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超高層建筑配電系統(tǒng)主接線方式及節(jié)能探討 接線端子用法圖解
發(fā)布時間：2025-05-12 05:25:26
摘 要：本文提出了對商用超高層建筑配電系統(tǒng)主接線方式及改進(jìn)優(yōu)化，減少儲變壓器備容量，優(yōu)化變壓器的運(yùn)行方式，達(dá)到節(jié)能、降低損耗、投資的目的?！ ￡P(guān)鍵詞：超高層建筑變配電系統(tǒng)接線方式；改進(jìn)優(yōu)化；減少儲變壓器備容量；節(jié)能降耗
一、概況
最近幾年，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各地超高層建筑不斷涌現(xiàn)，超高層建筑一般都建設(shè)在城市的生活和經(jīng)濟(jì)中心，由于超高層建筑的樓層多，建筑高度高，對供電的可靠性以及消防等的要求也比普通的高層建筑要高得多，相應(yīng)的建設(shè)資金投入大，運(yùn)行設(shè)備多，安全運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)高，因此設(shè)計的復(fù)雜性也增加了很多。
房地產(chǎn)開發(fā)商為了在一定面積的土地上，開發(fā)出更多建筑面積，就提高建筑的高度，開發(fā)超高層。為了便于銷售，使大樓的使用功能更復(fù)雜。一般在地下層設(shè)有車庫、設(shè)備層，地上設(shè)有裙樓為辦公或商場，標(biāo)準(zhǔn)層為辦公、酒店、豪宅，頂部設(shè)為餐飲、娛樂等集其于一體的綜合性大樓。國外超高層建筑高度已近千米，層數(shù)已達(dá)300多層以上。國內(nèi)超高層建筑高度已超過600米，層數(shù)也已超過200層以上。
目前大多數(shù)超高層建筑規(guī)劃：高度在200米左右、總建筑面積在10--15萬平方米，地上五十層以上，其中裙樓有五層為金融、商業(yè)用房及餐飲等配套用房，主樓為寫字樓、酒店或豪宅。在頂層設(shè)有娛樂、餐飲。在十三——十五層和二十八——三十層設(shè)二個避難層，其中設(shè)有消防風(fēng)機(jī)房和消防接力水泵房。在地下層設(shè)有變配電機(jī)房、柴油發(fā)電機(jī)房、鍋爐房、停車庫等，消防水泵房、中央空調(diào)機(jī)房、機(jī)械停車庫等。屬一類超高層建筑功能定位為娛樂、餐飲、酒店、高檔寫字樓及酒店式公寓。
實際上超高層建筑的變配電系統(tǒng)，是由娛樂、餐飲、酒店、高檔寫字樓及酒店式公寓等單體建筑在平面上按所具有的使用功能的變配電系統(tǒng)，在豎直有限的空間集合疊加、緊湊優(yōu)化構(gòu)成。
二、配電系統(tǒng)
1.負(fù)荷等級
超高層建筑一般建筑面積較大、人員密度大、使用功能比較復(fù)雜，通常供電容量較大當(dāng)超高層建筑發(fā)生各種災(zāi)難時搶險難度大、人員疏散較困難，因此其供電可靠性要求極高其中消防系統(tǒng)的用電安全保障顯得尤為重要，工程屬一類超高層建筑，按一級負(fù)荷供電。
2.電源選擇
根據(jù)《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(GB 50052-2005)規(guī)定，一級負(fù)荷應(yīng)由二個電源供電，當(dāng)一個電源發(fā)生故障時，另一個電源不應(yīng)同時遭到損壞一級負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷，除由二個電源供電外，尚應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源，因此超高層建筑必須采用二路獨(dú)立的10kV電源供電(用電容量較大，條件許可的地方可采用35kV電源供電)，此外還應(yīng)根據(jù)實際狀況設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組或EPS電源作為應(yīng)急備用電源該工程采用10kV雙路電源供電(兩個電源不應(yīng)同時損壞)，電源引自附近供電部門開閉所二段不同母線，采用電力電纜埋地引入總變配電所，二路電源同時供電，當(dāng)其中一路電源故障停電時，由另一路電源供給全部一、二級負(fù)荷還設(shè)有兩臺有自啟動功能的柴油發(fā)電機(jī)組作為消防及重要負(fù)荷應(yīng)急備用電源。
3.高低壓配電系統(tǒng)
3.1 10kV主接線：采用單母線分段的接線方式，系統(tǒng)設(shè)有分段母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)，兩路10kV電源同時供電，互為備用，當(dāng)其中一路電源因故障停電時，由另一路電源供給全部一、二級負(fù)荷。10kV出線采用電纜放射式向各配電變壓器供電。
3.2低壓主接線：采用單母線分段的接線方式，每兩臺變壓器為一組，通常的接線方式是消防設(shè)備、公用設(shè)備（電梯、水泵、風(fēng)機(jī)、電信機(jī)房、計算機(jī)房、安防及樓宇設(shè)備管理中心）應(yīng)急照明、照明每兩臺變壓器為一組，該組還有發(fā)電機(jī)組進(jìn)線；空調(diào)設(shè)備每兩臺變壓器為一組，互為備用，分別設(shè)有母線聯(lián)絡(luò)、開關(guān)，兩只低壓進(jìn)線開關(guān)及母聯(lián)開關(guān)兩通一斷，采用電氣、機(jī)械聯(lián)鎖，一級負(fù)荷中特別重要的負(fù)
荷設(shè)有專用低壓母線，除采用兩路供電外，另外設(shè)有柴油發(fā)電機(jī)組作為備用電源。其接線如圖一：
所有消防負(fù)荷及重要負(fù)荷的配電，是由兩路從變配電所低壓系統(tǒng)兩段母線上引來的配電干線，在配電末端設(shè)置雙電源自動切換箱進(jìn)行配電。
3.3變配電所設(shè)置
超高層建筑的用電設(shè)備負(fù)荷較大、用電設(shè)備性質(zhì)較復(fù)雜，且很大一部分為一、二級負(fù)荷，通常變電所的規(guī)模相對較大，樓內(nèi)空調(diào)機(jī)房及水泵房等用電量大的設(shè)備均布置在地下層，根據(jù)變配電所在理論上應(yīng)靠近用電負(fù)荷中心的原則，應(yīng)設(shè)在大樓中間，但這樣就會產(chǎn)生電能倒送現(xiàn)象，所以總變配電所常規(guī)都設(shè)在地下層，便于設(shè)備運(yùn)輸安裝，總變配電所進(jìn)出管線較多，有高壓進(jìn)線電纜，高壓及低壓進(jìn)出線，有阻燃電纜、耐火電纜、礦物絕緣電纜或預(yù)分支電纜，還有不少封閉式母線，管線進(jìn)出僅采用上進(jìn)上出的方式，可能會造成管線交叉頻繁，施工較為困難因此總變配電所宜設(shè)地溝，各種電纜通過配電柜下部地溝進(jìn)出，封閉式母線則通過配電柜上部進(jìn)出。
根據(jù)《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施電氣》，低壓線路的供電半徑一般不宜超過200m，當(dāng)供電容量超過5000kW，供電距離超過200m時，宜考慮增設(shè)變配電所，如果建筑高度超過200m，再加上平面距離，建筑上部的供電半徑一般會超過250m，電壓降可能超過規(guī)定值，供電質(zhì)量將下降，電能損耗加大，肯定會影響電梯等設(shè)備的運(yùn)行因此建筑高度超過200m的超高層建筑，宜在大樓上部設(shè)分變配電所，供塔樓電梯及上部1/3樓層的部分用電上部變配電所宜結(jié)合避難層或技術(shù)層設(shè)置，電纜進(jìn)出線上進(jìn)上出，要考慮到安裝設(shè)備的運(yùn)輸通道。
另外，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)層面積較大時，當(dāng)供電容量超過5000kW，供電距離雖未超過200m時，可考慮在大樓的中部設(shè)分變配電所。
3.4大樓中部、頂部分變配電所
低壓主接線：同總變低壓主接線方式，采用單母線分段的接線方式，通常的接線方式是消防設(shè)備、公用設(shè)備每兩臺變壓器為一組；空調(diào)設(shè)備每兩臺變壓器為一組，互為備用，分別設(shè)有母線聯(lián)絡(luò)、開關(guān)，兩只低壓進(jìn)線開關(guān)及母聯(lián)開關(guān)兩通一斷，采用電氣、機(jī)械聯(lián)鎖，一級負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷設(shè)有專用低壓母線，除采用兩路供電外，另外設(shè)有柴油發(fā)電機(jī)組作為備用電源。上述低壓配電接線方式，變壓器在實際運(yùn)行中，不能適應(yīng)實際運(yùn)行要求，因為開發(fā)的商用建筑從開始施工到竣工驗收，電氣設(shè)備送電運(yùn)行，電力先行，強(qiáng)電施工完畢，然后才保證其它的設(shè)備供電：消防設(shè)備、公共設(shè)備：水泵、電梯、空調(diào)設(shè)備供電，從送電設(shè)備投入運(yùn)行初期到滿負(fù)荷運(yùn)行，要看樓盤的銷售情況、有些購房入客戶又要轉(zhuǎn)租、又進(jìn)行二次裝修，一般大約最短也要五年左右的時間，這期間又有客戶入住，只要有客戶入住就要用電。公共設(shè)備及照明系統(tǒng)要供電、空調(diào)系統(tǒng)也要供電，二個供電系統(tǒng)都要各投入1臺變壓器運(yùn)行，實際上這段時間用電負(fù)荷很小，投入1臺變壓器運(yùn)行，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實際用電負(fù)荷需求，按上述低壓接線方式運(yùn)行造成：變壓器的損耗加大，電力資源的浪費(fèi)，投資加大。
