超高层建筑电气设计要点深圳PPT课件.ppt

GuidetothedesignofbuildingelectricityforExtra highbuilding超高层建筑电气设计要点 超高层建筑电气若干问题探讨2012 06深圳 中国 李炳华 目录 序言 负荷 供配电系统 应急或备用系统 配变电所 防雷 直升机停机坪照明 其它 超高层建筑 建筑高度大于100m的民用建筑 民用建筑 供人们居住和进行公共活动的建筑的总称 居住建筑 供人们居住使用的建筑 公共建筑 供人们进行各种公共活动的建筑 民用建筑设计通则 GB50352 2005 1序言 1972年 在美国Pennsylvanian 宾夕法尼亚 州的Bethlehem 伯利恒市 的国际高层建筑会议上 将40层以上 即建筑高度在100m以上的建筑叫作超高层建筑 目前世界最高的超高层建筑排行榜 迪拜哈里发塔169层 高828米 台北101大楼101层 508米 上海环球金融中心101层 492米 香港环球贸易广场118层 484米 吉隆坡佩重纳斯双子大厦88层 452米 南京紫峰大厦89层 450米 芝加哥尖塔 600米 150层天津117大厦 570米 117层纽约世贸中心自由塔 541米 82层 中国尊 北京 510米高 108层 目前世界部分在建的超高层建筑 迪拜ALBURJ大厦 1400米 长沙J220天空城市 838米220层 平安国际金融中心660米 上海中心大厦632米 俄罗斯大厦612米 韩国仁川塔610米 151层 A B C D 部分超高层建筑电气主要参数 超高层建筑的主要特点 1建筑高度高 层数多2建筑面积大 规模大3功能多样 超高层建筑电气的主要特点 1用电量大 供电半径长2多个电源 10kV 110kV3多个配变电所4变压器装机容量多在100 140VA m25设有备用电源或应急电源 2负荷 2 1负荷等级 2 2负荷密度超高层建筑负荷密度与建筑功能 建筑面积 建筑高度 附属功能等因素有关 一般在100 140W m2 住宅除外 3 1电源a超高层建筑应进行整体供配电系统设计 至少需要两路独立市电电源 还需要另设应急电源或备用电源 b超高层建筑的正常电源数量不应少于两个 各路电源应为不同路由的线路 宜采用专线由上级变电站或开关站放射式供电 电源电压等级可以为10kV 20kV 35kV或110kV 当一路电源断电时 剩余电源应能保证二级及以上负荷的供电 3供配电系统 国家电网公司业扩供电方案编制导则 试行 国家电网公司二 七年八月 中钢实例 海门站220kV 潮音寺110kV 万年桥站220kV 东沽站110kV 本案 Skyloft酒店 酒店Hotel 酒店式公寓HotelApartment 自用写字楼Owner sOffice 写字楼5AOffice 商业CommercialUse 1 楼T1 2 楼T2 根据本工程的负荷等级 要求供电电源为2路独立的35kV的电源 近期分别引自海门220kV及万年桥220kV变电站 最终由万年桥和东沽220kV变电站各通过一路35kV电源 每路电缆均为双根300mm2的铜芯电缆 走不同路径至本工程主站高压配电室 两路高压电源同时工作 互为备用 每路均能承担本工程全部负荷 供电电源 PA实例 方案一56600KVA 1 2 容量34900kVA 设在B2F 供电B5F 39F 半径约250m 3 容量12100kVA 设在52F 供电40F 80F 半径约200m 4 容量9600kVA 设在81F 供电81F 116F 半径约190m 1 2 容量24400kVA 设在B2F 供电B5F 10F 半径约100m 1 2 容量22800kVA 设在B2F 供电B5F 6F 半径约80m 3 容量9600kVA 设在25F 供电11F 39F半径约80m 4 容量6900kVA 设在52F 供电40F 68F 半径约90m 5 容量6900kVA 设在81F 供电69F 97F 半径约90m 6 容量4100kVA 设在111F 供电98 116F 半径约70m 3 容量4100kVA 设在10F 供电7F 17F半径约50m 4 容量3450kVA 设在25F 供电18F 32F 半径约50m 5 容量4100kVA 设在39F 供电33F 45F 半径约80m 6 容量4200kVA 设在52F 供电46F 61F 半径约60m 9 容量3200kVA 设在97F 供电91 103F 半径约50m 8 容量4200kVA 设在81F 供电75 90F 半径约60m 7 容量3600kVA 设在68F 供电62 74F 半径约50m 10 容量2850kVA 设在111F 供电104 116F 半径约50m 方案三55500KVA 方案二55900KVA 方案比较 17 结论 综合上述的技术 经济指标分析 变配电所设计采用方案三 超高层商业办公综合体不同于政府功能性建筑 也不是纯粹的城市形象工程 其变配电所的设计 除了要以安全性 可靠性为基本要求 同时还应该结合建筑本身的定位和特点 考虑其运行的灵活性 以及业主投资 运营的经济性 电源工作方式电源的数量及工作方式建议按表3 1执行 表3 1建议的电源数量及其工作方式 3 2高压供配电系统3 4 1超高层建筑的高压供配电系统宜采用主配变电所 分配变电所结构 主配变电所应采用单母线分段的主接线形式采用放射式引至分配变电所 3 4 2高压系统的配电级数不宜多于两级 3 4 3应根据当地供电部门的规定 35kV电压等级可直降到0 4kV 也可先将35kV降压到10kV 再将10kV降到0 4kV 3 4 4如当地供电部门没有特别要求 20kV电压等级可直降到0 4kV 三个主站 均二用一备 1 10kV进线安装容量 10700kVA2 10kV进线安装容量 10700kVA3 10kV进线安装容量 7900kVA4 10kV进线安装容量 9150kVA5 10kV进线安装容量 10598kVA6 10kV进线安装容量 10011kVA PA实例 2 1 变电所 分变电站 B4 L332 1 substaion forB4 L334x1600 2X2000kVA 2 3 变电所 为2 楼L33 49层写字楼服务2 3 substation for5AofficeinL33 494x1000kVA 中钢实例 中钢系统方案Systemscheme 方案一两路35kV独立电源 同时工作 互为备用 主站为35kV配电 分站电压由35kV直降至0 4kV 保护在主站 分站进线设负荷开关 Twosetsofindependent35kVelectricpowerrunindoubleharness andasstandbyforeachother Itisdistributedby35kVtransmissionlinefrommainsubstation Insubstationthevoltageistransformedfrom35kVto0 4kV withprotectioninmainsubstationandswitchesinsubstation B2 33F 49F 67F 方案二两路35kV独立电源 同时工作 互为备用 主站35kV配电 主站内有保护 分站还设一级配电 电压由35kV直降至0 4kV 如果保护灵敏度满足要求 分站进线不设保护 出线设保护 分站还进行高压配电 方案三两路35kV独立电源 同时工作 互为备用 电压由35kV降至10kV 后10kV配电到分站 保护在主站 当保护灵敏度能满足要求时 分站进线不设保护 出线设保护 供配电系统方案比较 a柴油发电机组在超高层建筑中既可作为应急电源使用 也可以作为备用电源使用 当备用电源满足应急电源条件时 备用电源可以兼作为应急电源 3应急或备用系统 住宅建筑电气设计规范 JGJ242 2011 3 2 3建筑高度为100m或35层及以上住宅建筑的消防用电负荷 应急照明 航空障碍照明 生活水泵宜设自备电源供电 b超高层建筑应设柴油发电机作为应急电源或备用电源 设置在超高层建筑内的柴油发电机 应根据负荷大小 单台电动机最大启动容量 供电半径等因素确定柴油发电机的额定输出电压 1 当建筑物高度低于200m时 宜采用低压柴油发电机 2 当建筑物高度大于400m时 宜选用高压柴油发电机 3 当建筑物高度在100m 400m时 应进行技术分析 比较 确定柴油发电机的额定电压 假设负荷为三相平衡负荷 线路电压损失 3 可采用公式 1 计算 u 0 173IL R0cos X0sin Ue 1 式中 u 线路电压损失 一般情况下用电设备端子处此值为5 I 负荷计算电流 A L 线路长度 km R0 X0 线路单位长度的电阻和电抗 单位 km cos 功率因数 Ue 额定电压 kV 2020 1 7 29 表3额定电压为400V时的电压降与供电距离 表4额定电压为6kV时的电压降与供电距离 表5额定电压为10kV时的电压降与供电距离 柴油发电机为10 6 kV 后经降压变压器降压至400V 三台机组可并列运行 也可分列运行 方案1 10 6 kV发电机组 方案2 400V发电机组 机组在底部 柴油发电机为400V 三台机组可并列运行 也可分列运行 方案3 400V发电机组 机组在底部和顶部 方案4 400V柴油发电机组 升压变压器 柴油发电机为400V 高层部分经升压变压器升至10 6 kV 低层部分仍采用400V供电 三台机组可并列运行 也可分列运行 表8应急 备用 系统比较 柴油发电机组的油箱容量应能保证180min 即3h以上的用油量 从消防角度看 日用油箱暂按1m3设置 每套机组设置一个日用油箱 同时 在户外红线内设一个15m3的地下油罐 中钢国际广场应急电源供电时间研究报告 TheStudyofemergencypowersupplytimeforSino SteelTianjin c用油量应能满足人员疏散的要求 d备用电源宜采用独立于正常电源的发电机组 不应采用蓄电池 酒店部分的备用电源应按酒店管理公司的要求设置 用于出租的写字楼宜预留柴油发电机组房的位置及进排风 供油等条件 e柴油发电机房宜设在地下一层 地下二层 首层 也可设置独立的柴油发电机房 不宜在避难层和顶层设置柴油发电机组 PA实例 a配变电所应设置在负荷中心 主配变电所宜设在地下一层 地下二层 非最底层 和首层 也可设置独立的变电站 分配变电所应根据负荷情况设在避难层 顶层 其变压器容量不宜超过1000kVA 4配变电所 变压器 不推荐将变压器分拆上楼 b超高层建筑至少在主配变电所设值班室 值班室宜单独设置 也可与控制室合用 值班室应能直通或经过走道与高压配电装置室和相应的配电装置室相通 并应有门直接通向室外或走道 根据工程具体情况 配变电所的高低压开关柜布置型式可选择下进下出 下进上处 上进下出 上进下出 当有大截面电缆或电缆数量较多时 宜设电缆夹层 电缆夹层净高不应低于1 8m 且不高于3 2m 0 主站 2 2分站 2 1分站 1 1 分站 1 3分站 1 2分站 1 1 分站 1 3分站 1 2分站 超高层建筑多为钢结构或砼与金属框架结构 接闪器可采用避雷带和避雷针 当屋顶设有直升机停机坪时 应避免避雷针对直升机的影响 问题 避雷针高8米 高出停机坪4 25米 对直升机的安全产生影响 建议 采用避雷带 直升机接地方式 这样可以满足二类防雷建筑物的设计 避雷针高8米 5防雷 停机坪尺寸 直9 海豚 直升机 起飞总重4000kg全长13 46米全高3 81米根据相关标准布置1 5D的最终进近区和起飞区 并设置安全区 足够大的停机坪能直升机除紧急情况外 还能日常提供贵宾使用 直径27米 尺寸参考 国贸三期直径27米CCTV直径27米 6直升机停机坪的照明设计 瞄准灯嵌入式安装 不少于6盏 通常6盏或8盏 同步频闪 Ip67 埋深不小于120mm 直径约200 300mm 单相AC220V 单灯功率一般50 100W 白光 有效光强不小于100cd m2 周界灯此灯是强制性的 必须安装 直接装于停机坪接地离地区周界 一般14盏等分布置 相邻灯具不大于3m 串联 同步频闪 黄光 AC220V 50Hz 单灯功率不小于50W 有效光强不小于250cd m2 IP67 泛光灯装于安全区边界 用于夜间直升机起降泛光灯不得对飞行中的飞行员产生眩目 降落场区不应有阴影 停机坪表面的平均水平照度不低于10lx 均匀性比率 平均值与最小值之比 不得大于8 1 AC220V 50Hz 单灯功率不小于150W 不低于IP65 风向标灯供夜间使用的直升机场 必须设置风向标灯 装于安全区以外 风向标灯主要有照明单元 装于风向标顶部 与风向指示袋 风标杆组成风向标系统 顶部照明单元设四只100W卤钨灯 一盏红色航空障碍灯 依据 民用直升机场飞行场地技术标准 MH5013 2008 其他有关专业区域和未来独立经营的区域将配置单独的计量表 动力单独计量 厨房 洗衣机房 娱乐区域 宴会厅 出租的零售商业 独立经营的餐饮店 会议厅 展厅 出租的办公间 7其它 1 超高层民用建筑中往往存在一级负荷中的特别重要负荷 负荷密度一般在100 140W m2 2 超高层建筑的正常电源数量不应少于两个 各路电源应为不同路由的线路 宜采用专线由上级变电站或开关站放射式供电 电源电压等级可以为10kV 20kV 35kV或110kV 3 超高层建筑的高压供配电系统宜采用主配变电所 分配变电所结构