上海金肴实业有限公司 200023
摘要：随着办公建筑的用电设备种类越来越多，如电力、照明、电梯、空调消防、通信计算机等，而且不断向智能化设备方面发展，耗电量明显增加，对供配电方面提出了许多新的要求，把供配电的可靠性、安全性、灵活性摆到了更为重要的位置。本文结合工程实例，从供配电、照明设计、能量管理等方面，分析超高层办公中心的供配电系统设计。
关键词：超高层建筑；办公建筑；供电；配电 ；设计
Abstract: with the office building more and more kinds of electrical equipment, such as power, lighting, elevator, air conditioning fire, comunication computer etc, and to keep the intelligent equipment development, power consumption increased significantly, the power supply to put forward many new requirements, the power supply reliability, safety and flexibility to be a important position. Combining with the project examples, from the aspects of power supply and distribution, lighting design, energy management, the paper analyzes the power supply and distribution system design of super high-rise office center.
Keywords: super high-rise building; Office buildings; Power supply; Distribution; design
随着城市人口的逐渐增长，超高层建筑成为未来建筑发展的一种必然趋势。超高层建筑一般都建设在城市的生活和经济中心，由于超高层建筑的楼层多，建筑高度高，建筑内人员非常密集，对供电的可靠性以及消防报警及控制等的要求也比普通的高层建筑要高得多，相应的建设资金投入大，运行设备多，安全运行标准高，因此电气专业设计的复杂性也增加很多。本文结合工程实例，从配电、照明设计、智能配电控制管理等方面分析超高层办公中心的供配电系统设计。
1.工程概况
1.1建筑概括
上海SK大厦位于世博浦江耀华路核心地段，东至济明路，西至耀龙路，南至友诚路，北至耀元路。占地面积2.8万㎡，总建筑面积202752㎡，地上建筑面积139632㎡，地下建筑面积 63120㎡。地上59层，地下3层。建筑高度：270m 。其中一～四层为裙房，主要功能为商场、餐饮等商业用房，其余楼层均为办公用房；地下室共四层，除部分为设备用房外，其余均为车库。
该工程电气设计难点：本项目总体用电体量较大，使用功能涵盖：商业、餐饮、办公、人防、地下车库等；地下一层设置35KV高压变电所、裙房及地库变电所，地下一夹层设置弱电机房，需考虑市政进线位置，高低压桥架、弱电桥架路由；避免其他消防水管、暖通桥架与电气桥架综合碰撞；该工程从方案确定到初步设计，再到施工图设计，每一步都经过反复论证、仔细推敲，攻克了多个设计难关，解决了很多技术难题。以下就结合该工程设计，对电气设计中的几个具体系统进行介绍。
1.2 负荷分级及电源配置
本工程负荷分级参照《民用建筑电气设计规范》JGJ16－2008执行。主要一级负荷包括：消控室、应急照明、防排烟设施、消防喷淋水泵、消防电梯等消防设施，以及所有智能化机房、变频生活泵、排水泵、航空障碍灯、客梯、通道照明等非消防重要设备。二级负荷包括：厨房等。三级负荷包括：除了一级及二级负荷以外的其他负荷。其中消防泵、喷淋泵、消防监控中心、防、排烟风机等消防用电属于一级负荷中特别重要负荷。
1.3 主要技术参数
结合本工程功能分区、用电设备分类及分布情况，采用需要系数法计算，本工程10/0.4kV变压器总装接容量为18200kVA，冷冻机房另设有4台678kW的10kV冷冻机，变压器平均负荷率为0.8。本工程在地下一层设置1座35/10kV用户气体绝缘柜变电所，要求电业提供两路独立的35kV电源，内设气体绝缘 35kV进线柜及馈电柜、2台12500kVA的35/10kV变压器，10kV开关柜、10kV电容器柜等。本工程35/10kV变压器总装接容量为25000kVA，地下一层设有用户变电所A(地库及裙房），内设4台1000VA的10/0.4kV干式变压器；地下一层设有用户变电所B(低区），内设2台1600VA的10/0.4kV干式变压器；30层设有用户变电所C(中区），内设2台1250VA的10/0.4kV干式变压器、2台1000VA的10/0.4kV干式变压器；45层设有用户变电所D(高区），内设2台1250VA的10/0.4kV干式变压器、2台1000VA的10/0.4kV干式变压器；地下二层设有用户变电所E(冷冻机房），内设2台1000VA的10/0.4kV干式变压器；本工程在地下一层设有3台1500kVA的柴油发电机组，当两路35kV电源均故障时，在15秒内起动柴油发电机组，供消防负荷或保证负荷用电。
2 电气主接线
本工程电气主接线见图1
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图1
高压系统采用单母线分段运行，两路市电同时供电，各带约50%容量，100%互为备用。当一路出现故障时，另一路自动投入。进线柜及母联柜真空断路器采用电气加机械联锁，保证最多只能同时合两个，确保两路10kV市电不并列。
低压系统采用单母线多段运行的接线方式。为方便业主经营管理需要，商业部分（含地下车库部分）用电自高压馈线柜开始严格自成体系。办公区空调系统为季节性负荷，其变压器单独设置。
变电所内设有一级负荷专用母线段，办公区、商业区分别设置两组，每组母线段均设有一套高可靠性能的双电源总切换装置。与一般高层建筑仅设置一组专用母线段的供电方式相比，此种接线方式可确保不论在市电还是自备电运行状态下，向末端一级负荷供电的两回配电线路均可处于热备用状态，从而极大提高了一级负荷供电可靠性。
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3地库、裙房、办公区二级负荷配电示意图
本工程电气高压接线图见图2图3图4
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图2
本项目地下三层，裙房四层配电如上图2，地下一层设置变电所内设4台干式变压器，供地下车库、裙房商业的普通、消防负荷用电。
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图3
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图4
主楼办公区每层建筑面积约1300㎡，楼层设备包含照明、插座及楼层变频空调机组等设备，各楼层用电设备约90kW。供电区域采用密集型母线树干式供电。为节省管道安装空间，变电所至中、高区各段母线始端插接箱之间采用电力电缆连接。
一各供电区域大多采用单回路树干式供电的方式。此种方式可靠性差，故障影响面大，无法满足本项目按二级负荷供电对配电线路的设置要求。因此经方案比较，各供电区域采用双回母线供电，平时各带50%负荷（奇数层、偶数层的主用回路分别接至不同母线），两路互为备用的供电方式。
4 照明设计
1.照明标准：各区域的照度将参照国内有关标准参数而设计，塔楼办公区按500Lx标准预留二次装修电源，光源采用高效紧凑型节能灯、T5荧光灯，显色指数大于80，荧光灯均采用电子镇流器（符合电磁兼容要求），功率因数均应达到0.9以上。
2. 本工程设置一套智能照明管理系统，系统由控制主机、网桥、开关模块、调光模块、照明控制面板等组成。控制主机设在消防控制室内，当夜间无人或人员活动减少时，通过主机或现场照明控制面板，按预先设定的程序或手动开闭相应照明回路，以节约电能，并利用控制模块的软启动技术保护和延长灯的使用寿命，减少照明回路保护断路器的分合次数延长断路器的使用寿命。智能照明控制系统的网络采用RS485单总线结构通信协议，并可提供TCP/IP、DCOM、OPC等协议接口。
5能量管理系统
1. 本工程根据上海关于绿色节能建筑要求，设置一套专用能量管理系统，本系统采用数字式综合网络仪表组成智能配电控制系统。数字式综合网络仪表集传感器、变送器、数据采集、数字显示、遥信、遥控、远距离传输数据于一体，稳定性好、抗干扰能力强。具有完善的与计算机通信能力，采集、处理、储存、显示电力系统的数据和状态，实时获取电流、电压、有功、无功、有功电度、无功电度、漏电电流、温度等数据，了解分析各个负荷点用电状况，合理安全地分配电力，以达到实时监测和节能的目的。
2. 智能配电控制系统由控制主机、网桥、通迅转换器、服务器等组成。控制主机设在监控中心内。智能配电控制系统的网络采用RS485输出，RTU/TCP/IP通信协议。
3. 本工程按以下四类对电能消耗进行分项计量：
a. 照明插座用电，包括室内外照明（含应急照明、室外景观照明等）及插座用电。
b. 空调用电，包括空调、采暖即通风设备的用电（其中，末端风机盘管、排气扇等设备难以单独计量，故可以纳入照明负荷）。
c. 动力用电，包括给排水系统设备、电梯、自动扶梯、计算机房、监控中心及其动力设备的用电。
d.电能计量采用电子式、精度等级为1.0 级及以上（0.2、0.5、1.0 级）的有功电能表，并具有标准通讯接口。
e. 本工程设置建筑物能耗数据采集系统，由计量装置、数据采集器、数据传输通道和主机组成。自动计量装置所采集的能耗数据通过RS485 接口，并采用相关部门规定的通信协议实时上传至能耗监测系统。建筑物能耗监测系统所收集的采集的分类能耗、分项能耗数据将传输至上级数据中心。
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