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超高層辦公樓變配電所位置及供電方案分析

發布時間:2021-07-20人氣:403

一、序言

隨著國家經濟的高速發展,各城市不斷出現地標式建筑,其中多數以超高層建筑的形式出現。對于超高層建筑,配變電所是配電系統的能源中心,為大樓的運轉提供動力,合理設計供配電系統、確定配變電所的數量和位置,對提高系統供電質量,保證供電的安全可靠,對節約能源作用重大。本文以某超高層項目為例,對變配電所的數量、位置及供電方案做簡要分析。

二、項目概況

1.png

南京市某綜合地塊總計容面積:88.8萬m2,其中持有寫字樓31.5萬m2,可售商辦34.3萬m2, 住宅23萬m2。目前政府以商務、金融為明確發展導向,同時規劃國際社區、休閑配套、綠色生態等多重配套。不僅是高端商務聚集區,同時是綠色宜居的高品質生活社區。

本次針對D1-銷售型寫字樓(建筑高度149m)的變電所選址及其供電方案做方案分析比較。

三、變配電房選址考慮因素

? 深入或接近負荷中心,主站和分站均需滿足此要求;

? 宜接近電源側;

? 應方便進出線;

? 設備吊裝、運輸方便,尤其是設在避難層的變電所,考慮到垂直運輸問題,單臺容量不宜大于1250KVA。

? 不應設在有劇烈振動、高溫或有爆炸危險介質的場所;

? 不宜設在多塵或有腐蝕性物質的場所,當無法遠離時,不應設在污染源盛行風向的下風側,或應采取有效的防護措施;

? 不應設在廁所、浴室、廚房或其他經常積水場所的正下方處,也不宜設在與上述場所相貼鄰的地方,當貼鄰時,相鄰的隔墻應做無滲漏、無結露的防水處理;

? 不宜設在對防電磁干擾有較高要求的設備機房的正上方、正下方或與其貼鄰的場所,當需要設在上述場所時,應采取防電磁干擾的措施;

? 設在塔樓避難層或機電層的變配電所,當其與上、下層辦公層僅有一層樓板相隔時,變配電所內應采取屏蔽、降噪等措施。

四、供電方案及成本分析

A、負荷估算

序號

區域

變壓器容量計算

需要系數

負荷密度值(W/m2

建筑面積(m2

估算容量

1

辦公區

0.7

80

43425

2432 KW

2

辦公區空調

0.7

70

43425

2128 KW

3

核心筒

0.7

80

14475

811 KW

4

L1商業

0.8

120

1100

106 KW

5

地下停車場

0.8

20

45260

724 KW

小計

6201 KW

計算容量

6890 KVA

辦公租戶面積按辦公總面積的75%估算,核心筒面積按辦公總面積的25%估算。

根據項目估算容量,選用2臺2000KVA+4臺1250KVA變壓器。

B、供電方案

根據變配電站設置位置的不同,分別設計供電方案,

方案一

序號

變配電站編號

供電區域

位置

面積

變壓器容量

容量總計

1

1#變電站

B4~10F及公共用電

B1F

150m2

2x2000KVA

9000KVA

2

2#變電站

11F~22F

11F避難層

120m2

2x1250KVA

3

3#變電站

23F~RF

23F避難層

120m2

2x1250KVA

方案二

序號

變配電站編號

供電區域

位置

面積

變壓器容量

容量總計

1

1#變電站

B4~10F及公共用電

B1F

150m2

2x2000KVA

9000KVA

2

2#變電站

11F~RF

23F避難層

230m2

4x1250KVA

方案三

序號

變配電站編號

供電區域

位置

面積

變壓器容量

容量總計

1

1#變電站

B4~RF及公共用電

B1F

410m2

2x2000KVA+4x1250KVA

9000KVA

2.png

辦公樓采用雙母線供電方式,供電可靠性高,可擴展及靈活性強,母線冗余量100%

C、設備投入成本分析

按變配電房位置及其供電方案,從設備投資、封閉母線用電、電纜長度及變配電站的使用面積等方面進行比較。

方案一

位置

變配電站編號

供電區域

母線規格

辦公用電采用單母線

辦公用電采用雙母線

高壓電纜

高壓柜

低壓柜

合計

長度

總價

長度

總價

B1F

1#

B4~10F及公共用電

1250A

124m

23.68

248m

47.36


鄰近開閉所,不設高壓柜

24面x3萬=72萬

單母線供電方案的總造價約為307萬,雙母線多68萬

11F避難層

2#

11F~22F

1250A

114m

22.15

228m

44.3

從B1開閉所至2#、3#變電站3x150mm2高壓電纜約為10.6萬

2面x6萬=12萬

16面x3萬=48萬

1600A

30m

8.33

空調用電采用單母線

23F避難層

3#

23F~RF

1250A

114m

22.15

228m

44.3

2面x6萬=12萬

16面x3萬=48萬

1600A

80m

18.17

空調用電采用

單母線

2000A

30m

10.01

空調用電采用

單母線

方案二

位置

變配電站編號

供電區域

母線規格

辦公用電采用單母線

辦公用電采用雙母線

高壓電纜

高壓柜

低壓柜

合計

長度

總價

長度

總價

B1F

1#

B4~10F及公共用電

1250A

124m

23.68

248m

47.36


鄰近開閉所,不設高壓柜

24面x3萬=72萬

單母線供電方案的總造價約為323萬,雙母線多68萬

23F避難層

2#

11F~RF

1250A

228m

44.3

456m

88.6

從B1開閉所至2#變電站3x150mm2高壓電纜約為12.8萬

4面x6萬=24萬

32面x3萬=96萬

1600A

180m

40.2

空調用電采用

單母線

2000A

30m

10.01

空調用電采用

單母線

方案三

位置

變配電站編號

供電區域

母線規格

辦公用電采用單母線

辦公用電采用雙母線

高壓電纜

高壓柜

低壓柜

合計

長度

總價

長度

總價

B1F

1#

B4~RF及公共用電

1250A

640

112.2

1280m

224.4

鄰近開閉所,高壓電纜長度忽略不計

鄰近開閉所,不設高壓柜

56面x3萬=168萬

單母線供電方案的總造價約為378萬,雙母線多112.2萬

1600A

278

59.5

空調用電采用

單母線

2000A

142

38

空調用電采用

單母線















三個方案的變壓器容量及數量相同,故均未包含變壓器的價格。

3.png

方案三的設備投入成本最高,方案一與方案二成本相差不大。

D、樓層強電井面積比較

方案一

低區、中區標準層

高區標準層

4.png

5.png

方案二

低區標準層

中區、高區標準層

6.png

7.png

方案三

堅井內用母線

堅井內用電纜+母線結合

8.png

9.png

E、綜合對比


供電半徑

(僅豎井段)

電壓損失

干線造價

設備造價

(含變壓器)

綜合造價

合計

電井需求

面積

變配電房

需求面積

方案一

50米范圍內

173

361

534

約5.7m2

約470m2

方案二

50米范圍內

187

363

550

約5.7m2

約430m2

方案三

150米范圍內

稍大

322

326

648

約11.5m2

約400m2

對比以上三個方案,電壓降均能滿足要求,總造價則是方案一最低;電井需求面積方案一與方案二相當,變配電房占用面積方案三最小。

五、分析結論

方案一:設三處變配電房,綜合造價最低、電井面積小、電壓損失小、但變配電房占用面積大、管理不方便、前期需考慮避難層設備運輸及更換路線,且因23層避難層及屋頂的空調設備用電量較大,23層的變壓器負載率會較高或容量不足;

方案二:設兩處變配電房,綜合造價較低、電井面積小、電壓損失小、變配電房占用面積稍大、管理較方便、變壓器設置較集中,負荷分配靈活,前期需考慮避難層設備運輸及更換路線;

方案三:設一處變配電房,變配電房占用面積小、設備運輸及更換便利、管理方便、但綜合造價高、電壓損失較大、干線有功電能損耗大、電井占用核心筒的總面積較其它方案多約190m2,相當于辦公可用面積少190m2。

超高層辦公樓其變配電所的設計,除了要以安全性、可靠性為基本要求,同時還應該結合建筑本身的定位和特點,考慮其運行的靈活性,以及業主投資、運營的經濟性。

綜合上述分析,如果在地下室及23層避難層中,協調得到理想的變電房布置位置,則可在不影響辦公區面積的前提下,使建筑面積資源得以更優化、更合理的利用,


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