浅谈新交通大厦配电设计

孟　陈　（安徽省建筑科学研究设计院，安徽　合肥　230001）

浅谈新交通大厦配电设计

孟陈（安徽省建筑科学研究设计院，安徽合肥230001）

详细介绍了超高层建筑合肥市新交通大厦的配电设计内容，包括变配电、照明、节能、防雷及接地系统等设计。

超高层；配电；节能

1　工程概况

本工程为合肥城市轨道交通有限公司所建新交通大厦工程，位于合肥市长江东路和胜利路交口东南角，地下共5层，地上共41层，地下三、四、五层为车库，三层局部为设备用房，地下一、二层及地上一～四层为商业，五层以上为办公，十二、二十七层为避难层，建筑高度为175.8m，总建筑面积约96762m2，为超高层公共建筑。

2　高低压变配电系统

2.1负荷等级

根据规范要求，本工程消防用电、重要的计算机系统电源、安防系统电源、营业厅及门厅照明、特种功能用房、安全照明用电等为一级负荷，其余为二、三级负荷。

一、二级负荷在双回路电源的设备末端自动切换。

2.2电源

变电所设置　表1

①本项目采用二路10kV高压独立进线，分别由市政不同变电站引来，高压电源采取一用一备形式。用户进线采用铠装电缆埋地方式引至地下三层10kV总配电所。

②10kV高压侧的主接线采用单母线分段方式，高压侧设联络开关。

③高压开关柜的变压器出线开关设过电流及速断保护。高压进线开关设过电流及延时速断保护。高压柜真空断路器、信号电源等由直流屏提供DC110V电源。

2.3负荷计算

①总设备安装容量（合计规划设计面积为96762m2）：96762×100W/m2=96762kW（100W/m2）

②需用系数：0.7；

③计算容量：6773.3kW；

④自然平均功率因数：0.76；

⑤电容器补偿容量：按每段每台变压器容量30%；

⑥补偿后10KV侧功率因数：0.92以上；

⑦平均负载率：82.5%；

⑧变压器安装容量：8210kVA。

2.4计量

①电力、照明、办公采用高供高计的计量方式，低压馈电回路设置三相多功能数子式表计，分别对本馈电回路的电流、电压、电量进行检测。各终端主配电箱（柜）设置电流、电压、测量电量表计。

②高压及低压计量用电流互感器，有功和无功电度表由供电业务部门选型和安装，高压计量柜柜体采用KYN28A-12柜，低压柜柜体采用GCS型配电柜。

③每个单位、附属区域设低压计量用做收费依据。计量表箱安装在电气竖井或电气小间内。

2.5无功补偿

在变配电站低压母线侧设置补偿电容器，进行集中补偿，功率因数补偿至0.92以上。

2.6继电保护

①高压开关柜设微机综合保护，具有反时限速断、过电流保护。

②低压开关柜进线总开关及母联具有瞬时过电流、短延时过电流、过载保护。馈电开关具有速断、过载保护。

2.7低压配电

①变电所低压柜引至各用电点的供电，应按建筑设计要求及大厦使用功能的不同分别采用放射式或树干式供电方式。楼内的电力、照明采用电力电缆或母线槽供电，主电缆设在电气竖井内，各层由导线分流器或插接箱接至层配电箱，由层配电箱为各用电点供电。

②消火栓、喷淋泵、正压送风机、防排烟风机、防火卷帘、消防电梯、消防控制室及变配电室等均为双回路电源，在末端本配电箱自动切换。生活水泵和普通电梯也为双电源供电，但火灾发生时不能使用。

③单台电动机容量为15kW及以上者，均为降压起动，降压起动设备采用软起动器或星三角起动方式。

3　应急电源

①应急电源包括应急发电机和直流电源装置。

②不间断电源装置为建筑内弱电系统，安保系统，在发电机供电之前保障无瞬时断电电源。

③本工程设计配置一套1000kW应急发电机组，发电机房设置于地下一层。发电机产生的废气组通过排烟管、联接接头、消音器向大气排放。

④应急柴油发电机供电范围如下：

a.消防负荷：消防水泵、消防电梯、电动防火卷帘、火灾自动报警系统、防烟排烟风机、应急照明及疏散指示等。

b.重要负荷：航空障碍灯、生活水泵、消防控制室、地下污水泵、电梯迫降、电讯用电及保安等负荷又是一级负荷中特别重要的负荷。

⑤若两路市电中断，备用发电机即自行启动，在15s内自动投入接至应急供电系统，供应上述范围的消防负荷及重要负荷。在市电供电恢复时，所有发电机所带负荷自动转接回市电系统，发电机自动停止运转。

4　照明系统

①各场所的照度按《建筑照明设计标准》（GB 50034-2013）规定范围取其高、中档照度值。

结合业主方意见，其中办公环境灯光照度需满足：

a.平均照度可按大于300lx、小于500lx；

b.照度标准的取值应符合下列规定：

间歇运行的房间取低值；持续运行的房间取中值；连续运行的房间取高值；无窗建筑的房间取中值或高值。

房间眩光限制标准：可有轻微眩光。

②事故照明用双回路供电，双回路电源来自不同低压母线段，事故照明灯自带应急电源。双回路在每台事故照明配电箱内自动切换。

③公共通道、楼梯间、电梯厅、前室、电梯机房、防排烟用机房均设应急照明，各楼层出入口、楼梯间和公共通道的适当位置设应急疏散指示灯，楼梯口设楼层指示灯，以上灯具的应急时间不小于90min。

④各楼层设应急型楼层标志灯。

⑤疏散指示灯、楼层标志灯在正常与事故情况下均可开启，应急灯只在事故情况下开启。

⑥大厦的立体照明及室外场地照明由低压配电屏供电，由大厦物业管理控制。

⑦灯具：办公室以吸顶荧光灯为主，配电房以荧光灯及壁灯为主，冷冻空调机房、水泵房、电梯机房则分别以荧光灯灯具及节能防水防尘灯具布置。

营业大厅、走道、会议室等的照明设计均由专项设计单位独立完成，本设计配合供电电源。

⑧办公、商业宜选用带电容补偿气体放电灯具，提高照明线路功率因数0.9以上。本设计按具有补偿考虑，如荧光灯具不带补偿时，应校验照明线路的电线截面。照明的单相回路不宜超过16A。

5　电气节能措施

5.1照明控制方式的选择（采用合适的控制方式）

①灯具控制开关控制的光源数量不宜少于2个（单灯具除外）。

②每个灯具开关控制的光源数量不宜太多。

③灯具按与侧窗平行分别控制。

④对部分光源实施声、光控制，或全夜、半夜控制。

⑤对公共区域、停车库（场）和建筑泛光照明等宜采用建筑设备监控系统控制。

5.2照明光源、灯具及附件的选择

5.2.1照明光源、灯具的选择

根据光源的光效、色温、显色指数、寿命和价格选择高效节能型光源，即每瓦输出的光通量高的光源。如：T系列细直荧光灯、紧凑型荧光灯（节能灯）及LED灯（用于应急疏散指示灯或航空障碍灯）。

5.2.2灯具附件的选择

对于附件，主要是指镇流器，《建筑照明设计标准》中规定：自镇流荧光灯应配电子镇流器；直管形荧光灯应配电子镇流器或节能型电感镇流器；高压钠灯、金属卤化物灯应配节能型电感镇流器；在电压偏差较大的场所，宜配恒功率镇流器；功率较小者可配电子镇流器。

5.3建筑智能控制的节能措施：

根据《智能建筑设计标准》（GB50314），利用建筑智能控制技术达到节能的目的，主要体现在对建筑设备的监控管理方面。采用建筑设备监控系统，管理者可以对该建筑中的制冷机组、空调器及新风机组等设备的运行状态进行实时监控；可以对送/排风机及给排水泵等设备进行有效的控制；还可以对高/低压变配电系统、配电系统、照明系统、电梯系统等进行实时监控。利用建筑设备监控系统，可以全方位地对建筑中各类机电设备的运行状态进行有效地控制，在满足建筑要求地前提下，使各种设备均处于最佳运行状态，从而实现最大限度节能的目的。

6　防雷接地系统

本建筑属于超高层，通过计算，预计雷击次数N（次/a）为0.40891，故按二类防雷标准对建筑实施防雷保护，在屋顶天面设置避雷带，另做独立式避雷接闪器，利用框架柱内二根主筋直通焊接引下，自45m起每隔两层利用建筑物混凝土梁内的主筋连成闭合回路形成均压带，所有引下线、建筑物的金属结构和金属设备均应连到环上，以防侧击雷。利用建筑基础作接地极，配电系统及避雷系统共用接地，接地电阻实测应≤1Ω。

弱电系统接地采用联合接地体，在地下一层设置与大楼绝缘的接地端子排，各弱电系统接地均引自该端子排。自端子排以VV－1kV-1x95绝缘导线穿钢管SC100在地下一层引出。在室外设置单独接地体，接地点阻实测应≤1Ω。

本大厦采用TN-S制接地系统，工作中性线（N）与安全保护线（PE）从变压器中心点开始分开，以后二者不得混淆。所有电气设备的外壳及设备接地专用端子均应与PE线相连接。

卫生间、淋浴间做局部等电位联结，确保人身安全。

7　结语

由于超高层建筑的高度比较高，供配电的输送路径比较长，用电电荷的负载比较大，所需的变配电系统结构也非常复杂。超高层建筑一般为办公地点，所以人员一般比较密集，一旦发生火灾等危险情况的时候比较难疏散，这就对超高层建筑的供电的安全性提出了更高的要求。我们应从安全性、可靠性、经济性及节能性等方面进行综合分析，选择合理的设计方案，不断的研究探讨、总结经验，为建筑节能做出应有的贡献，达到最佳的节能效果及取得最佳的经济效益，真正做到高效、节能、舒适。

［1］李炳华.超高层建筑电气设计要点［J］.智能建筑电气技术，2011（4）.

［2］韩凤明.超高层办公建筑电气设计［J］.现代建筑电气，2011（1）.

［3］钱观荣，沈冬冬，曹金兰.世茂国际广场电气设计工程总结［J］.建筑电气，2007（9）：20-24.

［4］李炳华，刘文坤.民用建筑中供配电系统若干问题的再思考［J］.建筑电气，2010，29（12）：3-8.

TU972+.8

A

1007-7359（2016）04-0249-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.04.098

孟陈（1983-），男，安徽淮北人，毕业于安徽建筑大学，工程师。