超高层电气设计中关键技术探析参考案例：上海中心米

超高层电气设计中关键技术探析－上海中心供配电系统介绍2012.6.16..超高层建筑600米与200米电气设计技术上有何差异？

1.建筑体量大-供电容量大-超过40MVA供电电压等级提高-面积+高度+投资

2.防雷设计和防雷等级-雷电风险评估-外墙玻璃幕墙的测试

3.结构复杂-设备层设备布置受到结构构建的影响

4.重要客户聚焦-用户的用电品质和供电要求提高-如何满足高端客户的需求-预留用户IT设备供电+预留用户备用发电机

5.特别重要设备多+供电的可靠性和持续性要求高-应急电源的供电接入方式的优化

6.发电机的供电电压等级的选择、散热器方式的选择、测试负载

7.设备的管线错综复杂+空间要求高-三维管线设计BIM

超高层建筑600米与200米电气设计技术上有何差异？8.确保重要负荷电能的竖向传输-独立的中压干线竖井+重要设备配电竖井+耐火中压电缆的应用

9.消防人员应急疏散时间长-消防辅助电梯

10.电力设备监控要求高+维护要求高-对电力设备的监控提出要求+控制策略

11.平面复杂性+大空间-智能照明系统+智能应急疏散照明系统

12.提高维护水平-SPD后台监察维护管理

13.多能源的应用-CPMS管理策略

14.如何利用结构巨柱作为竖向的等电位联结带

15.超高速电梯的供电和馈能

16.上楼变压器的运输、减震降噪超高层建筑600米与200米电气设计技术上有何差异？工程概况

金茂、环球金融中心、上海中心三座超高层建筑，坐落于中国最大的金融中心-上海浦东陆家嘴金融中心-上海市的地标建筑，将完整地展示中国改革开放的标志性的三个里程碑。金贸大厦JINMAO

环球金融中心WFC

上海中心大厦SHANGHAITOWER

金茂代表了中国改革开放的“过去”环球金融中心是中国的“现在”

上海中心大厦代表着中国可持续发展的“未来”三栋标志性建筑展现了中国改革开放的发展历程632m492m420.5m核心筒及超级结构楼板

内层幕墙外层幕墙支撑体系外层幕墙

整幢建筑建筑方案：美国Gensler结构方案：美国TT机电方案：美国Cosentini上海中心建筑总高度：632m主楼屋面标高：580m层数：地上127层地下5层总建筑面积：568346m2地上面积：410035m2垂直电梯：106部自动扶梯：37部避难层数量：8个预计2012年结构封顶，2014年全面竣工9区：121-127层：阻尼平衡装置、风力发电、设备用房

118-120层：观光7-8区：111-115层：公寓式酒店

84-110层：超五星级酒店2-6区（8-81层）：办公1区（1-6层）：大堂、商业、会议地下1-5层：商业、停车、设备用房、后勤、人防避难兼设备(M2)层：7、21、36、51、67、83、100、117设备层(M1)：6、20、35、50、66、82、99、116功能分区：1区2区3区4区5区6区7区8区9区典型标准层和空中休闲空间内层幕墙外层幕墙图片由Gensler提供图片由Gensler提供可再生能源利用-风力发电建筑的顶部塔冠结合幕墙设置数量众多的超小功率轴式涡轮风力发电机组，峰值发电功率300kWp，预计每年将提供1575,000kwh的发电量。

天然气热电冷联产系统（三联供）以天然气为燃料，通过动力装置发电，利用其产生的余热通过余热锅炉、余热型吸收式冷热水机组为建筑供热、供冷，为建筑物提供所需各类能源的供应系统。三联供技术是一次能源利用率非常高的一项技术。当建筑物实际的电力、供冷、供热负荷与建筑物所配备的三联供系统的供能能力匹配得较好时，三联供系统将产生可观的经济效益和社会效益。三联供系统是一种高效、环保和先进的能源利用系统。其高效性、环保性和先进性是建立在系统的配置和运行策略能很好地符合建筑物对能量需求的基础上。国内外对热电冷联产（三联供）系统的评价基本上集中在一次能源利用率、环境影响以及经济性三个方面。热电冷联产系统（三联供）：

由于冷热负荷与电力负荷之间的耦合关系，使得冷热负荷与电力负荷的逐时对应关系直接影响到系统的配置与运行。因此，热电冷联产（三联供）系统要实现经济性的提高和排热的有效利用，其前提是对建筑的冷热负荷和电力负荷有比较准确的预测。三联供发电与大厦10kV主母线并网运行，设置电力监测和控制系统，并设置系统同步的并列、解列等继电保护控制，设置逆功率保护，严禁向市电网的逆向馈电。上海中心采用2台1.06MW/10kV燃气轮机。热电冷联产系统（三联供）：

热电冷三联产运行模式

计算总负荷：39.8MW供电电源和方式：两路110kV双重电源

两台40MVA主变1+1模式：两路电源同时供电、同时使用，互为备用，任一进线和主变失电，均确保大厦正常使用主变安装负荷密度：140.8VA/m2图片由Gensler提供上海市最高的标志性建筑，为主楼高度632米的超高层建筑，供电要求必须绝对可靠。客户功能定位高，有高级酒店和高端商业办公、会议、重要IT机房等，供电负荷等级高，确保供电的连续性。超大的建筑体型，建筑总面积达56.8万平米，负荷容量大，总计算负荷为39.8MW。建筑构造复杂，设备层变配电站柱网和空间受到限制。为满足可在生能源利用的设计要求，设置2台1060kW冷热电三联供发电机组和塔冠的小容量风力发电机群（设备总容量约300kWp）。建筑特点和供配电要求根据上海膛市供电部软门的最新论要求供电拼电压为110镜kV，双重电邻源专路供陡电，主楼惑地下层设眠置110/饲10kV用户变电贤站，设置悔两台110济/10素kV40MV抗A六氟化赌硫绝缘来主变压朱器，总盆容量为80M壮VA，分列运错行，任何壶一路进线旁或主变失划电时，仍详能确保大赵楼正常运钥行，满足项大楼的用社户可靠性状和持续性轮的供电要够求。110/育10kV用户变庆电站由肌上海电筑力设计裹院负责驰设计。为确保大导楼自身的刮防灾能力景和规范要蜻求，设置爹用户应急旋保障发电盛机组（4台250姥0kW）。为确保啦酒店和朗高档办假公用户六重要设锅备对供公电持续兄性的要链求，预煮留7台用户备芽用发电机择组位置。供电电压尽等级及供抢电容量的限确定金茂大厦环球金融中心上海中心供电电压等级35kV35kV110kV进线/主变数量二线四变三线三变两线两变总受电/每线容量40MVA/20MVA37.5MVA/12.5MVA80MVA/40MVA总建筑面积(m2)约28万约38万56.8万负荷密度(VA/m2)142.998.7140.8供电方式携容量与金死茂、环球伏金融的比技较地下一至跌三层10/0航.4kV变电所110称kV/援10k闪V变配电文站6F1乞0/0.提4kV变电所6台10KV变压器20F铁10半/0.身4kV变电所6台10K嗽V变压器35F粗10罪/0.碎4kV变电所6台10KV变压器50F抓10/0床.4kV变电所6台10KV变压器66F拢10/0播.4kV变电所6台10K钞V变压器82F科10蜘/0.势4kV变电所4台10K路V变压器99F顶10涉/0.材4kV变电所6台10KV变压器116F欣10/心0.4k虹V变电所4台10KV变压器应急/备用发电岩机房4x25互00KW阴+7x1粘600K侵W配变电走站分布移示意图计算总升负荷：39.4爹MW供电电夜源和方想式：两振路110土kV梨80M鹿VA两台40M顷VA主变柴油发航电机设揉置：B1层变电所垂设置：馒地上八连个设备掘层变电投所地下三个摧变电所B3层4台10kV变压器B2层8台10k萍V变压器B1层9台10k曾V变压器10kV变压器数俱量：67台10k虑V变压器安未装总容量摄：96.1斧5MVA变压器狂故障运熔输通道违：利用3.5际T货梯地上设备林层变压器攻均选用125畜0kV绢A123盘F:风力发飞电116模F:4小x12头50K之VA99F:稳6x12某50KV挎A82F老:4x焦125麻0KV始A＋5x72武1KW（10K艰V冷冻机荐）66F将:6x苦125训0KV趟A50F:穴6x12睛50KV肝A35F:敢6x12瞎50KV排A20F粱:6x蚀125含0KV投A6F:友6x1拾250借KVAB1F尿:2迫x20胆00K膨VA＋1250莲KVA（B1F商业）3x12尊50KV咳A（B1F机电区）2x20晒00KV锹A＋2x2淋500顿KVA（1~5城F裙房）4x2稿500晓KW（大楼柴勇油发电机龟）2x16评00KW（酒店柴祥油发电机券）5x1糠600忽KW（租户板柴油发碎电机）2x1锄060钱KW（三联供改燃气发电磨机）3x2袜0MV炕A（35K丽V/1慈0KV变压器）B2F:谣3x1愿250K我VA（B2F商业）2x16页00KV曲A（B2F机电区）2x16邀00KV限A＋2x20扬00KV盗A（冷冻傅变压器让）3x13边45KW虽+2x7见21KW（10KV冷冻机）B3F：2x20饿00KV队A＋2x25汗00KV骨A（冷冻以变压器饶）110茎KV变压器：2台扑三联块供燃气发还电机：2台10K唯V变压器多：68台10K行V冷冻机：10台柴油发秘电机：11台瓶风力发电爆：1套观光区酒店区办公区地下室酒店公台寓配电干线一.主要供配趟电设备及圆设备容量咸：1.供配电年系统采碰用两级写变（110/蛋10kV、10/驱0.4要kV）方式廉。2.地下一层以、地下二扒层设置110/景10kV变电和10kV总配电站胶，地下一笼至三层、剂各区设备火层设置10/读0.4朽kV分区配变卧电所。3.主要设备烘容量：110孙/10载KV变压器奔：2台唤变压器搜总装机勾容量80MV件A10/0闲.4KV变压器：68台芒变压器谅总装机帅容量102.烫4MVA10K堤V冷水机连组：10台总鲜装机容量939姑0KW大楼应岸急柴油暗发电机萍：4台总注装机容量1000鸭0KW酒店备述用柴油叫发电机涛：2台答总装机协容量320述0KW租户备拿用柴油龙发电机档：5台总岭装机容量8000拢KW三联供眉燃气发剪电机：2台哨总装机虫容量212希0KW风力发电勤系统：1套（约300秧kWp）4.负荷统计残：一级负某荷（含陶一级负肿荷中特功别重要事的负荷梨）装接依容量为恶：31.7M走W；其中一冻级负荷渠中特别建重要负械荷的装风接容量例为：21.道5MW。二级负荷柿装接容量窜为：12.8MW。三级负码荷装接独容量为诵：36.8MW。供配电系滴统特点三.其他设羊计要点屯：考虑110投/10雁kV主变等变极配电设备笼安装和检成修运输，禁设置吊装芳孔。110/污10kV变配电狮站专设杂有消防稳气体灭矿火系统宫，良好司的通风呀或空调庄散热、忆排水设敲施。110/沾10kV变配电站善操作电源益采用直流110v单DC，2x2撑00A枪h（一用阁一备）伴。设备层唤分区10/0楼.4kV变电所专胳设消防气表体灭火系醋统，设置逝通风或空糟调设施，赤变电所接探地专设接遣地铜排，额上楼10/摸0.4家kV变压器司采用3.5t货梯运舌输，容蚀量不超布过125灯0kV必A。设置全面和完善奴的供配电贝电力监控绩系统，系系统需对10kV配电开铅关进行己远程操预控，因茄此要求笔系统具龙备高可韵靠性、金高稳定捕性，通她信链路正和关键闸设备应搭有冗余起，故障棵录波间胜隔能满蓬足毫秒保级，具童备完善烦的故障旱记录和预分析诊情断能力惜。用户应急和备用迹发电机组纽奉与市电切吓换采用可晒靠的PC级双电穴源自动贿转换开拒关ATS，确保任慕何情况下谨发电与市陪电不会并蒸列运行。对电气喉设备选挪型均有弄谐波控娘制要求奸，并在趟分区变疯电所设路置调谐片装置，钻谐波较凭为集中型区域，绞如各分封区10/0雹.4kV变电所、乔动力控制戴中心，设腿置有源滤免波装置，搁所有配电斧干线均设缠置谐波监使测装置。为防止犁变压器李等供配菜电设备虑噪声的悲影响，晒设计均墨按声学多评估要轿求设置包弹簧避括震装置食和隔震题垫。10kV配电至捡设备层垄分变电拦所电缆澡采用低趁烟无卤煎阻燃耐返火电缆示，并设龟置两组10k犬V专用电缆偿竖井垂直泻敷设，确椒保电源传爪输的高可战靠性。供配电央系统特手点1.二线二变瘦，任一路110案kV线路或未变压器疮故障时宪，仍能腔保障全染楼的正最常供电屯，考虑藏了线路拔和变压涌器冗余幼。2.应急电源新系统独立桂，且线路价独立竖井才敷设，可灵靠性高，聪便于应急饿电源系统乒维护。3.特别重要飘负荷分级搭控制，以稻应对发电念机运行故差障。4.供配电系新统实现有跪效监控，脾便于负荷祥调度和监奸管。5.10阿kV配电线倾路按全蔑冗余设疼计，任截何一条潜传输线贱路故障摆都能确形保全负缸荷供电拳。6.至分区族两路10k鹿V线路分光别独立柳竖井敷驱设，避销免因火染灾或机币械破坏捎。7.所有10k敢V线路均采墙用最新耐幻玉火电缆。8.设置全宾面的线赛路供电夕参数和伙开关故般障监测吴，为分谨析故障腥机理提扭供理想开的平台棋。供配电防系统特崖点10/0吸.4kV变压器概隔震110食/10绳kV变电站设折计概况110/渐10kV供配电薪系统图系统联悲锁关系透：1.K1、K2、K3开关联随锁，K4、K5、K6联锁联锁城，平时K2、K5断开。2.1遭#线路故符障或B2变压器旅故障检察修时，浙断开K1、K4，接通K2、K5，恢复观全楼供狐电。3.2颤#线路故障压或B2变压器故氏障检修时害，断开K3、K6，接通K2、K5，恢复全捎楼供电。4.K坐1和K7，K3和K8平时可并遭机运行，敢当MD1岁(MD倍4)1鸦0kV母线失柄电时，郑对应三躺联供发小电机组剖并机解仙列。说明：一.任何一悉路电源宰失电或四变压器长检修时荒，均能火满足大生楼全负填荷供电司。二.两路电滤源均失魄电时，莫投入应骂急发电哭机组，械确保所踏有特别执重要负巾荷的供蛇电。三.设置两台10k劫V/1荷.06雷MW燃气冷热蕉电三联供催内燃发电讽机组，与译大楼10kV内部并捐网，并呜避免向市电网岸的逆向睬馈电(并网非逆车送)。白天车发电，梦晚上停拴机。燃气发祥电机并遵机简图1#、2#市电与燃炭气发电机赔并机系统110/展10kV变电站都设计概戚况110/唐10kV变电站由锹上海电力刃设计院负泊责设计。110棵/10虏kV变电站溜设在上惹海中心弊主楼地元下一层氏、地下谨二层，辞设备占圆地面积满约为248裁0m2，变压印器室层孝高11.9遗5m。设置两键台40M退VA主变，驾双重110k傅V专线，每禁路40MV拔A，总装躲接容量够为80MV澡A。电气主接板线：110尝kV侧带断路仔器的线路晕变压器组墨接线方式密，10kV侧采用批单母线晋四分段沫环形接忍线。二伯进36出。2组600央0kv争ar1棵0kV电容补何偿。2x40膀MVA有载调压SF6气体绝特缘三相村、双圈容式，散刺热器一土体式，提自然冷宪却，10k锣V侧中性点经采用电阻恰接地。110k主V设备采用SF6气体绝缘颤组合电器侦（GIS），10kV采用金址属铠装设式开关碧柜。直流操摘作系统凤电压110V，选用烦两套（棵一用一丹备）200洁Ah,事故持续蜜放电时间2h。通信万电源一茄套48V/牙120A，200鲁Ah。主变、110售kVG嘉IS设备由缘瑞预留吊扣装孔运签输，主劲变重量衣约为113瓜T。整个110窝/10宗kV变电站钥采用空视调通风渐降温。系统调度更远动系统膏纳入上海碧电网调度毫管理。110软/10嫁kV变电站萝设计概烘况主变压肆器保护预有纵差撇保护，110k炕V侧定时限漏三相过流点保护、充批电保护、需定时限零仰序过电流院保护，10k贱V侧定时宅限零序悔过电流临保护、女气体泄连漏保护欲、有载皂调压气彩体泄漏么保护、换高温发拒信、110个kV定时限馆单相过盾负荷发兄信、10k衡V侧三联供丝式并网逆功挑率保护。二次测设国备包括主诵变保护、110k诱V线路保护届、综合自升动化装置阶、故障录花波仪、电吸能质量监族测、110k追V线路计量绪、110k缝V线路主变普电度表、10k舅V线路电容部器电度表吊、事故逆男变电源、俩调度数据叶网、光传计输设备、耐综合配线希架、通信狗电源、通澡信蓄电池护等30个柜位罗。110k探V侧短路容俩量为1565袋.6MV烫A，远期为5000于MVA，经计算10k短V母线短具路电流15-1孟7KA（未计入10kV冷水机组败和10k瓶V三联供晌短路时莫的反馈崭电流）例。消防设备片间拟采用直气体灭火港，走廊采定用预作用脂水喷淋。火灾报柏警：主荒变周围-线型定温别探测，电材缆层-智能感温曾感烟探测役或空气采鬼样探测，110k峡V配电装置-线性光喇束感烟桥探测，膝主变、雷绝缘母敲线等重汗要设备-分布式验光纤感仁温探测扭，电容短器室-智能感温留感烟探测浊，10k概V配电、二谨次设备室-感烟探测纷。工程造抢价约为856雅0万元（不始包括外线梨）。110/讯10kV变电站地驾下一层平捧面布局110/秩10kV变电站地罗下二层平筋面布局应急电改源供电温方案的深比较和胃优化应急和淡备用发祖电机组什设置：应急电源肿发电机组志：一.4台10k匆V/2福500率kW(备用功页率)柴油发电板机组并机馆提供大楼炒应急电源脑，总容量10M漂W。二.当两路市枪电均失电失时，投入歌应急发电身机组，确把保所有特造别重要负会荷的供电迹。三.所有配闻出开关患均通过渴发电机贝控制系道统受控速。四.应急发电坑机组集中将设置在地若下一层，绝均采用远铁置式散热卷器。租户备题用电源随发电机踏组：预留7台组户掠备用发笔电机组忠，低区4台为0.4夺KV柴油发琴电机组是，高区3台为10k暗V柴油发歇电机组费，总容距量为9.6厅MW。其中1台0.4索kV和1台10kV供酒店备乓用电源，薪其余供各值区重要IT机房备用夕电源。自备发电覆机组均集摸中设置在提地下一层余，并采用从远置式散腿热器。主要缺陷脑：1.各区域群分变电慰所设置慢应急专搬用变压律器，增日加了占边地和投初资。2.应急专荐用变压洽器平时慌不带电拌运行，泊其可靠掀性取决障于维护蹄，提高躬了维护虑成本和清风险。3.应急电辈源容量临受制于乐应急变扩压器容扰量，不暗利于系住统应急维备用电财源的充拘分利用稼。4.单边线路娇和应急变把一旦故障德，系统可喇靠性将得旱不到有效炒保障。应急电敬源供电使方案一专用独立牲变压器应内急电源供疗电方案（塞专用应急啦变）优点：捎占地小锦，造价揉省。缺点：10KV总配电站厅为常用和险应急配电块的“结点”，一旦座此处火孕灾，影妄响全楼扭供电。对后台僚控制系陈统要求地极高，撒一旦控羞制失效挥，调整纪复杂，唐影响全森楼供电夺。同时对电企缆要求较储高。即集冻中并线风另险集中、惊有可能出确现事故扩安大情况。不能满足《供配电抱设计规秘范》。应急电钱源供电起方案二10k池V总配应禽急电源宜双边切遗换方案鞭（集中探双回路块）优点：采颈取点到点护的分区专快线、专供薄方式，风吉险分散，捧供电安全鞠性较高。缺点：应感急电缆故行障、分区弃母线故障语、变压器蚁故障时，考分区发电糕失电。应急电乓源供电演方案三应急电慌