华融金融中心供配电系统设计工程总结

宋达伦

（悉地国际设计顾问 （深圳） 有限公司上海分公司，上海 200438）

在近几年的250 m及以下超高层电气方案施工图深化工作实践中，总结了250 m及以下超高层建筑在供配电系统选型和比对及定案的若干设计要素，将讨论过程中的核心体会和理解与专业设计同仁分享，同时，也适当地提高大家的综合超高层建筑电气的设计水平。

1 供电电源

一般负荷的密度与建筑单体的具体设计的功能、面积、高度及其附属其他功能等因素有关。一般在90～125 W/m2。

表1 部分超高层建筑主要电气参数

2 供电要求

整个建筑物的电力供电系统需要平衡物业管理及甲方的设定要求，常规要求设置严格意义上的两个独立市电电源，同时，另设与电网不并列的、独立的应急电源或备用电源。

2.1 电源

（1） 调研所在城市市电网的运营状态是设计的要点。一般要求设置完全对立的市点电源数量两个，同时各自电源应为不同级，不同路由的物理隔离的线路，在经济条件允许和该项目定位的重视度，优先选用专线，由上一级变电站或再远一点的开关站放射式供电。电压等级和供电局协商解决。110、10、20、35 kV均在考虑范畴内。最终目的是：当一路电源断电时，备用的电源应能保证二级及以上负荷100%的供电。

（2） 通常电气设计优先以低压（ 0.4 kV） 柴油发电机作为应急电源或备用电源。可以通过计算电力负荷大小、单台或多台电机最大启动容量及供电半径等综合因素确定柴油发电机的额定输出电压、大小等。经验值参考：目前，当建筑物高度低于200～250 m或者更低一些时，肯定是低压柴油发电机 ；如是251 m及以上高度，则最好进行技术及经济分析、方案比选，和各个专家共同商议并确定柴油发电机的额定电压。

低压0.4 kV和中压10 kV柴油发电机价格比较：

低压柴发2 000 kW，1 500 元/kW，计225万元；

密集母线2 500 A/2元每米/200，小计100万元；

低压ATS开关2 500 A/4P 20万元/台；

高压10 kV柴发2 000 kW，2 000 元/kW，计400万元；

接地电阻箱5万元/台；10 kV 电缆/3*95/500 m/ 10万元；

10 kV ATS开 关3台2500A/4P 36万 元 ；变 压 器1 250 kVA/20万元/台 ；

①10 kV发电与0.4 kV发电电压降比较：10 kV小。②10 kV发电与0.4 kV发电供电竖井面积比较：10 kV少。③10 kV发电与0.4 kV发电造价比较：10 kV较高。④10 kV发电与0.4 kV发电占地面积比较：10 kV较大。⑤10 kV发电与0.4 kV发电维修管理比较：10 kV较复杂。⑥建议：250 m及以下超高层建筑应急供电选用0.4 kV柴油发电机。

（3） 常规低压柴油发电机组 （400 V） 最大单台并机容量不超过1 600 kW。如若要进行并机运行，可采用高压柴油发电机组。柴油发电机组输出功率有常用功率和备用功率。柴油发电机组的负荷率一般为 75%，比较经济的运行。

（4） 电网与发电机转换用的 ATSE 建议采用 PC 级、4 极、三位式的 ATSE，ATSE 与其之前的短路保护电器应有可靠的配合。

（5） 关于超高层建筑设置柴油发电机的其他建议，详见文献[3]。

2.2 电源工作方式

电源的数量及工作方式，详见文献[4]，在此不另行重复。

3 华融金融中心供配电系统设计

（1） 经各方讨论，本项目办公、商业为同一物业管理，酒店为单独物业管理；各业态合用市政进线电源，办公/商业与酒店各设独立的变压器和变配电站。为了独立结算，办公/商业设高压计量总表 （母表） ，酒店单独设置高压计量分表 （子表） ，分别与供电公司结算电费。

（2） 根据项目定位及负荷估算，经与市电力设计院沟通并依据南方电网《10 kV及以下业扩受电工程技术导则》，本项目为二级重要用户，10 kV接入方式为客户专线、全电缆接入方式。每路10 kV电源专线满载负荷为10 000 kW，项目总体需3路10 kV电源进线。

（3） 根据《南方公司业扩工程投资界面管理则》规定，本项目为客户专线供电，与供电公司的产权界面位于上一级变电站专线间隔与母线连接点，或出线构架下口。具体由供电公司确定。

（4） 根据现场勘查及贵州市电力设计院意见，在本项目B2层设置一座10 kV中心配电站，由市政路现状电力通道引入10 kV高压电源，再由中心配电站分别引至各分变配电站，为本项目办公、商业、酒店及地下车库供电。变压器总装机容量32 300 kVA。

（5） 考虑供电半径、电压损失等因素，在T1塔21/32F、T2塔32/43F设备层设置高区分变配电站，相关区域负荷由分变配电站供电。

（6） 由于本项目空调制冷设备负荷集中且用电负荷较大，故单独为制冷机、配套泵组及其冷却塔配置专用变压器供电。

（7） 地库消防泵房、生活水泵房及其他各业态共用的设备用房，供电采用就近变配电站供电，其中酒店的配套设备房由酒店变配电站供电。

（8） 总体供电方案：10 kV中心配电站——办公总配电站，商业变配电站，酒店变配电站，制冷站变配电站及高压冷水机组，同时办公总配电站下级设置T1办公变配电站，T2办公变配电站；商业变配电站下级设置商业分变配电站1、2。

图1 10 kV配电系统图

4 强电专业的节能环保措施

采用低损耗、高效节能型变压器，变配电站深入负荷中心。（1） 采用带调谐功能的功率因数补偿措施，要求补偿后高压侧的功率因数不小于0.9，提高功率因数，降低无功损耗。（2） 选用LED光源，增加灯具的寿命，减少照明耗电量。照明功率密度按《建筑照明设计规范》（GB 50034—2013）的照明功率密度目标值进行设计。（3） 公共区、停车库照明的控制采用智能照明系统，按需求或分时段开/关照明灯具，减少不必要的照明用电。（4） 在各功能分区设有远传功能的计量表，可实现能耗报表统计，优化管理。（5） 按设备专业要求，部分电机采用电机变频调速技术，提高电机效率达到节能目的。

5 谐波治理

（1） 在电容补偿柜处安装电抗器，抑制电容补偿器对特定次谐波的放大和限制涌流。（2） 在UPS、调光柜及大功率的变频设备等非线性谐波源处采取就地谐波治理措施，如设谐波抑制器、无源滤波器、线路电抗器等。并在变压器低压柜处预留有源滤波柜的安装条件。变压器绕组的连接组别选用Dyn11，抑制3次及其整数倍高次谐波。

6 结语

以上是对250 m及以下超高层建筑供配电系统设计的综合总结。如还有未陈述类似民用建筑很多共性内容可以参考文献 [5] 在篇幅内介绍的若干要点。亦可参考14D801《超高层建筑电气设计与安装图集》等。文章仅对250 m及以下建筑的供配电系统设计做出部分技术要点和经验总结，在具体的工程项目使用过程中有一定的成绩，也不断地在修正和完善。若各位同仁在欣赏本文章时，请紧密联系自身的工程的具体情况而定。如有不足之处，请多多包涵。