超高层建筑供配电系统方案经济技术比较

任宝立 / 于 波

(哈尔滨工业大学建筑设计研究院，黑龙江 哈尔滨 150090)

超高层建筑供配电系统方案经济技术比较

任宝立 / 于 波

(哈尔滨工业大学建筑设计研究院，黑龙江 哈尔滨 150090)

0 引言

一般把建筑高度超过100m的高层民用建筑定义为超高层建筑；其中建筑高度超过250m的高层建筑称为超限高层建筑。伴随着城市建设的发展，城市用地紧张，超高层建筑越来越多，他们的共同特点是：建筑高度高、面积大、功能复杂、用电负荷大、供电半径长、消防扑救困难及供电可靠性要求高等。

供电可靠性要求越高、用电负荷越大、供电半径越长，供配电系统的技术、经济合理性就越发重要。本文就超高层建筑可能采用的几个供配电方案逐个进行技术、经济比较。

1 供配电方案

某超高层建筑地下2层，地上42层，高179m，总建筑面积188 000m2。由2栋主塔及裙房组成，避难层设在十五层及二十九层。建筑立面图如图1所示。

根据本建筑概况，供配电系统有如下几个方案：

1)方案一

本栋建筑地下一层设置制冷站、中心变电所各1处，所有变电配电设施全部设置在地下1层。高压系统图如图2所示。

图1 建筑立面图

2)方案二

本栋建筑地下1层设置中心变电所、制冷站变电所各1处，2栋主塔29层避难层各设置分变电所1处。高压系统图如图3所示。

3)方案三

在本栋建筑地下一层设置中心变电所、制冷站变电所各1处，2栋主塔29层避难层设置配电间，主塔上部配电由母线槽送电至29层避难层配电间。高压系统图如图4所示。

此工程建筑高度为179m，建筑内没有特别重要机房，第3路备用电源考虑到供电半径及负荷容量，采用0.4kV柴油发电机组，柴油发电机组设在地下一层。

2 各方案经济、技术比较

1)技术比较

方案一变配电设施设置集中，管理方便，但所有馈电回路电缆由中心变电所集中馈出，电缆量大，传输距离远，耗电缆量大，并且支线馈出距离过远，对压降计算不利。

图2 变电所高压配电系统图(方案一)

方案二变配电设施分别设置，深入负荷中心，分散了配电电缆出线，减小了各回路传输距离。但是变配电设施设置分散，设备运输及管理需要侧重考虑。按照现行规定，大型公共建筑内耗电量大，电能管理系统必不可少，此套系统解决了变配电设施分散设置的管理问题。变压器竖向运输的问题在工程实际中也得到了很好的解决。

图3 变电所高压配电系统图(方案二)

方案三变电设施集中设置，管理方便，配电间深入负荷中心，分散了电缆出线。缩短了支线配电距离，较方案一增加了一级配电，由变电所至避难层配电间之间需要采用0.6/1kV大电缆或封闭母线供电，低压(0.4kV)线路传输距离较远，不利于电压降校验。但总配电级数在三级以内，满足规范要求。

以上各方案各有优缺点，方案一和方案三比较，直观上方案三更优于方案一；但是方案二和方案三相比，哪个方案更优，单从技术上很难得出最后结论。

一个好的供配电方案，首先要保障技术合理，在技术合理的基础上选择经济最优方案。下面就方案二和方案三做一下经济比较。

2)经济比较

方案二、方案三支路馈线相同，不同之处在于高压柜、变压器数量及干线电缆，经济比较只需要比较支路之前、10kV进线之后部分电气设施造价。比较结果如表1所示。

从表1可以看出，方案二从经济方面来说更优于方案三。

3 结束语

从以上技术、经济方面全面比较后发现，供配电系统方案二优于供配电系统方案三和供配电系统方案一。方案二是最适合于超高层建筑的供配电系统方案，经济合理、技术可靠。上述经济和技术方面的比较，对于其他类似超高层建筑供配电系统方案的确定具有很好的参考作用。

表1 方案二和方案三经济比较

图4 变电所高压配电系统图(方案三)

[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部.10kV及以下变电所设计规范(GB 50053-94)[S].北京：中国计划出版社,1994.[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部.供配电系统设计规范(GB 50052-2009)[S]. 北京：中国计划出版社,2010.

Economic and Technical Comparison of High-rise Building Supply and Distribution System Plans

Ren Baoli / Yu Bo

随着城市建设的发展，城市用地日趋紧张，高层建筑建设呈现上升状态，而近年来超高层建筑物也发展迅猛。超限高层建筑一般都建设在城市的经济、文化中心。超高层建筑的中间避难层设置变电所与否也众说纷纭，各有道理。本文从经济、技术等方向全面论证、确定适用于超高层建筑的最优供电方案。

超高层建筑 避难层 供配电系统 经济比较

With the development of urban construction, urban land is increasingly straining, high-rise building construction shows a rising state. Overrun high-rise buildings are generally constructed in the economic and cultural center of the engendered controversy. The middle layer of ultra-high-rise building evacuation substation should be set or not engendered controversy. This article makes a comprehensive demonstration from the aspects of economy and technology to determine the optimal power solution suitable for super high-rise buildings.

high-rise building, refuge floors, supply and distribution systems, economic comparison