“超限”高层建筑电气设计中几个问题的探讨-建筑电气2009

“超限"高层建筑 电气设计中几个问题 的探讨
陈众励 (上海建筑设计研究院有限公司，上海市 200041)
Discussion about a Few Issues in the Electrical Design of ‘‘Transfinite”Tall Buildings
Chen Zhongli(Shanghai Institute of Architectural Design&Research Co．，Ltd．，Shanghai 200041，China)
Abstract In this paper，several key issues in the 及以上的建筑 (与结构专业所讲的 “超限”建筑概念
electrical design of the SO—called“transfinite’’tall
完全不同，切勿混淆)。低压配电线路的长度一般不
buildings with the building altitude of 250 m and above
允许超过 250 m (工程设计时，一般控制在 150m以
are discussed，including the form of the main wiring，the
内)，因此超过此高度的建筑，必然要在大楼中部
elevator operating mode under disaster， the control
strategy of fire control linkage， the continuous power (通常与避难层同层)设置楼层变电所，同时，中压
supply duration of emergency lighting and counter— 发电机组的应用变得较有必要。从这个角度来说，
terrorism measures．
实用楼层高度250 m对供配电设计而言是个界限。本
Key 、～ords “Transfinite” tall buildings
文姑且以 “超限”来描述此类建筑。是否妥当，尚待
Transformer's parallel operation Fire—extinguishing
medium Linkage control Evacuation under disaster 讨论。
Emergency lighting Harmonic treatment Counter- 应当注意的是．实用楼层高度在 100～250m
terrorism measures
之间的高层建筑，所涉及的问题略有不同，本文未予
讨论。
摘 要 对建筑高度为 250m及 以上的“超限”
2 主接线形式与运行方式问题
高层建筑电气设计中的几个关键问题，包括主接线形
式、灾时电梯运行模式、消防联动控制策略、应急照 “超限”高层建筑通常 由2～3路 35 kV (在没有
35 kV的地区则采用 10 kV或 20 kV，如苏州、常州
明连续供电时间、反恐措施等进行 了探讨。
等地区)独立电源供电．互为部分备用或全备用。以
关键词 “超限”高层建筑 变压器并列运行
35 kV供电为例，目前常用的主接线形式有以下几种：
灭火介质 联动控制 灾时人员疏散 应急照明 谐
两路 35 kv市电1 35 kv市电2
波治理 反恐措施
35 kV独 立 电
源，互为备用，
1 5l言
见图 1。
自上世纪 90年代初开始 ，以上海金茂大厦为代 b． 两 路
表的超高层建筑建设高潮席卷全国，把我国城市建设 35 kV独立 电
水平推向了新高度。时至今日，我国投入运行的超高 源作为常用 电
层建筑已达数百栋，其中，250 m及以上的高层建筑 源．一路 l0 kV
达数十栋。经过业界同仁长期不懈的努力，我国建筑 备用 电源 。见 图 l 两路 35 kV独立电源，互为备用
电气设计技术已取得长足发展，但同时也面临着一系 图 2。 Fig．1 Two independent 35 kV power
supplies，mutual standby
列新的困惑、新的问题。及时研究并解决这些紧迫问 C． 三路
题 ．对建筑电气行业的发展具有重要意义，本文提出 35 kV独立电源，两用一备，见图 3。
并讨论 “超限”高层建筑电气设计中的几个问题。 d． 三路35 kV独立电源，均作为常用电源，见
“超限”高层建筑是指建筑物的实用高度为250 m 图4。
3
超限”高层建筑电气设计中几个问题的探讨(辟詹詹)建 藐电乞。
—_— —l__—l II BUILDING
z口09年第7期{ELECTRICITY
35 kv市电1 提高用户端的供电可靠性和运行方式的灵活性。而
且．由于电力自动化系统的普遍应用，这种主接线形
式并不会给系统的运行管理带来太大困难，图 3所示
—O 一
方案在一些工程中的成功应用也验证了其可行性。那
w ＼』
电市 一一 x＼ 、 么．高压侧设置联络开关的接线形式是否可以得到更
为广泛的应用呢?值得业界思考。
其次，二次侧分列运行的惯例在一些特殊民用建
筑工程中也已被突破。由不同电源供电的主变压器并
图 2 两路 35 kV独立电源作为常用电源，
人 一 路 1O kV备用电源 列运行模式通常只限于一些特殊工业建筑中，但近年
Fig．2 Two independent 35 kV power supplies as common
来在一些特殊民用建筑中也得到了应用。例如，中科
power supplies，one 10 kV standby power supply
院在上海的某大型实验室，由两路35 kV独立电源供
35 kV市电l 35 kV市电2 35 kV市电3
电，其主变压器就是按并列运行模式进行设计的，主
要目的是为了避免电源切换过程中造成的断电间隙、
提高供电可靠性和稳定性。当然，必须解决好并列运
行模式下．系统短路容量、开关分断能力、断路器短
路保护的方向性选择等诸多问题。从该工程的运行情
况来看，只要设计合理，系统的运行安全是有保障
的．而其供电可靠性则可以得到显著提高。其中，断
路器电性能和控制性能的提高、电力自动化系统的日
趋成熟等因素起到了重要作用。在芯片制造业等工业
图3 三路 35 kV独立电源．两用一备 领域，由不同电源供电的变压器并列运行是较通行的
Fig．3 Three independent 35 kV power supplies，two for
做法。在电力自动化系统得到普遍应用、电网对操作
use and one for standby
人员的依赖显著减弱的今天，这种并列运行的模式在
35 kV市电 1 35 kV市电2 35 kV市电3
“超限”高层等特殊民用建筑中是否可以应用．同样
很值得设计院和电力公司加以研究。
应当注意的是。如果由不同电源供电的变压器并
列运行，则低压配电的设计理念与技术措施都需作全
面调整。
3 自备发电机组的电压等级及组网形式
“超限”高层建筑中，自备发电机组电压等级及
图4 三路 35 kV独立电源。均作为常用电源
Fig．4 Three independent 35 kV power supplies，all for 主接线形式的选择，要考虑系统的简洁性、供电的可
common power supplies
靠性、运行管理的便捷性等诸多因素。一般而言，实
上述主接线形式的共同特点是：高压进线侧不设 用楼层高度超过250 m的建筑，宜分别设置向大楼低
联络开关 (图3除外 ，它必设联络开关 )，二次侧 区供电的低压 (0．4 kV)发电机组和向大楼高区供电

该篇文章标题"超限"高层建筑电气设计中几个问题的探讨发表于《建筑电气》杂志2009年。文章详细分析了在面临诸如高度、容量需求、消防安全、电力供应稳定性、智能化系统集成以及特殊环境适应性（如风荷载、地震等极端条件）等诸多挑战的超高层建筑设计过程中，电气设计所遇到的关键问题。这些问题可能包括但不限于： 1. 电气系统的负荷计算与配电优化：如何准确预测并合理分配高压变配电、低压供电、动力照明及电梯电力负荷，确保系统的安全高效运行。 2. 综合布线与通信网络规划：在超高层建筑内，电信、网络和多媒体设备对信号传输质量、带宽需求及电磁兼容性的要求极高，如何进行有效的综合布线和通信网络规划成为一个重要议题。 3. 防雷与接地系统设计：鉴于建筑物高度带来的雷电风险增大，如何设计科学合理的防雷与接地系统，保障人员生命财产安全及电子设备免受损害。 4. 消防电气安全与应急预案：在发生火灾时，电气设施的安全疏散和应急电源配置显得尤为重要，文章可能会讨论相关规范要求及实际案例中的解决方案。 5. 节能与环保措施：随着绿色建筑理念的推广，超高层建筑的电气设计需充分考虑节能降耗措施，如采用高效照明、智能控制系统以及可再生能源应用等方面的内容。 总之，《建筑电气》2009年的这篇文章深入剖析了超高层建筑电气设计中面临的多项技术难题及其应对策略，为业界提供了有价值的参考和启示。