沈阳茂业广场供配电设计及探讨

2011-09-01杨成德海军933部队山东青岛66003同济大学建筑设计研究院集团深圳分院深圳58048

智能建筑电气技术 2011年4期

黄丽 / 杨成德 . 海军933部队,山东青岛 66003. 同济大学建筑设计研究院(集团)深圳分院，深圳 58048

近年来超高层建筑在各地不断地涌现，自20世纪70年代广州白云宾馆（115m）开始，到深圳的地王大厦(325m,)、广州中信广场(322m)、上海金茂大厦(420.5m)、上海环球金融中心（492m），以及目前在建的深圳京基金融中心广场、上海中心、深圳平安大厦，一栋栋擎天巨厦如雨后春笋。超高层建筑体量巨大、功能复杂，聚集人员众多，投资庞大。每一栋鹤立鸡群的超高层往往会成为一个地区的地标式建筑。在GB 50352-2005《民用建筑设计通则》第3.1.2第3款：建筑高度大于100m的民用建筑为超高层建筑。本文介绍和分析沈阳茂业广场的供配电系统及其设计应注意的问题。

1 项目简介

沈阳茂业广场项目为超大型城市综合体商业开发项目，位于沈阳市沈河区金廊工程9-2地块。用地南北及东西长均约160m，总用地面积25607.599m2，总建筑面积约41.8万m2。共计5个分（子）项，包括一栋超高层办公及五星级酒店主塔楼（73层，306.25m）；一栋超高层公寓楼（54层，181.45m）和一栋超高层住宅楼（44层，154.3m）。地上为裙房（商业及五星级酒店配套设施），建筑面积35.1万m2，以围绕中庭的商业和酒店配套设施为主，并设有影视厅；地下共3层，建筑面积6.67万m2，其中地下1层为超市、酒店配套设施及各部门的货运中心；地下2、3层为设备用房，人防以及车库。各建筑单体高度见表1。该工程的建成成为“金廊工程”上一颗璀璨的明珠，也成为“五里河文化区域”和整个城市的标志性建筑。

表1 建筑概括

2 10kV配电系统

本工程总供电容量为32.5kVA,根据沈阳市沈河区当地供电条件和供电规定，经与沈阳市供电局有关业务充分讨论和协商，由南湖变配电所引出10kV南盛线、10kV南茂线；由展览变配电所引出10kV茂业甲线、10kV茂业乙线，作为该项目的10kV电源。在该工程的地下2层设置1～2#两处开闭所，南盛线、茂业乙线引入2#开闭所；南茂线、茂业甲线引入1#开闭所。其中：茂业乙线作为备用供电线路，平时不供电，在茂业甲线或南茂线发生故障或停电时，由茂业乙线供给1#、3～5#、7#变配电所的一级负荷。住宅变配电所由1#开关站引来一路10kV高压至高压配电进线柜，商业、酒店、写字楼及公寓变配电所由1、2#开闭所各引来一路10kV高压至高压配电进线柜。

1～2#开闭所采用单母线分段运行方式，平时由主供回路供电，备用回路不供电；南茂线或茂业甲线发生故障或计划性停电时，茂业乙线送电，供给1#、3～5#、7#变配电所的一级负荷；南盛线发生故障或计

表2 10kV断路器连锁关系

3 高、低压配电系统

对于地下室、商业、办公低区、空调、酒店低区、住宅、公寓、主塔楼46 ～73F（酒店）的配电，即1～5#、7# 变配电所的变配电系统，因篇幅所限，暂不做介绍。以下介绍办公高区的配电，即6#变配电所的变配电系统。

主塔楼73层，高306.25m，属超高层建筑。主塔楼设有甲级写字间和五星级酒店，并将酒店大堂设于塔楼顶层。7～25层（低区写字楼）由设在地下2层的写字楼2#变配电所提供电源；26～55层（高区写字楼）由设置在26F的6#变配电所提供电源。

3.1 高区写字楼的负荷分类

一级负荷：消防用电设备：火灾自动报警、应急照明、疏散指示照明、消防控制室用电、消防电梯、消防水泵、喷淋水泵、防火卷帘门、排烟风机、正压送风机等消防设备。

安防用电设备、通讯机房、电子信息设备机房、BA主机房等主要弱电机房用电、计算机系统用电、主要办公室、会议室、总值班室、主要通道照明、部分客梯电力、机械停车电力、避难层照明、航空障碍灯、航空管理设施、生活泵、部分排污泵等。

停车场等均按一级负荷供配电设计。

二级负荷：部分客梯、部分排水泵、照明、自动扶梯等。

三级负荷：制冷机组、冷却塔、冷热水循环泵、空调机组等一、二级负荷之外的负荷。

3.2 6#高区办公变配电所的高、低压系统图

6#高区办公变配电所的高压系统图如图2所示，低压配电系统图见图3～4。

3.3 6#高区办公楼负荷分布及变压器负载率

6#高区办公楼负荷分布及变压器负载率如表3所示。

4 应注意的问题

根据以上出现的新特点，在对超高层及特大型建筑工程供配电系统进行设计时，应特别注意以下问题：

（1）根据电气负荷容量合理设置电源电压等级。设置常规的10kV变配电所已无法满足现代超大建筑电气负荷的需要了。目前许多超大建筑工程中采用两路110kV或35kV市政电源供电，在建筑物内部设置一座110kV或35kV变电站，同时设置若干个10/0.4kV分变配电所。

（2）按照当地电力部门的规定确定业扩工程投资界面分界点。如根据《广东电网公司规范业扩工程投资界面方案（试行）》的规定确定广东地区电气业扩工程的投资分界点，确定公用电房和变压器房的位置和面积。

（3）合理掌握供电距离的问题。在设置变配电所时不能简单将负荷容量与供电距离隔离考虑，要综合考虑负荷容量与供电距离。根据《全国民用建筑工程设计技术措施》电气（2009版）第3.1.3-2条与《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005年版）（以下简称《高规》）第6.1.13条和结合空调、给排水设备布置现状综合设置10kV变配电所。

（4）上部变配电所容量的合理设置。要根据货梯载重量、井道尺寸和参考厂家的变压器重量、体积以及维修要求合理选择变压器的台数和容量。

沈阳茂业广场超高层写字楼的货梯采用了2T的消防电梯（兼货梯），在对比了几个厂家的变压器外型、重量和货梯的门口尺寸后，采用了800kVA的变压器。

（5）变配电所面积的确定。根据当地供电局的业扩规定，合理设置公共开关房、电缆分界室等机房面积，满足工程和供电局管理需要。

（6）发电机房的位置和面积确定。发电机房一般设置在地下室，部分工程也根据供电距离和设备现状设置在上部的设备层或避难层。根据工程的建筑现状与降噪要求，合理设置发电机房位置和面积。

（7）电气竖井（兼楼层配电间）数量与面积。电气竖井要根据建筑沉降缝设置、防火分区的布置以及用电负荷性质、电气设备管线数量和走向、供电支线供电半径，来综合考虑电气竖井的位置和数量及面积。

（8）强弱机房的房间净高。对于发电机房、变配电室和各弱电机房都要考虑安装条件和安装方式、出线方式来决定机房的高度。

（9）设备的荷载取值。强电井内是否安装EPS等因素决定荷载取值,强弱电井内的活荷载取值不同；变配电所、弱电机房、柴油发电机组、插接母线、预分支电缆的荷载取值均要根据设备容量、规格等技术参数指标正确取值荷载指标。

图2 高区办公变配电高压系统图

表4 低压系统的供电距离

（10）设备发热量的正确取值。变压器、发电机、灯具等电气用电设备都要根据其安装、外壳封闭形式正确取值发热量指标。

（11）防火与抗震的要求。根据《高规》等规范对各机房、电井的墙壁井壁以及防护门的规定，正确选取合理耐火极限的不燃烧体和防火门。根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2001（2008年版）、《电力设施抗震设计规范》（GB50260-96）等规范选择有利避震的位置，合理布局各强弱电重要机房；同时对电气设备、电气用的配管、母线槽、吊杆等做相应的防震措施。

在设计过程中还要注意低压电缆最长供电问题：在超高层或特大型建筑中，消防设备以及动力照明设备均大量采用低烟无卤和矿物绝缘电缆，断路器与交联聚乙稀与低烟无卤电缆的配合与最长供电距离见表4。

根据表4，就可以依据断路器容量选择电缆规格以及敷设的距离，使压降损失不超过标准规定，以免电气设备无法正常工作。

［1］李炳华．超高层建筑中柴油发电机组若干问题的思考［J］．智能建筑电气技术， 2009（6）:1-4.

［2］杨成德, 黄丽．超高层与特大型建筑工程的供配电设计［J］．建筑电气，2011（4）:36-43.

［3］杨成德．重要建筑物供配电及电源连锁探析［J］．电工技术杂志，2002（2）.

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