淺談新交通大廈配電設(shè)計

孟　陳　（安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計院，安徽　合肥　230001）

淺談新交通大廈配電設(shè)計

孟陳（安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計院，安徽合肥230001）

詳細介紹了超高層建筑合肥市新交通大廈的配電設(shè)計內(nèi)容，包括變配電、照明、節(jié)能、防雷及接地系統(tǒng)等設(shè)計。

超高層；配電；節(jié)能

1　工程概況

本工程為合肥城市軌道交通有限公司所建新交通大廈工程，位于合肥市長江東路和勝利路交口東南角，地下共5層，地上共41層，地下三、四、五層為車庫，三層局部為設(shè)備用房，地下一、二層及地上一～四層為商業(yè)，五層以上為辦公，十二、二十七層為避難層，建筑高度為175.8m，總建筑面積約96762m2，為超高層公共建筑。

2　高低壓變配電系統(tǒng)

2.1負荷等級

根據(jù)規(guī)范要求，本工程消防用電、重要的計算機系統(tǒng)電源、安防系統(tǒng)電源、營業(yè)廳及門廳照明、特種功能用房、安全照明用電等為一級負荷，其余為二、三級負荷。

一、二級負荷在雙回路電源的設(shè)備末端自動切換。

2.2電源

變電所設(shè)置　表1

①本項目采用二路10kV高壓獨立進線，分別由市政不同變電站引來，高壓電源采取一用一備形式。用戶進線采用鎧裝電纜埋地方式引至地下三層10kV總配電所。

②10kV高壓側(cè)的主接線采用單母線分段方式，高壓側(cè)設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)。

③高壓開關(guān)柜的變壓器出線開關(guān)設(shè)過電流及速斷保護。高壓進線開關(guān)設(shè)過電流及延時速斷保護。高壓柜真空斷路器、信號電源等由直流屏提供DC110V電源。

2.3負荷計算

①總設(shè)備安裝容量（合計規(guī)劃設(shè)計面積為96762m2）：96762×100W/m2=96762kW（100W/m2）

②需用系數(shù)：0.7；

③計算容量：6773.3kW；

④自然平均功率因數(shù)：0.76；

⑤電容器補償容量：按每段每臺變壓器容量30%；

⑥補償后10KV側(cè)功率因數(shù)：0.92以上；

⑦平均負載率：82.5%；

⑧變壓器安裝容量：8210kVA。

2.4計量

①電力、照明、辦公采用高供高計的計量方式，低壓饋電回路設(shè)置三相多功能數(shù)子式表計，分別對本饋電回路的電流、電壓、電量進行檢測。各終端主配電箱（柜）設(shè)置電流、電壓、測量電量表計。

②高壓及低壓計量用電流互感器，有功和無功電度表由供電業(yè)務(wù)部門選型和安裝，高壓計量柜柜體采用KYN28A-12柜，低壓柜柜體采用GCS型配電柜。

③每個單位、附屬區(qū)域設(shè)低壓計量用做收費依據(jù)。計量表箱安裝在電氣豎井或電氣小間內(nèi)。

2.5無功補償

在變配電站低壓母線側(cè)設(shè)置補償電容器，進行集中補償，功率因數(shù)補償至0.92以上。

2.6繼電保護

①高壓開關(guān)柜設(shè)微機綜合保護，具有反時限速斷、過電流保護。

②低壓開關(guān)柜進線總開關(guān)及母聯(lián)具有瞬時過電流、短延時過電流、過載保護。饋電開關(guān)具有速斷、過載保護。

2.7低壓配電

①變電所低壓柜引至各用電點的供電，應(yīng)按建筑設(shè)計要求及大廈使用功能的不同分別采用放射式或樹干式供電方式。樓內(nèi)的電力、照明采用電力電纜或母線槽供電，主電纜設(shè)在電氣豎井內(nèi)，各層由導(dǎo)線分流器或插接箱接至層配電箱，由層配電箱為各用電點供電。

②消火栓、噴淋泵、正壓送風(fēng)機、防排煙風(fēng)機、防火卷簾、消防電梯、消防控制室及變配電室等均為雙回路電源，在末端本配電箱自動切換。生活水泵和普通電梯也為雙電源供電，但火災(zāi)發(fā)生時不能使用。

③單臺電動機容量為15kW及以上者，均為降壓起動，降壓起動設(shè)備采用軟起動器或星三角起動方式。

3　應(yīng)急電源

①應(yīng)急電源包括應(yīng)急發(fā)電機和直流電源裝置。

②不間斷電源裝置為建筑內(nèi)弱電系統(tǒng)，安保系統(tǒng)，在發(fā)電機供電之前保障無瞬時斷電電源。

③本工程設(shè)計配置一套1000kW應(yīng)急發(fā)電機組，發(fā)電機房設(shè)置于地下一層。發(fā)電機產(chǎn)生的廢氣組通過排煙管、聯(lián)接接頭、消音器向大氣排放。

④應(yīng)急柴油發(fā)電機供電范圍如下：

a.消防負荷：消防水泵、消防電梯、電動防火卷簾、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、防煙排煙風(fēng)機、應(yīng)急照明及疏散指示等。

b.重要負荷：航空障礙燈、生活水泵、消防控制室、地下污水泵、電梯迫降、電訊用電及保安等負荷又是一級負荷中特別重要的負荷。

⑤若兩路市電中斷，備用發(fā)電機即自行啟動，在15s內(nèi)自動投入接至應(yīng)急供電系統(tǒng)，供應(yīng)上述范圍的消防負荷及重要負荷。在市電供電恢復(fù)時，所有發(fā)電機所帶負荷自動轉(zhuǎn)接回市電系統(tǒng)，發(fā)電機自動停止運轉(zhuǎn)。

4　照明系統(tǒng)

①各場所的照度按《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50034-2013）規(guī)定范圍取其高、中檔照度值。

結(jié)合業(yè)主方意見，其中辦公環(huán)境燈光照度需滿足：

a.平均照度可按大于300lx、小于500lx；

b.照度標(biāo)準(zhǔn)的取值應(yīng)符合下列規(guī)定：

間歇運行的房間取低值；持續(xù)運行的房間取中值；連續(xù)運行的房間取高值；無窗建筑的房間取中值或高值。

房間眩光限制標(biāo)準(zhǔn)：可有輕微眩光。

②事故照明用雙回路供電，雙回路電源來自不同低壓母線段，事故照明燈自帶應(yīng)急電源。雙回路在每臺事故照明配電箱內(nèi)自動切換。

③公共通道、樓梯間、電梯廳、前室、電梯機房、防排煙用機房均設(shè)應(yīng)急照明，各樓層出入口、樓梯間和公共通道的適當(dāng)位置設(shè)應(yīng)急疏散指示燈，樓梯口設(shè)樓層指示燈，以上燈具的應(yīng)急時間不小于90min。

④各樓層設(shè)應(yīng)急型樓層標(biāo)志燈。

⑤疏散指示燈、樓層標(biāo)志燈在正常與事故情況下均可開啟，應(yīng)急燈只在事故情況下開啟。

⑥大廈的立體照明及室外場地照明由低壓配電屏供電，由大廈物業(yè)管理控制。

⑦燈具：辦公室以吸頂熒光燈為主，配電房以熒光燈及壁燈為主，冷凍空調(diào)機房、水泵房、電梯機房則分別以熒光燈燈具及節(jié)能防水防塵燈具布置。

營業(yè)大廳、走道、會議室等的照明設(shè)計均由專項設(shè)計單位獨立完成，本設(shè)計配合供電電源。

⑧辦公、商業(yè)宜選用帶電容補償氣體放電燈具，提高照明線路功率因數(shù)0.9以上。本設(shè)計按具有補償考慮，如熒光燈具不帶補償時，應(yīng)校驗照明線路的電線截面。照明的單相回路不宜超過16A。

5　電氣節(jié)能措施

5.1照明控制方式的選擇（采用合適的控制方式）

①燈具控制開關(guān)控制的光源數(shù)量不宜少于2個（單燈具除外）。

②每個燈具開關(guān)控制的光源數(shù)量不宜太多。

③燈具按與側(cè)窗平行分別控制。

④對部分光源實施聲、光控制，或全夜、半夜控制。

⑤對公共區(qū)域、停車庫（場）和建筑泛光照明等宜采用建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)控制。

5.2照明光源、燈具及附件的選擇

5.2.1照明光源、燈具的選擇

根據(jù)光源的光效、色溫、顯色指數(shù)、壽命和價格選擇高效節(jié)能型光源，即每瓦輸出的光通量高的光源。如：T系列細直熒光燈、緊湊型熒光燈（節(jié)能燈）及LED燈（用于應(yīng)急疏散指示燈或航空障礙燈）。

5.2.2燈具附件的選擇

對于附件，主要是指鎮(zhèn)流器，《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定：自鎮(zhèn)流熒光燈應(yīng)配電子鎮(zhèn)流器；直管形熒光燈應(yīng)配電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器；高壓鈉燈、金屬鹵化物燈應(yīng)配節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器；在電壓偏差較大的場所，宜配恒功率鎮(zhèn)流器；功率較小者可配電子鎮(zhèn)流器。

5.3建筑智能控制的節(jié)能措施：

根據(jù)《智能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB50314），利用建筑智能控制技術(shù)達到節(jié)能的目的，主要體現(xiàn)在對建筑設(shè)備的監(jiān)控管理方面。采用建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，管理者可以對該建筑中的制冷機組、空調(diào)器及新風(fēng)機組等設(shè)備的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控；可以對送/排風(fēng)機及給排水泵等設(shè)備進行有效的控制；還可以對高/低壓變配電系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)等進行實時監(jiān)控。利用建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，可以全方位地對建筑中各類機電設(shè)備的運行狀態(tài)進行有效地控制，在滿足建筑要求地前提下，使各種設(shè)備均處于最佳運行狀態(tài)，從而實現(xiàn)最大限度節(jié)能的目的。

6　防雷接地系統(tǒng)

本建筑屬于超高層，通過計算，預(yù)計雷擊次數(shù)N（次/a）為0.40891，故按二類防雷標(biāo)準(zhǔn)對建筑實施防雷保護，在屋頂天面設(shè)置避雷帶，另做獨立式避雷接閃器，利用框架柱內(nèi)二根主筋直通焊接引下，自45m起每隔兩層利用建筑物混凝土梁內(nèi)的主筋連成閉合回路形成均壓帶，所有引下線、建筑物的金屬結(jié)構(gòu)和金屬設(shè)備均應(yīng)連到環(huán)上，以防側(cè)擊雷。利用建筑基礎(chǔ)作接地極，配電系統(tǒng)及避雷系統(tǒng)共用接地，接地電阻實測應(yīng)≤1Ω。

弱電系統(tǒng)接地采用聯(lián)合接地體，在地下一層設(shè)置與大樓絕緣的接地端子排，各弱電系統(tǒng)接地均引自該端子排。自端子排以VV－1kV-1x95絕緣導(dǎo)線穿鋼管SC100在地下一層引出。在室外設(shè)置單獨接地體，接地點阻實測應(yīng)≤1Ω。

本大廈采用TN-S制接地系統(tǒng)，工作中性線（N）與安全保護線（PE）從變壓器中心點開始分開，以后二者不得混淆。所有電氣設(shè)備的外殼及設(shè)備接地專用端子均應(yīng)與PE線相連接。

衛(wèi)生間、淋浴間做局部等電位聯(lián)結(jié)，確保人身安全。

7　結(jié)語

由于超高層建筑的高度比較高，供配電的輸送路徑比較長，用電電荷的負載比較大，所需的變配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也非常復(fù)雜。超高層建筑一般為辦公地點，所以人員一般比較密集，一旦發(fā)生火災(zāi)等危險情況的時候比較難疏散，這就對超高層建筑的供電的安全性提出了更高的要求。我們應(yīng)從安全性、可靠性、經(jīng)濟性及節(jié)能性等方面進行綜合分析，選擇合理的設(shè)計方案，不斷的研究探討、總結(jié)經(jīng)驗，為建筑節(jié)能做出應(yīng)有的貢獻，達到最佳的節(jié)能效果及取得最佳的經(jīng)濟效益，真正做到高效、節(jié)能、舒適。

［1］李炳華.超高層建筑電氣設(shè)計要點［J］.智能建筑電氣技術(shù)，2011（4）.

［2］韓鳳明.超高層辦公建筑電氣設(shè)計［J］.現(xiàn)代建筑電氣，2011（1）.

［3］錢觀榮，沈冬冬，曹金蘭.世茂國際廣場電氣設(shè)計工程總結(jié)［J］.建筑電氣，2007（9）：20-24.

［4］李炳華，劉文坤.民用建筑中供配電系統(tǒng)若干問題的再思考［J］.建筑電氣，2010，29（12）：3-8.

TU972+.8

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1007-7359（2016）04-0249-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.04.098

孟陳（1983-），男，安徽淮北人，畢業(yè)于安徽建筑大學(xué)，工程師。