浅析高层建筑高低压供配电系统设计

摘要：随着高层建筑越来越多，高层建筑高低压供配电系统设计质量保证也成为比较复杂的一个课题。本文结合实践经验，主要从负荷等级及供电电源、10KV供电系统设计、供电配电所设置、供电电压等级选择、供电变压器选择、应急柴油发电机组设置、ATSE电源转换开关的选择、电缆电线选择，对高层建筑高低压供配电系统设计进行了探讨。

关键词：高层建筑;负荷;10KV供电系统设计;供配电;选择;设置

随着科学技术和社会经济的快速发展，建筑业规模也在不断地发展扩大，一幢幢高层建筑拔地而起，城市的天际线一次又一次地延伸。由于高层建筑的楼层多，建筑高度高，对供电的可靠性以及消防等的要求也比普通的高层建筑要高得多，为此，本文对高层建筑高低压供配电系统设计进行了探讨

1 负荷等级及供电电源

高层建筑按现行的国家规范要求，消防用电设备如消防水泵、消火栓转输水泵、自喷接力泵、消防电梯、防排炯风机、消控控制中心、应急照明和疏散指示灯;客梯电力，生活水泵用电、排污水泵，电话机房和保安，航空障碍灯等用电设备均应按一级负荷中特别重要的负荷要求供电。其余用电负荷分别为二级或三级。

高层建筑的供电电源，应采用10KV双回路供电。10KV双回路供电电源分别来自不同的变电站：也可以是来自双回路超高压供电的城市变电站的两段独立母线。

对于重要的高层公共建筑，宜采用10KV回路电源引入，10KV三回路市电，分别采用两路使用一路备用的运行方式，两路运行的电源分别各带一半的负荷。

2 10KV供电系统设计

高层建筑供电变电所10KV结线，宜采用单母线分段形式，当有多台变压器组供电时可以分多段，一般为两台变压器为一组。10KV外部接线宜考虑环网供电结线形式，可以完善10KV系统的环网结线，提高10kV配电网的安全可靠性。如选用SM6环网配电柜，既能改进用户变电所的高压开关柜的整体质量，提高用户变电所的安全可靠性，又能适当降低电气设备的投资及变配电所的土建面积，同时也为推广用户变电所无人值班创造条件。

10kV用户变电所主结线方案采用中置式开关柜，电源进线柜可以设置保护，变压器出线开关采用断路器柜。选用断路器柜时主要是针对单台变压器容量大于或等于1000kVA时采用、断路器作为变压器的主保护。10KV结线系统采用微机保护系统，微机保护系统主机装于值班室内。

3 供电配电所设置

高层建筑供电变电所的设置，应按照(JGJ16—2008)《民用建筑电气设计规范》4.2.1;4.2，2;4，2，3条所确定的原则设置。

一般高层建筑主要用电负荷如中央空调机房、水泵房等均设存地下层，其他较大的用电负荷主要没置存一层及以上的裙楼，而且地上建筑高度不超过200m，由变配电所引至屋顶用电设备的供电距离也还存比较经济合理的范围内，为使变压器尽毋靠近负荷巾心，因此一般在没计中将变配电所设在地下一层，而将柴油发电机房设存变配电所附近

高层建筑在楼层较高(如超过200m)，供电负荷较大，供电半径较长，负荷也相对比较集中的楼层，可分散没置区域配电巾心，区域配电巾心可分设在避难层、设备层及屋项层等处。

对于超过200m的超高层建筑，一般在建筑的上部避难层及屋顶也设置了较多的用电设备，当由单个变配电所直接供电不是很经济时，可考虑在上部的避难层再设置一个变配电所，以减少该部位用电设备的供电半径，但设置该变电所应考虑变压器的垂直运输通道以及设备对楼板荷重的影响，单台变压器的容量不宜超过800kVA。

各区域配电中心变压器的设置，可根据所供电的服务范围同负荷容量来确定，超高层建筑中设备负荷相对集中，在条件允许的情况下，也可以考虑设置箱式变电站供电。

高层建筑群还应考虑1OkV中心开闭所，要确保每个lOkV区域配电中心有10kV双回路供电电源，从1OkV中心开闭所馈出的供电干线可采用放射式供电至各区域配电中心，各区域配电中心又采用环网式连接作为备用供电联络线，在其供电断路器选择时要考虑穿越功率的影响。

4 供电电压等级选择

高层建筑一般采用10KV作为供电电压等级。在确定高层建筑供电电压等级时，还应考虑当建筑面积较大、供电负荷容量较大，并且超过10kV电压等级的经济输送容量时，要采用35kV的电压等级供电但不宜采用三个及以上的电压等级供电。

5 供电变压器选择

高层建筑供电变压器的选择，应根据(JGJ16-2008)《民用建筑电气没计规范》4，3条的规定选择。单体建筑比较大，供电负荷较大时，有可能选择多台大容量供电变压器，多台变压器宜组成每两台成一组的组合低压供电母线为\"两进线一一母联\"的接线形式变压器低压侧不得并联运行，以限制低压侧短路容量，降低低压开关设备的造价。

10kV电源采用双回路供电，主结线采川单埘线分段，每段1OkV母线上装接的变爪器容量控制在5000kVA，二段母线合汁装接的变压器容量控制在l0000kVA。

对于空调等季节性负荷，根据实际的设备容品，设计中将该部分负荷集中设置，在过渡季节，可以根据需要切除部分负荷。停用相应的变压器，以降低变压器损耗，达到节能的日的。

高层建筑单台供电变压器容量的选择，应根据(JGJ16—2008)《民用建筑电气设计规范》4，3，6条的规定选择单台供电变压器容量不宜大于1250KVA单台变压器容量较大，会由于其供电范围和供电半径太大，对断路器等设备要求严格。变压器事故检修所引起的停电范围较大。国内也有部分高层公共建筑单台供电变压器容量超过1250KVA的，选择1600KVA或者2000KVA的变压器供电。有的省市制定的地方标准规定超高层住宅建筑，单台供电变压器容量不宜大于1250KVA。

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