超高层建筑电气设计浅析

超高层建筑电气设计浅析

胡吉涛 陈杨

身份证号： 220622199410075519

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摘要：随着我国城市化建设的发展，越来越多的超高层建筑如雨后春笋般涌现出来，本文将根据实际工程案例，对超高层建筑电气设计中供电方案、避难层变压器运输方案、隔震降噪措施的选择设计进行简要的分析。

关键词：超高层；供电方案；变压器运输；隔振降噪

引言：

本项目由T1#T2#T3#T5#T6#塔楼、商业裙房机地下车库组成，其中地下车库为三层，本次文章主要针对T1#塔楼进行分析，T1#塔楼为超高层建筑，建筑高度246.2m，建筑面积约为10万m^2.

1. 供电方案

本工程供电方案的确定，综合考虑以下几点：1、不同业态，对应的物业管理划分；不同业态对用电计量及系统的要求。2、供电规模的确定。3、当地供电部门的要求及市政条件。

本工程T1#超高层办公为独立的办公物业管理团队，变电所均单独设置，不与项目中其他号楼变电所合用。本项目供电规模为15000kVA，主要分为地下一层能源中心2x1600KVA，三台1100kw高压冷机，地上办公供电规模10500KVA。由南侧市政道路引来两路10kV供电，单路10kV供电容量不超8000kVA，当地供电部门无特殊要求。本项目主接线形式见图1

2. 供电系统分区方案比较

本项目供电系统分区难点为地上层数较高，通过对供电半径及经济性的对比分析，作出以下三种方案进行比较。方案一：在地下一层靠近公共核心筒区域，设置1个变电所，供塔楼B2~32F公共负荷，变压器容量为4*1600kVA。在44F避难层设置一个变电所，供塔楼34F~屋顶所有设备供电。变压器的装机容量为4*1000kVA。方案二：在地下一层靠近公共核心筒区域，设置1个变电所，供塔楼B2~21F 版公共负荷，变压器容量为2*1250kVA+ 2*1000kVA。在22F避难层设置一个变电所,供塔楼23F~43F塔楼办公供电,变压器的装机容量为4*1000kVA。在44F避难层设置一个变电所，供塔楼45F~屋顶塔楼办公供电,变压器的装机容量为2*1000kVA。方案三：在地下一层靠近公共核心筒区域，设置1个变电所，供塔楼B2~11F 公共负荷，变压器容量为2*1250kVA+ 2*1000kVA 。在22F避难层设置一个变电所，供塔楼12F~32F塔楼办公供电，变压器的装机容量为4*1000kVA。在44F避难层设置一个变电所，供塔楼33F~屋顶塔楼办公供电，变压器的装机容量为4*1000kVA。

3. 避难层变压器运输方案

超高层建筑为减小低压供电半径，降低电压降，变压器布置在楼上（避难层或设备层），当变压器故障时，更换变压器的垂直运输问题一直是超高层建筑电气设计的一个关键问题。

A:采用大吨位电梯运输

高层塔楼设置大吨位电梯，通常电梯吨位在3.0吨及以上，用于大型设备运输。变压器运入电梯轿厢内，由电梯提升至避难层，再水平运输至变电所。

优点：变压器可以采用货梯直接运输，便于更换。

缺点: 大吨位电梯的井道一般尺寸不低于3450*3020（mm）,载重量越大，电梯井道尺寸较大，占用核心筒的面积较多，且平时利用率低，投资成本较高。 货梯载重都有余量，一般为铭牌值1.3~1.5倍，这是安监局要求的安全余量，一旦电梯超载运行出现意外，安监局和电梯厂家不会负任何责任，建议不要超载运行。也有采用两种梯数的电梯，平时载重小，速度高，运输变压器时，载重大，速度低。需要电梯厂家定制。

B：通过外墙拔杆吊装，设可拆卸式幕墙

利用钢材臂杆、滑轮组及卷扬机组成简易的起重机，在机电层或屋顶对便要求进行运输。

优点：不占用核心筒面积，运输成本低。

缺点: 不适合全天候作业，需考虑风向、风速等气候条件，并做好吊装安全维护，需专业的吊装人员实施。同时避难层的外墙需采用可拆卸式幕墙。

外幕墙吊装方案适合机电层高度小于250米的高层建筑，风向和风速的影响尚能在接受范围内。

C：变压器分拆

将变压器的本体分拆成多个部分：外壳、上铁轭、高压线圈、低压线圈、固定铁心及夹件等几个部件，利用电梯进行运输；到达变电所后，再进行组装、试验。组装完成后，需要进行：绕组直流电阻测量、绝缘电阻测量、变压比和电压矢量关系测定、工频耐压试验（试验通过后再将铁心上铁轭刷黑色绝缘覆盖漆）。

D：电梯井道运输

采用电梯井道运输，在变压器更换前，需将电梯轿厢停至高区，然后在设备层打开电梯井道轿厢门或安全门，然后吊装至首层或地下室，在井道内安装一套提升设备和滑轮组，将变压器本体通过井道提升到避难层。如图所示。

优点：不占用核心筒面积，运输成本低。

缺点: 由于恢复供电的时间较长，电梯需要重新调试，影响使用。几吨重的变压器在狭长的电梯井道内吊运十分困难，与施工时，电梯未安装的时候进行变压器吊运是两个概念。

采用这种运输方式，需要在项目方案阶段向业主、运营方解释清楚，其中不乏一些运营商有可能不接受这种方式。

4. 避难层变电所隔震降噪措施

超高层建筑的避难层设置变配电室时，对 上、下层和贴临的办公区域人员的工作环境和办

公设备会造成干扰，必须采取相应的电磁屏蔽、降噪等措施。电磁屏蔽措施: 变配电室的楼板和顶板采用现浇混凝土，可以达到一定屏蔽效果。如不满足相关屏蔽性能指标，还可以采取镀锌钢板或金属丝网直贴在变配电室的墙面、顶棚、地面等辅助措施。降噪措施: 选用低噪声型变压器，配置干式变压器的专用阻尼弹簧减震器，来减少噪声对上、下层的影响。变配电室采取必要的电磁屏蔽、降噪等措施，尽可能地消除存在的电磁辐射及噪声干扰，提升办公建筑的室内环境品质。

5. 结束语

本文将项目整体的设计思路作为分享，希望可以为超高层设计尽绵薄之力，当下，超高层建筑电气设计较为复杂，后期维护较为困难，因此在设计中，应结合实际情况，反复论证整体设计方案，保证电气系统的安全、经济、可靠。

参考文献

1. 悉地（北京）国际建筑设计顾问有限公司，中国建筑标准设计研究院有限公 司.14D801.超高层建筑电气设计与安装[S].中国计划出版社.2014

2. GB50352-2005, 民用建筑设计通则. 2005.

3. 《供配电系统设计规范》GB50052-2009；

4. 《低压配电设计规范》GB50054-2011；

5. 沈育祥, 王晔, 金大算, 王斌, 沈冬冬. 超高层建筑电气设计分析[J]. 电气应用, 2014(Z): 161-163.

6. 李炳华.超高层建筑电气设计要点[J]. 智能建筑电气技术, 2011(4).

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