處。 </p><p>　　六、改進高層建筑供配電可靠性的有效措施 </p><p>　　1、做好負荷分級管理，確保供電可靠性。負荷分級是從中斷供電所造成的影響程度上來劃

19、分的，主要有一級負荷、二級負荷、及三級負荷。對于一級負荷，除了要求兩路電源供電之外，還要增設(shè)應(yīng)急電源（即柴油發(fā)電機組），從而能夠滿足對于特別重要負荷提供連續(xù)性、可靠性的供電要求；對于二級負荷，主要是為了實現(xiàn)對變壓器發(fā)生故障或線路損壞時，能夠從電能的恢復(fù)上得到有效應(yīng)對，減少中斷時間或損失；三級負荷對供電穩(wěn)定性的要求較低，通常確保用電設(shè)備的正常運行即可。 </p><p>　　2、對供電電源的合理布置。高層建筑的電源

20、設(shè)計，往往從建筑用電的實際需要來確定，不同建筑主體對電源的布置形式也有其不同的要求，一旦出現(xiàn)供電電源電壓超過實際需求時，很容易發(fā)生電氣火災(zāi)，因此，當高層建筑需要一級負荷供電時，從電源的供電可靠性上往往設(shè)置兩路電源，而對于某些特定的高層建筑城市綜合體，如有大型Shopping-mall、高檔娛樂設(shè)施（五星級影院）、五星級酒店等，對建筑用電上還應(yīng)該設(shè)置(柴油發(fā)電機組形式)應(yīng)急電源，以防范電力中斷而導(dǎo)致過大的生命財產(chǎn)經(jīng)濟損失。 </p&

21、gt;<p>　　加強對高層建筑供配電系統(tǒng)的防火設(shè)計措施。從高層建筑供配電系統(tǒng)的防火安全來看，對高壓配電系統(tǒng)實施單母線分段設(shè)置，對照明線路與動力線路分線使用；對高層建筑消防設(shè)備配置的柴油發(fā)電機，其容量應(yīng)該滿足同時啟動、同時使用消防設(shè)備的要求，建議采用分時啟動控制，以減少瞬時負荷的對柴油發(fā)電機的影響；對高層建筑中各類消防設(shè)施、消防火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、消防火災(zāi)事故應(yīng)急照明、消防電梯、消防無機特級防火卷簾門等，必須從電源的獨立性與

22、安全可靠性上來設(shè)置，以滿足不同負荷對電源系統(tǒng)的安全要求。 </p><p>　　七、高低壓供配電設(shè)計對變配電室土建設(shè)計要求： </p><p>　　1、高低壓變配電室內(nèi)不得有無關(guān)的水管和線路通過。 </p><p>　　2、變配電室內(nèi)地面應(yīng)采用600*600防滑地磚或刷環(huán)氧地坪漆，內(nèi)墻墻面抹灰刷白，頂棚只刷白不抹灰；變配電室門采用鋼制甲級防火防盜外開門，相鄰配電室之

23、間的門應(yīng)雙向開啟。 </p><p>　　3、設(shè)計在地下室的變配電室對側(cè)外墻應(yīng)分別設(shè)置兩處鋁合金通風(fēng)百葉高低窗1200*600（底處0.3米和高處2.4米安裝），內(nèi)加不銹鋼網(wǎng)（網(wǎng)孔小于10*10）。變配電室外墻距地2.7米處需安裝兩臺內(nèi)徑為400低噪音強排軸流風(fēng)機（風(fēng)機兩側(cè)加不銹鋼網(wǎng)），風(fēng)機控制開關(guān)設(shè)置在變配電室專用的配電箱內(nèi)，并具有定時控制功能。 </p><p>　　4、地下車庫高、低

24、壓橋架，公、專用低壓橋架應(yīng)分別設(shè)計，不得共用。橋架應(yīng)采用鋼制橋架并加頂蓋，橋架板材采用Q235冷軋鋼板并噴塑處理；高壓部分橋架采用400*150，板材厚度為1.5mm，低壓橋架采用600*200或800*200，板材厚度為2mm。橋架吊架直線段每2米設(shè)1個，轉(zhuǎn)彎處（半徑大于300mm）設(shè)3個，在吊架間距為2米的情況下，橋架荷載等級推薦采用D級（2.5kN/m）。橋架之間需采用銅帶跨接，橋架應(yīng)具有可靠的電氣接地。高低壓電纜橋架地面應(yīng)噴字處

25、理，高壓電纜橋架噴涂10KV電纜字樣，低壓電纜敲擊噴涂0.4KV公用電纜字樣，每隔3米噴涂一次（要求采用宋體，字號300，紅色），兩個字樣之間噴涂電力閃電符號一個。 </p><p>　　5、變配電室防火門通向外面出口應(yīng)增設(shè)厚度大于2mm高度為400mm的鋁合金或不銹鋼擋鼠板。設(shè)置在樓板上的變配電室應(yīng)考慮承受變配電高低壓設(shè)備、變壓器運輸和運行荷載要求，并留出設(shè)備故障時需更換變壓器和配電設(shè)備運輸通道。 </p

26、><p>　　6、變配電室接地部分為變壓器中性點接地，高低壓配電屏及變壓器金屬外殼應(yīng)與接地網(wǎng)可靠連接，接地電阻小于4歐姆。 </p><p><b>　　八、結(jié)束語 </b></p><p>　　在很多具體工程中，因受到多方面因素的限制，配電方案的合理性、靈活性、實用性等優(yōu)點不可能同時兼?zhèn)洌覀兛梢栽谠O(shè)計工作中認真總結(jié)，廣泛交流，統(tǒng)籌兼顧，揚長避

27、短，力求做到最優(yōu)。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1]金建中.高層建筑電氣設(shè)計中低壓供配電系統(tǒng)安全性分析探討 </p><p>　　[2]隋楊.高層建筑供配電設(shè)計方案的比較 </p><p>　　[3]劉明亮．高層建筑消防供配電設(shè)計．科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2008（2）． </p