浅谈超高层建筑电气设计

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 浅谈超高层建筑电气设计 摘要: 合理设计建筑电气的各个 系统和运用先进的电气设备对满足建筑 功能要求及节约基建投资是极为重要的。 分析了超高层建筑电气的设计要点及其 能源管理系统，为相关电气设计人员提 供理论依据。 中国论文网 /2/view-12796206.htm 关键词: 超高层建筑；电气节能； 设计 中图分类号： TU97 文献标识 码： A 文章编号： 引言 超高层建筑的用电负荷是沿建筑 物高度的竖向分布的。一方面要考虑干 线的供电容量和供电系统的数量，还有 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 供电电压的降低，适用于柔性结构的干 线敷设方法以及有大量供电干线集中于 某一处的情况，应考虑进行配电的场所， 经济的供电设计。 1 中压供电方式 中压供电等级由建筑物所在的城 市决定，不同的电压等级相应的电源容 量不同，要求进线回路数也可能不同， 下面以 35 kV 及 10 kV 供电为例加以 说明。 1） 35 kV 供电 某超高层建筑采用 35 kV 供电时， 超高层建筑通常有两路独立的 35 kV 电 源，两路电源互为备用，单母线分段带 联络开关。该项目采用 35 kV 直接降至 0.4 kV，可减少 35/10kV 及 10/0.4 kV 的多级转换带来的设备投资增加及设备 房占用面积的增加，每个供电回路负荷 容量也加大( 如 630 A 的出线开关，35 kV 供电负荷可达 38 MVA，10 kV 供 电负荷不到 11 MVA)，因此两个 35 kV 供电回路基本可满足要求。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 2） 10 kV 供电系统有下列四种 运行方式: (1) 正常运行时，两路主供电源 (1DL、2DL) 同时供电，负荷均衡分配， 联络开关断开，备用电源(3DL) 热备用。 (2) 当其中一路主供电源失电时， 该路电源与备用电源间的联络开关自动 投入。当失压电源回路恢复电压时，手 动断开联络开关，手动合上已恢复供电 回路的电源开关，转换成正常情况下的 供电方式。 (3) 当两路主供电源均停电， 10DL 联络开关自动投入，备用电源供 电。 (4) 其中一路主供电源失压，同 时备供电源失压，另一路主供电源供电， 该侧联络开关保持断开。 2 变电所的设置及设备的垂直运 输 超高层建筑变电所设置需要考虑 到以下三个方面: -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 (1) 超高层建筑地下室一般都超 过 1 层以上，考虑到首层面积的商业价 值，变配电房考虑在地下 1 层设置，既 可解决洪水时浸水的问题，又不占用首 层商业面积。 (2) 建筑高度超过 200 m 的超高 层建筑，应考虑在上部的避难层设变配 电房，可有效解决电能质量的问题，同 时避免大量的电缆及母线从地下 1 层穿 过电井到顶层，从而减少管井面积，节 约电缆投资，同时也可减少电缆使用中 的电能损耗。 3 自备发电机的电压选择及设置 1） 电压选择 建筑高度超过 250 m 的建筑，当 低压(0.4 kV) 发电机组在地下 1 层设置 时，顶层用电设备的电压降很可能会超 过电源偏移标准，这时高区的应急电源 要考虑用中压(10 kV) 的柴油发动机组。 由于中压发电机需设在地下层，10 kV 电缆通过电井敷设到高区的配电房内， 通过变压器转换为低压(0.4 kV) 电源。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 接入高区配电房的应急母线段，低压 (0.4 kV) 应急电缆或母线改为中压 (10 kV) 供电，可节省大量低压电缆或母线， 缺点是在高区需增设相应的变压器。对 于低区变配电房的应急电源，还是采用 低压(0.4 kV)发电机组供电。 2） 柴油发电机的起动条件 一般的设计中要求给一级负荷供 电的两台变压器母线均停电时，柴油发 电机起动，这种未充分利用柴油发电机 组。对于 3 路 10 kV 供电的情形，当 两路电源同时失电时，应要求发电机起 动，由发电机组带一级负荷，同时通过 电力监控系统减少部分空调、通风、采 暖负荷，两两联络的变压器联络开关合 上，由另外一路电源带所有低压配电柜 的所有负荷。该方法充分利用了发电机 的电力，减小了停电范围。 4 竖向配电干线设计 对于一般的高层建筑，竖向配电 尽量用母线供电，以满足不同楼层用户 可能的用电负荷变化。特别对于商业裙 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 房，由于功能很不确定，利用母线可解 决功能变化问题，而母线的载流量要考 虑低压柜开关出线连接方便性，以不超 过 1 600A 为宜。 5 谐波治理及电抗器的选择 超高层建筑谐波源及谐波抑制措 施与一般的办公楼没有原则的区别，用 电设备以单相设备为主，使用 2 脉冲装 置，如电脑、显示器、单相不间断电源、 带电子整流器的节能灯，此类设备会产 生 3 次及以上(3 、5、7) 谐波，并以 3 次谐波为主。在尽量控制谐波源的情 况下，首先在低压配电柜设置调谐滤波 电容器组，要求 XL = 14% XC，抑制 3 次及以上的谐波。同时，在谐波污染严 重的中心计算机房、电信机房(UPS 为 在线式工作)等弱电机房设置有源滤波 器，实现对谐波的动态补偿。 6 设置浪涌保护器时应注意的问 题 超高层建筑一般为总部办公楼、 证券中心等，雷电防护等级应在 B 级 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 及以上，电源线路及信号线路浪涌保护 器数量繁多，经过长时间的使用或遭雷 击后，仅在设备现场显示劣化程度，显 然不能满足管理的要求，靠人力进行设 备巡检、评估和维护耗时费力，也带来 了安全隐患。对于上述问题，在超高层 建筑设置总线式智能化的浪涌保护器， 可对使用情况进行在线跟踪，并对劣化 情况进行分析、报警，以便及时更换。 7 弱电消防设计中应注意的问题 (1) 主动抽气式烟雾探测系统的 设置。火灾的发生从酝酿到产生高热大 火，一般经历 4 个阶段: 闷燃、可见烟、 闪燃和高热大火阶段。传统的火灾探测 器在第二个阶段才能探测到火灾情况。 (2) 增加电缆温度的测量。超高 层建筑电气竖井内竖向配电容量大，干 线电缆多。由于长期过载或电缆接头质 量等问题，电缆容易长期处于高温状态， 是火灾的重要隐患。 8 节能设计问题 1） 照明灯具选择 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 设计采用了高效能的 T5 节能荧 光管，将电能转化为光能的效果较好。 与 T8、T10 荧光管相比， T5 荧光管能 发挥更好的节能效应。 2） 照明控制 超高层建筑公共照明区域大，灯 具繁多，依靠人工管理无法实现。公共 区域灯具采用总线控制技术，可根据时 间及管理的不同要求对相应的灯具开关 进行自动控制(也可现场控制)，避免长 明灯现象，并节约能源。 9 结语 在设计中还需要考虑下面的问题: (1) 总线制智能火灾疏散诱导系 统的设置。 智能火灾疏散诱导系统能检测诱 导灯的工作状态(，同时能根据火灾的 情况改变诱导的方向，人员能根据诱导 方向尽快疏散。通常超高层建筑标准层 的功能相对简单，筒体外为走道，走道 外为办公或酒店，而诱导灯具全部在公 共走道明装，人员也容易巡检。该系统 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 的设计可结合商业裙房的复杂程度综合 考虑，在有成本控制要求的情况下，仅 对标准层而言，总线智能的疏散诱导系 统可节省。 (2) 矿物绝缘电缆的选型。 超高层建筑的消防供电要求采用