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1、Guide to the design of building electricity for Extra-high building 超高层建筑电气设计要点超高层建筑电气若干问题探讨2012.06深圳中国,目录 序言 负荷 供配电系统 应急或备用系统 配变电所 防雷 直升机停机坪照明 其它,超高层建筑：建筑高度大于100m的民用建筑。 民用建筑：供人们居住和进行公共活动的建筑的总称。 居住建筑：供人们居住使用的建筑。 公共建筑：供人们进行各种公共活动的建筑。 民用建筑设计通则GB50352-2005,1 序言,1972年，在美国Pennsylvanian（宾夕法尼亚）州的Bethlehem（
2、伯利恒市）的国际高层建筑会议上，将40层以上，即建筑高度在100m以上的建筑叫作超高层建筑。,目前世界最高的超高层建筑排行榜,迪拜哈里发塔 169层，高828米,台北101大楼 101层，508米,上海环球 金融中心 101层，492米,香港环球 贸易广场 118层，484米,吉隆坡佩重纳斯 双子大厦 88层，452米,南京紫峰大厦 89层，450米,芝加哥尖塔，600米，150层 天津117大厦，570米，117层 纽约世贸中心自由塔，541米，82层 “中国尊”，北京，510米高，108层,目前世界部分在建的超高层建筑,迪拜AL BURJ 大厦，1400米？,长沙J220天空 城市，838
3、米 220层,平安国际 金融中心 660米,上海中心大厦 632 米,俄罗斯 大厦 612米,韩国仁川塔 610米，151层,A,B,C,D,部分超高层建筑电气主要参数,超高层建筑的主要特点： 1 建筑高度高，层数多 2 建筑面积大，规模大 3 功能多样,超高层建筑电气的主要特点： 1 用电量大，供电半径长 2 多个电源，10kV110kV 3 多个配变电所 4 变压器装机容量多在100140VA/m2 5 设有备用电源或应急电源,2 负荷,2.1 负荷等级,2.2 负荷密度 超高层建筑负荷密度与建筑功能、建筑面积、建筑高度、附属功能等因素有关。一般在100140W/m2(住宅除外)。,3.1
4、 电源 a 超高层建筑应进行整体供配电系统设计，至少需要两路独立市电电源，还需要另设应急电源或备用电源。,b 超高层建筑的正常电源数量不应少于两个，各路电源应为不同路由的线路，宜采用专线由上级变电站或开关站放射式供电。电源电压等级可以为10kV、20kV、35kV或110kV。 当一路电源断电时，剩余电源应能保证二级及以上负荷的供电。,3 供配电系统,国家电网公司 业扩供电方案编制导则 （试行） 国 家 电 网 公 司 二七年八月,中钢实例,海门站220kV,潮音寺110kV,万年桥站220kV,东沽站110kV,本案,Sky loft 酒店,酒店 Hotel,酒店式公寓 Hotel Apar
5、tment,自用写字楼 Owners Office,写字楼 5A Office,商业 Commercial Use,1#楼 T1,2#楼 T2,根据本工程的负荷等级，要求供电电源为2路独立的35kV的电源，近期分别引自海门220kV及万年桥220kV变电站，最终由万年桥和东沽220kV变电站各通过一路35kV电源。每路电缆均为双根300mm2的铜芯电缆、走不同路径至本工程主站高压配电室。两路高压电源同时工作，互为备用，每路均能承担本工程全部负荷。,供电电源,PA实例,方案一 56600KVA,1#、2#， 容量34900kVA， 设在B2F， 供电B5F39F， 半径约250m,3#，容量12
6、100kVA，设在52F ， 供电40F80F， 半径约200m,4#，容量9600kVA， 设在81F ， 供电81F116F ， 半径约190m,1#、2#， 容量24400kVA， 设在B2F， 供电B5F10F， 半径约100m,1#、2#， 容量22800kVA， 设在B2F， 供电B5F6F， 半径约80m,3#，容量9600kVA，设在25F，供电11F39F半径约80m,4#，容量6900kVA，设在52F，供电40F68F，半径约90m,5#，容量6900kVA，设在81F，供电69F97F，半径约90m,6#，容量4100kVA，设在111F，供电98116F，半径约70m
7、,3#，容量4100kVA，设在10F，供电7F17F半径约50m,4#，容量3450kVA，设在25F，供电18F32F，半径约50m,5#，容量4100kVA，设在39F，供电33F45F，半径约80m,6#，容量4200kVA，设在52F，供电46F61F，半径约60m,9#，容量3200kVA，设在97F，供电91103F，半径约50m,8#，容量4200kVA，设在81F，供电7590F，半径约60m,7#，容量3600kVA，设在68F，供电6274F，半径约50m,10#，容量2850kVA，设在111F，供电104116F，半径约50m,方案三 55500KVA,方案二 559
8、00KVA,方案比较,17,结论：综合上述的技术、经济指标分析，变配电所设计采用方案三。 超高层商业办公综合体不同于政府功能性建筑，也不是纯粹的城市形象工程，其变配电所的设计，除了要以安全性、可靠性为基本要求，同时还应该结合建筑本身的定位和特点，考虑其运行的灵活性，以及业主投资、运营的经济性。,电源工作方式 电源的数量及工作方式建议按表3-1执行。,表3-1 建议的电源数量及其工作方式,3.2 高压供配电系统 3.4.1 超高层建筑的高压供配电系统宜采用主配变电所分配变电所结构，主配变电所应采用单母线分段的主接线形式采用放射式引至分配变电所。 3.4.2 高压系统的配电级数不宜多于两级。 3.
9、4.3 应根据当地供电部门的规定，35kV电压等级可直降到0.4kV；也可先将35kV降压到10kV，再将10kV降到0.4kV。 3.4.4 如当地供电部门没有特别要求，20kV电压等级可直降到0.4kV。,三个主站，均二用一备,1# 10kV进线安装容量:10700kVA 2# 10kV进线安装容量:10700kVA 3# 10kV进线安装容量:7900kVA 4# 10kV进线安装容量:9150kVA 5# 10kV进线安装容量:10598kVA 6# 10kV进线安装容量:10011kVA,PA实例,2-1#变电所：分变电站，B4L33 2-1#substaion: for B4L33
10、 4x1600，2X2000kVA,2-3#变电所：为2#楼L3349层写字楼服务 2-3#substation: for 5A office in L3349 4x1000kVA,中钢实例,中钢系统方案 System scheme,方案一 两路35kV独立电源，同时工作，互为备用。主站为35kV配电，分站电压由35kV直降至0.4kV，保护在主站，分站进线设负荷开关。 Two sets of independent 35kV electric power run in double harness, and as standby for each other. It is distribut
11、ed by 35kV transmission line from main substation. In substation the voltage is transformed from 35kV to 0.4kV, with protection in main substation and switches in substation.,B2,33F,49F,67F,方案二 两路35kV独立电源，同时工作，互为备用。主站35kV配电，主站内有保护。分站还设一级配电，电压由35kV直降至0.4kV，如果保护灵敏度满足要求，分站进线不设保护，出线设保护，分站还进行高压配电。,方案三 两路
12、35kV独立电源，同时工作，互为备用。电压由35kV降至10kV，后10kV配电到分站，保护在主站。当保护灵敏度能满足要求时，分站进线不设保护，出线设保护。,供配电系统方案比较,a 柴油发电机组在超高层建筑中既可作为应急电源使用，也可以作为备用电源使用。当备用电源满足应急电源条件时，备用电源可以兼作为应急电源。,3 应急或备用系统,住宅建筑电气设计规范JGJ 242-2011,3.2.3 建筑高度为100m或35层及以上住宅建筑的消防用电负荷、应急照明、航空障碍照明、生活水泵宜设自备电源供电。,b 超高层建筑应设柴油发电机作为应急电源或备用电源。设置在超高层建筑内的柴油发电机，应根据负荷大小、
13、单台电动机最大启动容量、供电半径等因素确定柴油发电机的额定输出电压： （1） 当建筑物高度低于200m时，宜采用低压柴油发电机； （2） 当建筑物高度大于400m时，宜选用高压柴油发电机； （3） 当建筑物高度在100m400m时，应进行技术分析、比较，确定柴油发电机的额定电压。,假设负荷为三相平衡负荷，线路电压损失3可采用公式（1）计算。 u%=0.173IL（R0cos+X0sin）/Ue (1) 式中，u线路电压损失，%，一般情况下用电设备端子处此值为5%； I负荷计算电流，A； L线路长度，km； R0、X0线路单位长度的电阻和电抗，单位：/km； cos功率因数； Ue额定电压，kV
14、。,表3 额定电压为400V时的电压降与供电距离,表4 额定电压为6kV时的电压降与供电距离,表5 额定电压为10kV时的电压降与供电距离,柴油发电机为10（6）kV，后经降压变压器降压至400V。三台机组可并列运行，也可分列运行。,方案1：10（6）kV发电机组,方案2：400V发电机组，机组在底部,柴油发电机为400V,三台机组可并列运行，也可分列运行。,方案3：400V发电机组，机组在底部和顶部,方案4：400V柴油发电机组+升压变压器,柴油发电机为400V，高层部分经升压变压器升至10（6）kV，低层部分仍采用400V供电。三台机组可并列运行，也可分列运行。,表8 应急（备用）系统比较
15、,柴油发电机组的油箱容量应能保证180min，即3h以上的用油量。 从消防角度看，日用油箱暂按1m3设置，每套机组设置一个日用油箱。同时，在户外红线内设一个15m3的地下油罐。,中钢国际广场应急电源供电时间研究报告 The Study of emergency power supply time for Sino-Steel Tianjin,c 用油量应能满足人员疏散的要求。,d 备用电源宜采用独立于正常电源的发电机组，不应采用蓄电池。酒店部分的备用电源应按酒店管理公司的要求设置，用于出租的写字楼宜预留柴油发电机组房的位置及进排风、供油等条件。 e 柴油发电机房宜设在地下一层、地下二层、首层，
16、也可设置独立的柴油发电机房，不宜在避难层和顶层设置柴油发电机组。,PA实例,a 配变电所应设置在负荷中心，主配变电所宜设在地下一层、地下二层（非最底层）和首层，也可设置独立的变电站。分配变电所应根据负荷情况设在避难层、顶层，其变压器容量不宜超过1000kVA。,4 配变电所,变压器,不推荐将变压器分拆上楼！,b 超高层建筑至少在主配变电所设值班室，值班室宜单独设置，也可与控制室合用。值班室应能直通或经过走道与高压配电装置室和相应的配电装置室相通，并应有门直接通向室外或走道。 根据工程具体情况，配变电所的高低压开关柜布置型式可选择下进下出，下进上处，上进下出，上进下出。当有大截面电缆或电缆数量较多时，宜设电缆夹层，电缆夹层净高不应低于1.8m、且不高于3.2m。,0#主站,2-2分站,2-1分站,1-1#分站,1-3分站,1-2分站,1-1#分站,1-3分站,1-2分站,超高层建筑多为钢结构或砼与金属框架结构，接闪器可采用避雷带和避雷针，
