100m及以上的高层建筑变电所供电电源主接线方案探讨

王振声， 张 青

(中国建筑设计研究院有限公司，北京 100044)

0 引言

超高层建筑供配电系统的设计，应根据用户的负荷性质、供电容量，结合当地供电部门提供的“市政电源条件”，确定用户的外部电源、自备(应急)电源，以及其供电系统的设计方案。供配电系统的设计应使系统简单，配电级数和保护级数合理，分级明确，同时便于管理和维护。本文主要对35kV及以下的新建100m及以上的高层建筑(以下简称“超高层建筑”)内变电所供电电源主接线方案进行分析，从建筑不同的特点来诠释接线方式的适宜性和可靠性。

1 负荷等级

(1)超高层建筑中特别重要负荷

超高层建筑中特别重要负荷供电除应由两路电源(就安全供电而言，被认为是相互独立的市电电源)供电外，仍应增设柴油发电机组，并严禁将其他负荷接入应急供电系统。

(2)超高层建筑中的一级负荷

超高层建筑中的一级负荷应由两路电源供电，当一路电源发生故障或检修时，另一路电源不应同时受到损坏。

给特别重要负荷设备供电的两路电源的总切换时间，应满足设备允许中断供电时间的要求。

2 供电电源及电压等级选择

超高层建筑外电源一般由两路或两路以上市电电源供电，并设置应急电源装置，应急电源不在本文叙述。

配电变压器总安装容量在1万kVA左右的工程，大多采用2路10kV供电电源，单母线分段运行，互为备用；若负荷较大，配电变压器总安装容量在2万kVA左右的工程，采用3路10kV供电电源， 2用1备。

20kV、10kV电源应深入负荷中心，以缩短低压配电线路的长度。

对于建筑内大型用电设备电制冷冷水机组，应根据机组的容量及地区供电条件，经技术经济比较，并与负责冷水机组选型者(空调专业设计人及业主)协商，合理选择机组的额定电压和用户的供配电电压。当地供电条件许可时，应尽量采用10(6)kV冷水机组，以利于节能。当采用220/380V冷水机组时，宜将为其供电的变压器及配电装置室与制冷机组的机房组合在一起或相邻布置，并依据冷水机组电动机的启动方式等因素选择变压器容量。

3 高压系统主结线

(1)两路10kV电源同时供电

当采用两路10kV电源同时供电时，可按下列原则设置。

1)与市政对接的变电所(以下简称“总变电所”)，高压侧应采用单母线分段分列运行，互为备用的接线方式；分变电所可采用单母线分列运行，不设联络开关的接线方式。

2)当总变电所要求两路全负荷互为备用时，即当一路电源故障失电时，另一路应承担全部负荷或全部二级及二级以上负荷。当100%备用时，其总容量不大于1万kVA；当只保证全部二级及二级以上负荷时，其总容量不大于1.3万kVA。

(2)三路10kV电源供电

当采用三路10kV电源供电，即两用一备时，可按下列原则设置。

1)总变电所高压侧采用三路电源三段母线，中间设联络开关的接线方式，平时三路电源同时运行，每路电源各带总负荷容量的1/3，当一路电源故障时，一个联络开关闭合，由另一路带总负荷的 2/3，其总负荷容量可为1.5～2万kVA。分变电所可采用单母线运行的接线方式。

2)二路电源各承担全部负荷的50%，二路电源之间不设联络开关，均与第三路备用电源开关进行自动(手动)切换的接线方式，每路供电容量不宜大于1万kVA的变压器容量。

(3)设置35kV总降压变电站供电

当设置35kV总降压变电站供电系统时，可按下列原则设置：1)当建筑内设有6kV高压电动机时，应采用6kV配电系统，选用35kV/6kV的变压器；2)当建筑内设有10kV高压电动机时，应采用10kV配电系统，选用35kV/10kV的变压器；3)当建筑内用电设备电压等级均为380kV时，应采用220/380V配电系统，各配电变压器均采用35kV/0.4kV直降的变压器。

(4)建筑内设有6kV高压电动机

当建筑内设有6kV高压电动机时，也可以根据当地供电部门要求采用6kV/0.4kV配电系统。

(5)多路10kV电源供电

当采用多路10kV电源供电时，可按下列原则设置：1)当变压器容量不超过1.5万kVA 时，可采用双路电源供电；2)当变压器容量超过1.5万kVA 时，为提高供电可靠性及供电质量，可采用三路进线方式。

(6)多路22kV电源供电

当采用多路22kV电源供电时，可按下列原则设置：当采用两路22kV电源供电时，变压器总容量可以达到3万kVA；当采用三路22kV电源供电时，变压器总容量可以达到5万kVA。

(7)多路35kV电源供电

当采用多路35kV电源供电时，可按下列原则设置：当采用两路35kV电源供电时，变压器总容量可以达到5万kVA；当采用三路35kV电源供电时，变压器总容量可以达到8万kVA。

(8)根据用电负荷的大小，配置市政供电电源数量，可参见表1。

超高层建筑10kV电源配置表 表1

4 高压主接线的馈线方式设置原则

(1)建筑内的高压配电级数不宜多于两级。

(2)总变电所内变压器及附近分变电所内变压器宜采用放射式系统供电(如冷冻站、裙房及地下变电所)。

(3)当设在避难层或机电层内的分变电所数量在1个或2个时，宜由总变电所采用放射式系统供电。接线图参见图1。

图1 放射式供电系统接线图

图2 树干式供电系统接线图

图3 环网式供电系统接线图

(4)当设在避难层或机电设备层内的分变电所数量在3个以上时，可采用树干式供电。接线图参见图2。

(5)当分变电所变压器容量在1 000kVA及以下时，其高压电源进线可以采用环网式供电系统。接线图参见图3。

5 结束语