超高层建筑配电系统设计分析

吴飞洪

吴飞洪：350521198709020558

随着我国经济社会的快速发展，土地资源日益紧缺，越来越多的超高层建筑拔地而起。 相比普通高层，超高层建筑的配电系统更为复杂，对电气设计人员提出更大的挑战。文章以厦门悦海湾大酒店为例，对超高层建筑的配电系统设计方案进行分析和优化。

1 超高层建筑及配电概况

1.1 项目概况

厦门悦海湾大酒店地处厦门市思明区，为超高层的五星级酒店，南邻演武大桥，东临厦门大学，西邻世贸海峡大厦， 与著名旅游景点鼓浪屿隔海相望，地理位置优越；总建筑面积约10.57 万m2，地下2 层，地上36 层，高度为202 m；建筑功能包括办公、餐饮、会议、娱乐及客房等。 超高层现代化建筑配电系统的设计要具有实用性、合理性、经济性，在保证建筑用电安全的前提下减少投资，提升项目经济效益。

2.2 用电负荷

本工程的值班照明、警卫照明、航空障碍照明以及酒店宴会厅、餐厅、厨房、康乐设置、门厅及高级客房、主要通道等场所的照明用电，主要业务和计算机系统、消防系统、安防系统、电子信息设备机房、电梯、生活水泵、排污泵、计算机、电话、电声和录像设备、新闻摄影用电等为一级负荷。 酒店的经营及设备管理用计算机系统、安防系统为一级负荷中的特别重要负荷。 其他为三级负荷。

本工程变配电所负荷统计见表1。

2.3 供电电源

一级负荷应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源可以正常运营供电。 对于一级负荷中的特别重要负荷，应增设应急电源，并严禁将其他负荷接入应急供电系统。 本工程采用两路独立的10 KV 高压电源+应急柴油发电机的形式进行供电。 两路10 kV 电源同时运行，互为备用，高压侧单母线分段运行， 在进线断路器及母联之间设置电气与机械联锁装置。

表1 总负荷统计

3 建筑配电系统设计方案

根据当地《10 kV 及以下电力用户业扩工程技术规范》标准要求，变配电所只能设置在地面1 层及以上，可选择的位置为地面1 层及避难层。鉴于酒店及办公区由同一物业公司管理且合用一套空调及给排水（消防）系统，变压器不再按酒店与办公区独立分开的方式进行设计， 而是采用低压出线各自计量的方式进行设计。 同时考虑变电所供电半径不宜大于250 m，现提出两种供电方案，以供比较和选择，具体方案见表2。

表2 供电方案

4 配电系统设计方案对比分析

4.1 两种方案的经济性对比

经济性对比主要考虑工程投资额、系统运维成本，以及高低压电缆、变压器等设备方面的投资。 相较于方案二，方案一中有一个变配电所设置在避难层，对塔楼上部的酒店客房就近供电，减少了供电距离和运行损耗，提高了供电质量；节约了电缆、母线槽的投资，经济性更好。

4.2 两种方案的技术性对比

从设备的施工安装、 日常维护及故障维修等方面开展比较。 方案一的设备运输可以采用大载重电梯或者利用电梯井道吊装的方式； 供电灵活，运行损耗小；电气竖井更小，且对地面1 层的占用面积小，提高了项目房间的使用价值。 方案二的所有变配电所均设置在地面1 层，设备的运输和维护方便，但是增加了供电距离和运行损耗，且占用地面1层的面积过大，相应的电气管井比方案一要大。

通过方案对比并结合工程实际情况， 本工程选择了方案一。 在地面1 层，设置一处10 kV 高压总配电室，与1#变配电所合用；设置一处供裙房、办公、地下室等负荷用的1#变配电所，其内设2 台2 000 kVA 变压器； 设置一处酒店与办公中央空调专用的2# 变配电所，内设2 台1 600 kVA 变压器。在酒店客房区的避难层设置酒店客房专用的3#变配电所，内设2 台800 kVA 变压器。 如图1 所示。

图1 供电示意图

5 应急电源

应急电源设置在地下一层，配备2 台1 200 kW柴油发电机。 柴油发电机房供电范围为消防系统（包括应急照明）、生活泵房、酒店及办公用电梯、自动扶梯、电子信息机房、经营及设备管理用计算机系统、安防系统、宴会厅、餐厅、报告厅、酒店大堂等。 本工程的变配电所均设两段应急母线，一段用于应急负荷供电，一段用于备用负荷供电。 市电与发电机组之间采用机械电气联锁方式，两路市电同时失电时，柴油发电机在15 s 内自动启动、投入运行，启动信号取自变压器低压侧进线柜开关的辅助接点。

图2 应急电源示意图

6 结语

超高层建筑功能复杂、人员众多，对安全性、保障性的要求高于一般高层建筑，建筑电气设计的复杂性增加。 超高层建筑配电系统的设计需结合工程实际情况，充分考虑经济性和技术性因素。