王培

摘 要：把握电气设计的要点来实施建筑电气系统设计方案，对提高建筑电气系统的使用性能有着重要的意义。把握以某超高层建筑电气系统设计为例，说明了超高层建筑电气系统设计的主要情况，分别阐述了110kV变电站、供配电系统、柴油发电机选择、泛光照明和失电联锁保护方式的方面的内容。

关键词：超高层建筑；110kV变电站；供配电系统；柴油发电机选择；联锁关系；保护方式；泛光照明；建筑物结构形式

0 引言

随着我国经济的不断增长，城市化进程不断加快，超高层建筑的建设项目越来越多，建筑电气设计重要性突出。但是由于没有做好电气设计而导致建筑性能受到影响的事情时有发生，因此，如何抓住电气设计的要点来落实建筑电气系统的设计和施工成为了施工人员需要解决的问题。下面就结合实例对此进行讨论分析。

1 110kV变电站

某综合体建筑群需设置一座110kV变电站，供电局变电站选址设置在Z14地块。110kV变电站原本按供电局要求应设置为地上建筑，但因其在CBD核心区内，故选址设于大厦B6层～B4层。变电站不宜设置在建筑最底层，主要是防止变电设备因水倒灌而无法保障其供电安全性。110kV变压器为油浸式变压器，一般容量为50MVA，需要设置主变油池，故B6层布置主变油池。在B5层主要设置110kV间隔、4台110kV主变、10kV配电柜及站用电变电设备。

2 供配电系统设置

超高层建筑的电气系统设计首先要考虑供配电系统形式，中压为10kV，考虑建筑高度及供电半径的要求，应在建筑中间避难层设置分变配电室。因高压开闭站设置在地下，开闭站内高压柜均采用金属铠装柜，其高压继电保护均设置于开闭站内。所以分变配电室内高压进线及出线继电保护不需重复设置，且供电局严禁此处重复设置高压继电保护。这就对分变配电室高压柜选择提出了要求，对于容量小于800kVA的变压器，可采用隔离开关加熔断器保护的环网柜。对于容量大于800kVA的变压器可采用断路器式环网柜。因超高层避难层分变配电室内所带负荷容量较大，变压器数量基本在6台左右，可由开闭站采用6路放射式10kV高压电缆至每台变压器（见图1）。也可由开闭站内采用放射2路10kV高压电缆至避难层变配电室内，在变配电室内设置高压分配站再至变压器（见图2）。

对于超高层建筑中间避难层变配电室内变压器的选择也必须慎重，超高层建筑变压器的垂直运输和后期运营维护是其两个重点内容。变压器的容量直接决定了变压器对电梯的载荷数值。项目配备了相应的重载货梯，解决了其垂直运输问题，所以该项目避难层变配电室内没有留有备用变压器。

3 柴油发电机选择

根据超高层建筑负荷等级，在保障双路供电的同时，应留有第三路独立电源作为备用电源，而备用电源多采用柴油发电机。首先从电压等级上对柴油发电机进行选择。其电压的选择决定着整个供配电系统的形式。高压柴油发电机机组容量大，可多组并联，供电距离长，供电线路能量损耗小，初期投资大，后期运营维护量小。低压柴油发电机供电距离短，供电线路能量损耗大，初期投资小，后期运营维护量大。考虑建筑高度、供电距离及综合经济造价后，上述两处超高层建筑项目均采用了低压柴油发电机供电。

其次是关于柴油发电机冷却方式与室外储油灌和快速注油口的选择。柴油发电机冷却方式分为风冷式机组和水冷式机组。风冷式机组对建筑面积有一定的要求，需要设置进排风竖井；而水冷式机组则需要在室外空间设置冷却水箱。因Z14地块室外有大面积绿化，所以采用了水冷式机组并设置了室外储油罐，而项目因占地面积有限则采用了风冷式机组和设置快速注油口。

4 低压保护及联锁关系

图3为该项目供电关系示意图，其中低压系统采用单母线分段，设一母联开关，并设置机械联锁，同时设置应急母线段。系统构成简单可靠对不同等级负荷供电清晰。由于设置了分变配电所，柴油发电机对应不同分变配电室应急母线，对联锁及保护都提出了更高的要求。柴油发电机应在两路市电中任意一路市电失电后进入热备份状态，此时柴油发电机应急段开关与市电低压母线段母联开关不投入；待另一路市电失电后柴油发电机投入。而在消防等应急情况下要求柴油发电机能带起全部一级负荷容量，切除所有非消防回路。

5 泛光照明

不同于其他建筑，泛光照明在超高层建筑照明设计中有着重要的地位。其与外立面紧密结合，对建筑夜间照明效果起决定性作用。现代泛光照明多选用LED光源，但也必须考虑建筑立面实际情况。大厦双子塔完全采用竖线条LED光源，并在竖挺中预留LED光源安装灯槽。而大厦因为其建筑立面为3D立体效果，立面无法安装灯具，所以在地面设置多组投光灯光源和建筑物顶部设置塔冠照明相结合。为突出超高层建筑作为城市地标的效果，塔冠的照明尤为重要。塔冠照明的照度值在整个建筑的泛光照明中最大，主次分明，突出建筑所在区域的視觉效果。

6 结构形式对配电设计的影响

超高层建筑一般为框架核心筒混合结构，其核心筒柱为型钢混凝土柱。大厦项目核心筒与外围结构直接通过钢梁连接，然后在钢梁中间铺设压型钢板，再在钢板上铺设混凝土，地面电气管线可以进行预留预埋。而钢梁中的连接则是通过钢筋桁架板。与普通钢筋混凝土结构不同，超高层建筑中承重墙和钢筋桁架板内无法预埋任何电气管线，所以其配电设计均采用明敷（相对主体结构而言）。

7 结语

综上所述，上文所提及的例子通过设计施工后，建筑的电气系统性能得到了良好地提高。我们在进行建筑电气系统设计时，要结合建筑的特点和实际情况，综合考虑每一个细节，制定有效的设计方案，并要不断总结经验，采取科学合理的技术和材料，这样才能真正提高建筑电气设计的质量。

参考文献

[1] 王宏伟.高层建筑电气设计中低压配电系统安全性探讨[J].科技创新与应用，2012.

[2] 张宁六.高层建筑电气设计与高层电气施工管理方案探讨[J].中华民居旬刊，2013.