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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:535

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

248m

47.36


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

228m

44.3

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

空调用电采用单母线

23F避难层

3#

23F~RF

1250A

114m

22.15

228m

44.3

2面x6万=12万

16面x3万=48万

1600A

80m

18.17

空调用电采用

单母线

2000A

30m

10.01

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

248m

47.36


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

456m

88.6

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

空调用电采用

单母线

2000A

30m

10.01

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

1280m

224.4

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

空调用电采用

单母线

2000A

142

38

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

173

361

534

约5.7m2

约470m2

方案二

50米范围内

187

363

550

约5.7m2

约430m2

方案三

150米范围内

稍大

322

326

648

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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