上海SK大厦超高层供配电系统分析

上海SK大厦超高层供配电系统分析

高笠源

中国建筑上海设计研究院有限公司第三设计院

摘要：随着办公建筑的用电设备种类越来越多，如电力、照明、电梯、空调消防、通信计算机等，而且不断向智能化设备方面发展，耗电量明显增加，对供配电方面提出了许多新的要求，把供配电的可靠性、安全性、灵活性摆到了更为重要的位置。本文结合工程实例，从电源、负荷计算、配电、变配电房设计、应急电源、电气安全等方面分析超高层办公中心的供配电系统设计。

关键词：超高层建筑；办公建筑；供电；配电；设计

Abstract：withtheofficebuildingmoreandmorekindsofelectricalequipment，suchaspower，lighting，elevator，airconditioningfire，communicationcomputeretc，andtokeeptheintelligentequipmentdevelopment，powerconsumptionincreasedsignificantly，thepowersupplytoputforwardmanynewrequirements，thepowersupplyreliability，safetyandflexibilitytobeaimportantposition.Combiningwiththeprojectexamples，fromthepowersupply，loadcalculation，thepowerdistribution，transformersubstationsdesign，emergencypower，electricalsafetyanalysisintheOfficecenterhigh-risepowersupplysystemdesign.

Keywords：superhigh-risebuilding；Officebuildings；Powersupply；Distribution；design

随着城市人口的逐渐增长，超高层建筑成为了未来建筑发展的一种必然趋势。超高层建筑一般都建设在城市的生活和经济中心，由于超高层建筑的楼层多，建筑高度高，建筑内人员非常密集，对供电的可靠性以及消防报警及控制等的要求也比普通的高层建筑要高得多，相应的建设资金投入大，运行设备多，安全运行标准高，因此电气专业设计的复杂性也增加很多。下文结合工程实例，从电源、负荷计算、配电、变配电房设计、应急电源、电气安全等方面分析超高层办公中心的供配电系统设计。

1、工程概况

1.1建筑概括

上海SK大厦位于世博浦江耀华上午区核心地段，东至济明路，西至耀龙路，南至友诚路，北至耀元路。占地面积2.8万㎡，总建筑面积202752㎡，地上建筑面积139632㎡，地下建筑面积63120㎡。地上59层，地下3层。建筑高度：270m。其中一～四层为裙房，主要功能为商场、餐饮等商业用房，其余楼层均为办公用房；地下室共四层，除部分为设备用房外，其余均为车库。

1.2负荷分级及电源配置

本工程负荷分级参照《民用建筑电气设计规范》JGJ16－2008执行。主要一级负荷包括：消控室、应急照明、防排烟设施、消防喷淋水泵、消防电梯等消防设施，以及所有智能化机房、变频生活泵、排水泵、航空障碍灯、客梯、通道照明等非消防重要设备。二级负荷包括：厨房等。三级负荷包括：除了一级及二级负荷以外的其他负荷。其中消防泵、喷淋泵、消防监控中心、防、排烟风机等消防用电属于一级负荷中特别重要负荷。

1.3主要技术参数

结合本工程功能分区、用电设备分类及分布情况，采用需要系数法计算，本工程10/0.4kV变压器总装接容量为18200kVA，冷冻机房另设有4台678kW的10kV冷冻机，变压器平均负荷率为0.8。本工程在地下一层设置1座35/10kV用户气体绝缘柜变电所，要求电业提供两路独立的35kV电源，内设气体绝缘35kV进线柜及馈电柜、2台12500kVA的35/10kV变压器，10kV开关柜、10kV电容器柜等。本工程35/10kV变压器总装接容量为25000kVA，地下一层设有用户变电所A（地库及裙房），内设4台1000VA的10/0.4kV干式变压器；地下一层设有用户变电所B（低区），内设2台1600VA的10/0.4kV干式变压器；30层设有用户变电所C（中区），内设2台1250VA的10/0.4kV干式变压器、2台1000VA的10/0.4kV干式变压器；45层设有用户变电所D（高区），内设2台1250VA的10/0.4kV干式变压器、2台1000VA的10/0.4kV干式变压器；地下二层设有用户变电所E（冷冻机房），内设2台1000VA的10/0.4kV干式变压器；本工程在地下一层设有3台1500kVA的柴油发电机组，当两路35kV电源均故障时，在15秒内起动柴油发电机组，供消防负荷或保证负荷用电。

2电气主接线

本工程电气主接线见图1

图1

高压系统采用单母线分段运行，两路市电同时供电，各带约50%容量，100%互为备用。当一路出现故障时，另一路自动投入。进线柜及母联柜真空断路器采用电气加机械联锁，保证最多只能同时合两个，确保两路10kV市电不并列。

低压系统采用单母线多段运行的接线方式。为方便业主经营管理需要，商业部分（含地下车库部分）用电自高压馈线柜开始严格自成体系。办公区空调系统为季节性负荷，其变压器单独设置。

变电所内设有一级负荷专用母线段，办公区、商业区分别设置两组，每组母线段均设有一套高可靠性能的双电源总切换装置。与一般高层建筑仅设置一组专用母线段的供电方式相比，此种接线方式可确保不论在市电还是自备电运行状态下，向末端一级负荷供电的两回配电线路均可处于热备用状态，从而极大提高了一级负荷供电可靠性。

3办公区二级负荷配电干线

本工程办公区电气干线图见图2图3图4

图4

主楼办公区每层建筑面积约1300㎡，楼层设备包含照明、插座及楼层变频空调机组等设备，各楼层用电设备约85kW～95kW。供电区域采用密集型母线树干式供电。为节省管道安装空间，变电所至中、高区各段母线始端插接箱之间采用电力电缆连接。

一各供电区域大多采用单回路树干式供电的方式。此种方式可靠性差，故障影响面大，无法满足本项目按二级负荷供电对配电线路的设置要求。因此经方案比较，各供电区域采用双回母线供电，平时各带50%负荷（奇数层、偶数层的主用回路分别接至不同母线），两路互为备用的供电方式。

4智能配电控制

本工程采用数字式综合网络仪表组成智能配电控制系统。数字式综合网络仪表集传感器、变送器、数据采集、数字显示、遥信、遥控、远距离传输数据于一体，稳定性好、抗干扰能力强。具有完善的与计算机通信能力，采集、处理、储存、显示电力系统的数据和状态，实时获取电流、电压、有功、无功、有功电度、无功电度、漏电电流、温度等数据，了解分析各个负荷点用电状况，合理安全地分配电力，以达到实时监测和节能的目的。

2.智能配电控制系统由控制主机、网桥、通迅转换器、服务器等组成。控制主机设在监控中心内。智能配电控制系统的网络采用RS485输出，RTU/TCP/IP通信协议。

本工程能量管理系统图见图5图6

图5

图6

参考文献

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