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超高层办公楼变配电所位置及供电方案分析

发布时间:2021-07-20人气:1006

一、序言

随着国家经济的高速发展,各城市不断出现地标式建筑,其中多数以超高层建筑的形式出现。对于超高层建筑,配变电所是配电系统的能源中心,为大楼的运转提供动力,合理设计供配电系统、确定配变电所的数量和位置,对提高系统供电质量,保证供电的安全可靠,对节约能源作用重大。本文以某超高层项目为例,对变配电所的数量、位置及供电方案做简要分析。

二、项目概况

1.png

南京市某综合地块总计容面积:88.8万m2,其中持有写字楼31.5万m2,可售商办34.3万m2, 住宅23万m2。目前政府以商务、金融为明确发展导向,同时规划国际社区、休闲配套、绿色生态等多重配套。不仅是高端商务聚集区,同时是绿色宜居的高品质生活社区。

本次针对D1-销售型写字楼(建筑高度149m)的变电所选址及其供电方案做方案分析比较。

三、变配电房选址考虑因素

Ø 深入或接近负荷中心,主站和分站均需满足此要求;

Ø 宜接近电源侧;

Ø 应方便进出线;

Ø 设备吊装、运输方便,尤其是设在避难层的变电所,考虑到垂直运输问题,单台容量不宜大于1250KVA。

Ø 不应设在有剧烈振动、高温或有爆炸危险介质的场所;

Ø 不宜设在多尘或有腐蚀性物质的场所,当无法远离时,不应设在污染源盛行风向的下风侧,或应采取有效的防护措施;

Ø 不应设在厕所、浴室、厨房或其他经常积水场所的正下方处,也不宜设在与上述场所相贴邻的地方,当贴邻时,相邻的隔墙应做无渗漏、无结露的防水处理;

Ø 不宜设在对防电磁干扰有较高要求的设备机房的正上方、正下方或与其贴邻的场所,当需要设在上述场所时,应采取防电磁干扰的措施;

Ø 设在塔楼避难层或机电层的变配电所,当其与上、下层办公层仅有一层楼板相隔时,变配电所内应采取屏蔽、降噪等措施。

四、供电方案及成本分析

A、负荷估算

序号

区域

变压器容量计算

需要系数

负荷密度值(W/m2)

建筑面积(m2)

估算容量

1

办公区

0.7

80

43425

2432 KW

2

办公区空调

0.7

70

43425

2128 KW

3

核心筒

0.7

80

14475

811 KW

4

L1商业

0.8

120

1100

106 KW

5

地下停车场

0.8

20

45260

724 KW

小计

6201 KW

计算容量

6890 KVA

办公租户面积按办公总面积的75%估算,核心筒面积按办公总面积的25%估算。

根据项目估算容量,选用2台2000KVA+4台1250KVA变压器。

B、供电方案

根据变配电站设置位置的不同,分别设计供电方案,

方案一

序号

变配电站编号

供电区域

位置

面积

变压器容量

容量总计

1

1#变电站

B4~10F及公共用电

B1F

150m2

2x2000KVA

9000KVA

2

2#变电站

11F~22F

11F避难层

120m2

2x1250KVA

3

3#变电站

23F~RF

23F避难层

120m2

2x1250KVA

方案二

序号

变配电站编号

供电区域

位置

面积

变压器容量

容量总计

1

1#变电站

B4~10F及公共用电

B1F

150m2

2x2000KVA

9000KVA

2

2#变电站

11F~RF

23F避难层

230m2

4x1250KVA

方案三

序号

变配电站编号

供电区域

位置

面积

变压器容量

容量总计

1

1#变电站

B4~RF及公共用电

B1F

410m2

2x2000KVA+4x1250KVA

9000KVA

2.png

办公楼采用双母线供电方式,供电可靠性高,可扩展及灵活性强,母线冗余量100%

C、设备投入成本分析

按变配电房位置及其供电方案,从设备投资、封闭母线用电、电缆长度及变配电站的使用面积等方面进行比较。

方案一

位置

变配电站编号

供电区域

母线规格

办公用电采用单母线

办公用电采用双母线

高压电缆

高压柜

低压柜

合计

长度

总价

长度

总价

B1F

1#

B4~10F及公共用电

1250A

124m

23.68万

248m

47.36万


邻近开闭所,不设高压柜

24面x3万=72万

单母线供电方案的总造价约为307万,双母线多68万

11F避难层

2#

11F~22F

1250A

114m

22.15万

228m

44.3万

从B1开闭所至2#、3#变电站3x150mm2高压电缆约为10.6万

2面x6万=12万

16面x3万=48万

1600A

30m

8.33万

空调用电采用单母线

23F避难层

3#

23F~RF

1250A

114m

22.15万

228m

44.3万

2面x6万=12万

16面x3万=48万

1600A

80m

18.17万

空调用电采用

单母线

2000A

30m

10.01万

空调用电采用

单母线

方案二

位置

变配电站编号

供电区域

母线规格

办公用电采用单母线

办公用电采用双母线

高压电缆

高压柜

低压柜

合计

长度

总价

长度

总价

B1F

1#

B4~10F及公共用电

1250A

124m

23.68万

248m

47.36万


邻近开闭所,不设高压柜

24面x3万=72万

单母线供电方案的总造价约为323万,双母线多68万

23F避难层

2#

11F~RF

1250A

228m

44.3万

456m

88.6万

从B1开闭所至2#变电站3x150mm2高压电缆约为12.8万

4面x6万=24万

32面x3万=96万

1600A

180m

40.2万

空调用电采用

单母线

2000A

30m

10.01万

空调用电采用

单母线

方案三

位置

变配电站编号

供电区域

母线规格

办公用电采用单母线

办公用电采用双母线

高压电缆

高压柜

低压柜

合计

长度

总价

长度

总价

B1F

1#

B4~RF及公共用电

1250A

640

112.2万

1280m

224.4万

邻近开闭所,高压电缆长度忽略不计

邻近开闭所,不设高压柜

56面x3万=168万

单母线供电方案的总造价约为378万,双母线多112.2万

1600A

278

59.5万

空调用电采用

单母线

2000A

142

38万

空调用电采用

单母线















三个方案的变压器容量及数量相同,故均未包含变压器的价格。

3.png

方案三的设备投入成本最高,方案一与方案二成本相差不大。

D、楼层强电井面积比较

方案一

低区、中区标准层

高区标准层

4.png

5.png

方案二

低区标准层

中区、高区标准层

6.png

7.png

方案三

坚井内用母线

坚井内用电缆+母线结合

8.png

9.png

E、综合对比


供电半径

(仅竖井段)

电压损失

干线造价

设备造价

(含变压器)

综合造价

合计

电井需求

面积

变配电房

需求面积

方案一

50米范围内

小

173万

361万

534万

约5.7m2

约470m2

方案二

50米范围内

小

187万

363万

550万

约5.7m2

约430m2

方案三

150米范围内

稍大

322万

326万

648万

约11.5m2

约400m2

对比以上三个方案,电压降均能满足要求,总造价则是方案一最低;电井需求面积方案一与方案二相当,变配电房占用面积方案三最小。

五、分析结论

方案一:设三处变配电房,综合造价最低、电井面积小、电压损失小、但变配电房占用面积大、管理不方便、前期需考虑避难层设备运输及更换路线,且因23层避难层及屋顶的空调设备用电量较大,23层的变压器负载率会较高或容量不足;

方案二:设两处变配电房,综合造价较低、电井面积小、电压损失小、变配电房占用面积稍大、管理较方便、变压器设置较集中,负荷分配灵活,前期需考虑避难层设备运输及更换路线;

方案三:设一处变配电房,变配电房占用面积小、设备运输及更换便利、管理方便、但综合造价高、电压损失较大、干线有功电能损耗大、电井占用核心筒的总面积较其它方案多约190m2,相当于办公可用面积少190m2。

超高层办公楼其变配电所的设计,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。

综合上述分析,如果在地下室及23层避难层中,协调得到理想的变电房布置位置,则可在不影响办公区面积的前提下,使建筑面积资源得以更优化、更合理的利用,


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