任寶立 / 于 波

(哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院，黑龍江 哈爾濱 150090)

超高層建筑供配電系統(tǒng)方案經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較

任寶立 / 于 波

(哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院，黑龍江 哈爾濱 150090)

0 引言

一般把建筑高度超過(guò)100m的高層民用建筑定義為超高層建筑；其中建筑高度超過(guò)250m的高層建筑稱為超限高層建筑。伴隨著城市建設(shè)的發(fā)展，城市用地緊張，超高層建筑越來(lái)越多，他們的共同特點(diǎn)是：建筑高度高、面積大、功能復(fù)雜、用電負(fù)荷大、供電半徑長(zhǎng)、消防撲救困難及供電可靠性要求高等。

供電可靠性要求越高、用電負(fù)荷越大、供電半徑越長(zhǎng)，供配電系統(tǒng)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)合理性就越發(fā)重要。本文就超高層建筑可能采用的幾個(gè)供配電方案逐個(gè)進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較。

1 供配電方案

某超高層建筑地下2層，地上42層，高179m，總建筑面積188 000m2。由2棟主塔及裙房組成，避難層設(shè)在十五層及二十九層。建筑立面圖如圖1所示。

根據(jù)本建筑概況，供配電系統(tǒng)有如下幾個(gè)方案：

1)方案一

本棟建筑地下一層設(shè)置制冷站、中心變電所各1處，所有變電配電設(shè)施全部設(shè)置在地下1層。高壓系統(tǒng)圖如圖2所示。

圖1 建筑立面圖

2)方案二

本棟建筑地下1層設(shè)置中心變電所、制冷站變電所各1處，2棟主塔29層避難層各設(shè)置分變電所1處。高壓系統(tǒng)圖如圖3所示。

3)方案三

在本棟建筑地下一層設(shè)置中心變電所、制冷站變電所各1處，2棟主塔29層避難層設(shè)置配電間，主塔上部配電由母線槽送電至29層避難層配電間。高壓系統(tǒng)圖如圖4所示。

此工程建筑高度為179m，建筑內(nèi)沒有特別重要機(jī)房，第3路備用電源考慮到供電半徑及負(fù)荷容量，采用0.4kV柴油發(fā)電機(jī)組，柴油發(fā)電機(jī)組設(shè)在地下一層。

2 各方案經(jīng)濟(jì)、技術(shù)比較

1)技術(shù)比較

方案一變配電設(shè)施設(shè)置集中，管理方便，但所有饋電回路電纜由中心變電所集中饋出，電纜量大，傳輸距離遠(yuǎn)，耗電纜量大，并且支線饋出距離過(guò)遠(yuǎn)，對(duì)壓降計(jì)算不利。

圖2 變電所高壓配電系統(tǒng)圖(方案一)

方案二變配電設(shè)施分別設(shè)置，深入負(fù)荷中心，分散了配電電纜出線，減小了各回路傳輸距離。但是變配電設(shè)施設(shè)置分散，設(shè)備運(yùn)輸及管理需要側(cè)重考慮。按照現(xiàn)行規(guī)定，大型公共建筑內(nèi)耗電量大，電能管理系統(tǒng)必不可少，此套系統(tǒng)解決了變配電設(shè)施分散設(shè)置的管理問(wèn)題。變壓器豎向運(yùn)輸?shù)膯?wèn)題在工程實(shí)際中也得到了很好的解決。

圖3 變電所高壓配電系統(tǒng)圖(方案二)

方案三變電設(shè)施集中設(shè)置，管理方便，配電間深入負(fù)荷中心，分散了電纜出線?？s短了支線配電距離，較方案一增加了一級(jí)配電，由變電所至避難層配電間之間需要采用0.6/1kV大電纜或封閉母線供電，低壓(0.4kV)線路傳輸距離較遠(yuǎn)，不利于電壓降校驗(yàn)。但總配電級(jí)數(shù)在三級(jí)以內(nèi)，滿足規(guī)范要求。

以上各方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，方案一和方案三比較，直觀上方案三更優(yōu)于方案一；但是方案二和方案三相比，哪個(gè)方案更優(yōu)，單從技術(shù)上很難得出最后結(jié)論。

一個(gè)好的供配電方案，首先要保障技術(shù)合理，在技術(shù)合理的基礎(chǔ)上選擇經(jīng)濟(jì)最優(yōu)方案。下面就方案二和方案三做一下經(jīng)濟(jì)比較。

2)經(jīng)濟(jì)比較

方案二、方案三支路饋線相同，不同之處在于高壓柜、變壓器數(shù)量及干線電纜，經(jīng)濟(jì)比較只需要比較支路之前、10kV進(jìn)線之后部分電氣設(shè)施造價(jià)。比較結(jié)果如表1所示。

從表1可以看出，方案二從經(jīng)濟(jì)方面來(lái)說(shuō)更優(yōu)于方案三。

3 結(jié)束語(yǔ)

從以上技術(shù)、經(jīng)濟(jì)方面全面比較后發(fā)現(xiàn)，供配電系統(tǒng)方案二優(yōu)于供配電系統(tǒng)方案三和供配電系統(tǒng)方案一。方案二是最適合于超高層建筑的供配電系統(tǒng)方案，經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可靠。上述經(jīng)濟(jì)和技術(shù)方面的比較，對(duì)于其他類似超高層建筑供配電系統(tǒng)方案的確定具有很好的參考作用。

表1 方案二和方案三經(jīng)濟(jì)比較

圖4 變電所高壓配電系統(tǒng)圖(方案三)

[1] 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.10kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50053-94)[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社,1994.[2] 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50052-2009)[S]. 北京：中國(guó)計(jì)劃出版社,2010.

Economic and Technical Comparison of High-rise Building Supply and Distribution System Plans

Ren Baoli / Yu Bo

隨著城市建設(shè)的發(fā)展，城市用地日趨緊張，高層建筑建設(shè)呈現(xiàn)上升狀態(tài)，而近年來(lái)超高層建筑物也發(fā)展迅猛。超限高層建筑一般都建設(shè)在城市的經(jīng)濟(jì)、文化中心。超高層建筑的中間避難層設(shè)置變電所與否也眾說(shuō)紛紜，各有道理。本文從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等方向全面論證、確定適用于超高層建筑的最優(yōu)供電方案。

超高層建筑 避難層 供配電系統(tǒng) 經(jīng)濟(jì)比較

With the development of urban construction, urban land is increasingly straining, high-rise building construction shows a rising state. Overrun high-rise buildings are generally constructed in the economic and cultural center of the engendered controversy. The middle layer of ultra-high-rise building evacuation substation should be set or not engendered controversy. This article makes a comprehensive demonstration from the aspects of economy and technology to determine the optimal power solution suitable for super high-rise buildings.

high-rise building, refuge floors, supply and distribution systems, economic comparison