超高层建筑柴油发电机方案设计
#高层建筑中柴油发电机组的选择与机房设计

高层建筑中柴油发电机组的选择与机房设计一、设置原则在高层建筑供电设计中,首先必须明显什么情况下应设置柴油发电机组,我们先从高层建筑的负荷等①高层建筑中的消防水泵、防排烟设施、消防电梯、应急照明等消防用电,按照《高层民用建筑设计防火规范》(gb50045-95)9.1.1条规定,一类高层建筑应安一级负荷要求供电,二类高层建筑应按二级负荷要求供电。
②按《民用建筑电气设计规范》(jgj/t16-92)3.1条规定,高层建筑中许多部位的负荷为一级负荷,如一、二级旅馆的宴会厅、娱乐厅、高级客房、厨房,重要办公建筑的客梯电力、主要办公室、会议室照明,大型百货商店的营业厅照明;还有一些部位的负荷为二级负荷,如百货商店的自动扶梯、客梯电力,部、省级办公建筑的主要办公室、会议室照明等。
一级负荷中还含有特别重要负荷,如重要的交通枢纽、通讯枢一级负荷应由两个电源共电。
二级负荷当条件允许时也宜由两个回路供电,特别是属于消防用电的二级负荷,应按二级负荷的两个回路要求供电。
由此可见,高层建筑对供电的可靠性要求较高,都要求两个电源供电。
因此,考虑设置柴油发电机组的原则如下:①对电网能够提供二个独立电源的高层建筑,按规范已经满足了一、二级负荷的要求,原则上可不设柴油发电机组。
但是,对于特别重要的高层建筑(如超高层建筑),其内部含有特别重要负荷,应考虑一电源系统检修或故障时,另一电源系统又发生故障的严重情况,此时一般应设柴油发电机组做应急电源。
②对于当地电网只能提供一路电源、或取得第二电源有困难或不经济合理的高层建筑,应设柴油发电机组提供第二电源。
此时,柴油发电机组是作为备用电源使用,不仅仅是应急用。
③按照我国旅游饭店星极标准,四星级及五星级宾馆应设自备发电系统。
以上是设置柴油发电机组的基本原则。
值得一提的是,在国内外一些高层建筑中,即使市网供电相当可靠,可以满足规范要求,但也都设置了自备应急发电机组,以便当市网万一中断供电,一方面能保证停电期间消防用电的需要,同时也能使大厦的基本秩序得以维持。
「高层建筑中柴油发电机组的选择与机房设计」

「高层建筑中柴油发电机组的选择与机房设计」随着城市的发展和现代化建设的推进,高层建筑中柴油发电机组的选择和机房设计变得越来越重要。
柴油发电机组为高层建筑供电起到了关键的作用,不仅能够保证电力的可靠供应,还能够保证建筑内居民的正常生活和工作。
因此,在高层建筑中选择适合的柴油发电机组和设计合理的机房是至关重要的。
首先,在高层建筑中选择适合的柴油发电机组需要考虑以下几个方面:1.功率选择:根据高层建筑的用电需求,我们需要确定所需的柴油发电机组的功率。
一般来说,高层建筑的用电负荷较大,所需的柴油发电机组功率应大于或等于最大负荷。
同时,还要考虑到高层建筑的未来扩展和增加的用电负荷,以避免出现容量不足的情况。
2.电能质量:柴油发电机组应能够提供高质量的电能,以确保高层建筑各种设备的正常运行和电力设备的安全性。
这需要选择具有高品质、高效率的柴油发电机组,提供稳定的电压和频率。
3.可靠性和可持续性:柴油发电机组需要具备良好的可靠性和可持续性,以确保在电力中断情况下能够及时启动并提供持续的电力供应。
这不仅需要选择高质量的柴油发电机组,还需要进行定期的检修和维护,以保障设备的正常运行。
其次,在高层建筑中设计合理的柴油发电机组机房也是至关重要的。
机房的设计应考虑以下几个方面:1.机房位置:柴油发电机组机房应尽量与高层建筑的主体建筑相独立,并远离人员密集区和易燃易爆物品区,以确保人员的生命安全和建筑的防火安全。
2.通风和降温:机房应具备良好的通风和降温条件,以确保柴油发电机组的正常运行和散热。
可以采用自然通风或者机械通风系统,同时应根据发电机组的功率选择合适的散热设备。
3.噪音控制:柴油发电机组的运行会产生噪音,机房的设计应考虑到与周围环境的隔音控制,以降低噪音对人员和周围环境的影响。
4.防火和安全性:机房应具备良好的防火设施和安全措施,包括防火墙、灭火装置、火灾报警器等,以确保机房的安全性。
5.维护和检修通道:机房的设计应考虑到维护和检修的需要,包括机组的进出通道、检修平台等,以便于工作人员进行日常维护和检修工作。
超高层建筑柴油发电机组系统电气设计

路清淇(1980—),男,工程师,从事民用建筑电气设计。
超高层建筑柴油发电机组系统电气设计路清淇(中国电子工程设计院,北京100840)摘要:结合某超高层柴油发电机组电气系统的设计经验,对超高层建筑常用柴油发电机组系统主接线形式、优缺点进行分析、比较,并提出了合理的建议。
对柴油发电机组附属设备电气控制方式、柴油发电机的储油量以及接地系统进行探讨,给出了常规做法,具有借鉴意义。
关键词:柴油发电机;主接线形式;电气控制;储油量中图分类号:TU 852文献标志码:B文章编号:1674-8417(2012)12-0047-040引言近年来,北京、上海等城市频发高层建筑火灾并造成巨大损失,高层建筑消防安全危机开始凸显。
电源作为高层建筑防火、救火的必备条件,其可靠性显得尤为重要。
通常,高层建筑采用双路甚至多路进线来满足紧急情况下消防负荷及某些重要负荷的供电需求,为满足一级负荷中特别重要负荷及业主方对供电可靠性及连续性的特殊要求,常采用柴油发电机组作为备用电源。
本文结合某超高层柴油发电机组电气系统设计,对超高层建筑中柴油发电机组电气主接线形式、柴油发电机组附属设备电气控制方式、储油量及接地系统等方面进行了探讨,给出了一些常规做法,具有借鉴意义。
1工程概况及发电机组容量设置本文将要介绍的工程为超高层建筑,建筑面积约为215000m 2,其中A 座酒店高约为180m ,B 座办公楼高约为126m ,连体裙房高约为27.5m 。
经负荷计算,该工程柴油发电机组计算容量约为2700kW 。
根据当地夏季温度30 35ħ,相对湿度40% 75%,海拔高度10m 的机组工作条件,及JGJ 16—2008《民用建筑电气设计规范》(以下简称《民规》)中的柴油发电机组功率修正系数表,机组功率校正系数取0.92,选择两台1500kW 同型号的柴油发电机组为该工程的备用电源。
2发电机组的主接线形式柴油发电机组主接线形式应根据机组容量、台数、所供负荷性质、进出线回路数量等综合分析确定。
浅谈高层建筑内柴油发电机房的设计

浅谈高层建筑内柴油发电机房的设计摘要:随着我国高层建筑的兴起,建筑用电的正常和安全已成为现代人工作和生活的重要保证,但在高层建筑中,经常出现有电故障而不能及时提供应急供电,从而造成经济上不必要的损失。
所以,高层建筑应该采取备用电源作为后备用电,而高层建筑出现的一、二级负荷的第二路市电电源通常难以实现,因此柴油发电机作为高层建筑的第二电源就成为必然选择。
文章主要针对高层建筑中柴油发电机的容量选择、机房防火设计及机房通风设计等问题进行分析,旨在不断加强柴油发电机房的设计,保证工程的质量。
关键词:高层建筑柴油发电机机房目前,一些高层建筑通常存在大量的二级及一级负荷,尤其是一级负荷要求两路完全独立的10KV线路供电通常难以实现,因此自备柴油发电机作为第二电源就成为必然选择,尤其是某些地区常用电不是很可靠的情况下,把柴油发电机作为备用电源,既能起到应急电源的作用,又能通过低压系统的合理优化,可以让一些较为重要的负荷在市电停电时使用,因此柴油发电机在工程中得到广泛应用。
本文就高层建筑中柴油发电机的容量选择、机房防火设计及机房通风设计等问题提出一些看法。
1 柴油发电机容量的选型1.1 方案或初步设计阶段:自备发电机的容量按供电变压器总容量的10%~20%计算。
1.2 施工图阶段在施工图阶段可根据一级负荷、消防负荷以及某些重要的二级负荷容量,先确定停电或检修时所需要启动的最大负荷(如:备用照明、客梯、生活水泵、重要的计算机系统电源、安防系统电源等等),再与消防时需要启动的最大负荷比较(如:消防水泵、喷淋泵、消防风机、应急照明等),取其大者作为柴油发电机的选择依据,具体计算如下:(1)按稳定负荷计算发电机容量,即柴油发电机工作时需同时带负荷的总和,其计算公式为:Pj1=K·Pn/。
式中Pj1——发电机组稳定运行的有功功率kW;K——可靠系数,一般取1.1~1.2;——并联机组不均匀系数;一般取0.9,单台机组时取1。
浅谈方案阶段超高层建筑柴油发电机的容量选择

浅谈方案阶段超高层建筑柴油发电机的容量选择摘要:在超高层建筑的电气设计中,选用柴油发电机组作为大楼的备用电源无疑是当今电气设计的主流。
本文结合工程实例,对柴油发电机组的容量进行探讨,分别计算消防负荷和保障负荷,确定柴油发电机组的容量并进行校核。
关键词:超高层建筑;柴油发电机;消防负荷;保障负荷容量确定柴油发电机组设置的必要性在民用建筑中,电力负荷进行了相关的规定,“一级负荷应由两个电源供电,一路电源发生故障时,另一路电源不应同时受到损坏”;“一级负荷中特别重要的负荷,除了由两个电源供电以外,还应增设应急电源,并严禁将其他负荷接入应急供电系统”。
近年来供电系统的运行实践证明,从电力网引接两回路电源加备用自投的供电方式,不能满足一级负荷以及一级负荷中特别重要的负荷对供电的可靠性和连续性的要求。
柴油发电机组容量分析1.1负荷的确定对于高层或者超高层建筑,通常会把以下3种负荷纳入柴油电机组的配电系统:1)一级负荷中的特别重要负荷。
民规的附录A中列出了建筑物中存在的一级负荷中的重要负荷。
2)一级负荷中的消防负荷:主要包括在火灾状态下,与消防灭火有关的设备的用电。
3)重要负荷:也称保障负荷,这往往根据不同项目的特殊需要来定。
1.2柴油发电机组容量的计算发电机容量计算如下:Pe=(K*Kx*Pn)/η (1)1.3柴油发电机容量的校验按照消防负荷和保障负荷计算的的较大值来确定柴油发电机的容量仅为稳定负荷的计算,为保证容量的准确性,还应按照尖峰负荷计算及按柴油发电机母线允许压降计算来校验柴油发电机容量。
简化计算公式如下:Pe≥K*P1+P (2)工程实例分析本项目位于北京朝阳区光华路CBD核心区地块,西侧毗邻CBD中央绿地,地理位置优越,交通便利。
项目定义为超高层综合体(办公,商业,餐饮,会议等)建筑。
建筑塔楼总高55层,269.00米,功能定位为金融总部办公和出租办公为主;裙房四层,地下室五层,主要设有银行网点、餐饮、会议、康体、商业、多功能厅、会所等服务功能,以及地下停车、机电设备和后勤设施。
重要办公建筑柴油发电机组设计探讨

随着我国综合国力的增强,重要办公建筑的供电保障要求越来越高。
柴油发电机组经常作为应急或备用电源使用,柴油发电机组设计的合理性和安全性至关重要。
本论文以亚洲基础设施投资银行总部项目(简称“亚投行项目”)为例,总结了柴油发电机组在系统设计中的一些经验和想法。
希望通过本文的探讨,对电气设计师在柴发机组设计方面有所助益。
1项目概况亚投行项目位于中轴线西侧建筑序列的最北端;总建筑面积为389 972 m2,地上面积256 872m2,地下面积133 100m2。
地上16层,地下3层;建筑高度80m。
机动车停车位1 670辆。
本项目为一次性建设,分三期使用。
亚投行项目为一类高层办公建筑。
车库属于大型Ⅰ类汽车库;地下一层设置的数据机房为B级机房。
项目耐火等级为一级;结构类型为钢管混凝土框架-钢板墙核心筒结构,基础类型为桩筏基础。
2供配电系统设计2.1负荷等级本工程为一类高层办公建筑、超甲级写字楼、大型Ⅰ类汽车库。
根据供电方案,本工程为一级负荷用户。
具体负荷分级如下。
一级负荷中特别重要负荷:主要业务和计算机系统、电子信息设备机房、重要弱电机房用电(含空调用电);安防系统用电;值班照明、警卫照明;首层安检区用电、变配电室用电;办公区重要负荷;档案室用电、交易办公区用电、董事会会议室及行长办公区用电、V I P电梯;厨房冷库用电;地下一层B级数据机房及其精密空调设备用电;为数据机房和厨房冷库服务的冷却水等空调设备用电。
一级负荷:消防控制室、火灾自动报警及联动控制装置、火灾应急照明系统、防烟及排烟设施、自动灭火系统、消防水泵、消防电梯及其排水泵、电动的防火卷帘及门窗、阀门等消防用电;走道照明;客梯用电;排污泵、生活水泵用电;副行长/首席顾问办公区。
二级负荷:货梯、自动扶梯、换热泵房、擦窗机、中水泵房用电。
三级负荷:除一、二级负荷以外的其他负荷。
2.2各级负荷供电方式一级负荷中的特别重要负荷:采用双重电源供电,在最末一级配电装置处自动切换;采用柴油发电机组作为备用电源,根据设备允许中断供电时间的要求设置U P S保证供电连续性。
超高层民用建筑柴油发电机的设计与选用

超高层民用建筑柴油发电机的设计与选用摘要:伴随着我国经济的发展,大型、高端,超高层民用建筑在全国涌现,对供电可靠性的要求不断提高,越来越多的建筑中需要设置柴油发电机组来满足建筑物可靠性供电需求。
本文主要就对超高层民用建筑柴油发电机的设计布置与功率选用进行阐述和分析。
摘要:超高层民用建筑;柴油发电机;设计;选用一、柴油发电机机组容量的确定在初步设计阶段,柴油发电机的容量可按整个工程变压器总装机容量的10%,20%来估算。
在施工图阶段,应根据一级负荷、重要负荷、消防负荷进行计算,并应满足最大一台电动机的启动条件。
(一)按供电稳定负荷计算柴油发电机的容量Pe=K×Pjs/η式中:Pe―――发电机的额定功率,kW;K―――可靠系数,一般取1.1,1.2;Pjs―――发电机总负荷计算功率,即火灾状态时所需的消防负荷与非火灾状态时确保负荷之间较大者的计算功率,kW;η―――发电机并联运行不均匀系数,一般取0.9,单台机组取1.0。
通常,设置柴油发电机作为自备应急电源,是为消防负荷和其他重要的非消防负荷供电。
在发生火灾时,应自动切除非消防的重要负荷,柴油发电机的容量应按火灾状态时所需的消防负荷与非火灾状态时重要负荷之间的较大者来确定。
在进行负荷计算时,应按火灾和非火灾情况分别计算。
(1)火灾情况下消防负荷的计算大中型的超高层民用建筑,往往由地下室、裙房及数个塔楼组成,包含了多个防火分区。
确定发电机容量、进行消防负荷计算时,显然不能盲目地将所有消防用电设备同时计入。
应参照GB50016-2006《建筑设计防火规范》的规定执行,对于小于或等于2.5万人的居住区或民用建筑,同一时间内的火灾次数按一次考虑,对于一座建筑考虑一个着火点,即一个防火分区发生火灾,通常,消防泵、消防中心用电、变配电室用电、应急照明等作为固定负荷必须计入,而消防电梯、防排烟风机、防火卷闸等负荷计入多少,则要视其在某防火分区火灾时投入运行的消防设备多少而定。
浅谈高层建筑内柴油发电机房的设计探讨

浅谈高层建筑内柴油发电机房的设计探讨摘要:本文旨在讨论高层建筑内柴油发电机房的设计,包括路线分析、性能要求、布局规划以及安全和可靠性考虑。
为了保证充足的供电稳定性和可靠性,可靠的物理环境的设计是重要的。
本文探讨了这些设计要点以及如何遵循最佳工程技术实施方案。
关键词:柴油发电机;高层建筑;设计;路线分析;性能要求;布局规划;安全;可靠性正文:发电机房在高层建筑中扮演着重要的角色。
准确的路线分析和设备的选择是确保发电机系统可靠性和可靠性的关键。
柴油发电机房的设计必须满足最高性能标准,并考虑安全因素。
为了确保发电机房室内外空气的质量,空气流动和湿度以及温度的控制也是必要的。
确保柴油发电机房内部紧凑布局达到节约空间、提高功率密度以及提高效率。
安装传感器和监控系统来监测电气系统的可靠性也是必要的,确保发电机房的安全稳定性运行。
本文的探讨旨在通过正确的设计技术,制定合理的操作流程来确保高层建筑内柴油发电机房的安全、可靠、节能性能。
此外,还将分析最佳工程实施方案,以满足客户需求。
对于柴油发电机房的设计,精细的计算可以帮助预测柴油发电机房性能特征,包括空气流动的流量、压力和温湿度的需求,以及额定负荷的计算。
如果柴油发电机房的体积和布局方式得不到合理的设计,就会影响相关设备的性能和使用寿命。
因此,在柴油发电机房设计过程中,要考虑各种环境标准,以保证整个空间的安全及其容易扩展性。
高层建筑柴油发电机房的设计还应满足不同特性要求,以保证建筑内部的安全性并考虑节能因素。
例如,高层建筑柴油发电机房的设计必须满足防火要求,考虑采用灵活的工程材料,以防止室内火灾事故的发生。
此外,应考虑压力补偿、去湿和环境控制的系统,以防止由于通风系统失效而造成的发电机烟雾排放。
此外,柴油发电机房的布局会直接影响设备的可靠性和安全性。
柴油发电机房设计师必须考虑发电机房空间的合理分配,以充分利用高层建筑内的空间,减少额外的痕迹。
同时,应考虑设备的安装和检修,将其对活动部件的影响降至最低,以避免对其它发电机房业务的干扰。
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超高层建筑柴油发电机方案设计[摘要]对于现代超高层建筑而言,应急备用电源无疑是消防设备、计算机中枢、安保系统稳定运行的可靠保障,而柴油发电机在此则是饰演着其中一个不可或缺的重要角色。
[关键词]超高层建筑;柴油发电机组;电压降;用油量1 项目概况深圳平安国际金融中心(以下简称平安IFC)位于深圳市福田中心区,益田路与福华三路交界处,是一座超高层综合型现代化办公大楼,楼高588 米,地上116 层,地下5 层,总建筑面积约46 万㎡,其中商业裙楼9 层,10 层及以上为办公塔楼,从竖向上分为8 个区域,另外还设有两个空中大厅。
作为深圳市中心重要的商业地标,它将云集全球热门商业公司及国内知名企业。
项目定位之高度,以及业主对于商业价值的意念,都决定了其对配电系统的安全性、可靠性、灵活性和经济性的要求都是非常高的,而对于现代超高层建筑而言,应急备用电源无疑是消防设备、计算机中枢、安保系统等核心负荷稳定运行的可靠保障,而柴油发电机则是在其中饰演着重要角色。
2 应急柴油发电机的选择依据及供电范围根据《供配电系统设计规范》(GB50052- 1995),《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045- 1995)(2005 年版)及《民用建筑电气设计规范》(JGJ16- 2008)中对电力负荷等级的规定,“一级负荷应由两个电源供电;当一个电源发生故障时,另一个电源不应同时受到损坏。
”“一级负荷中特别重要的负荷,除由两个电源供电外,尚应增设应急电源,并严禁将其他负荷接入应急供电系统。
”以下为本项目的一级负荷(其中包含特别重要负荷):1)本项目中的消防用电一级负荷:消防水泵,消防风机,消防电梯,火灾疏散电梯,火灾自动报警系统,漏电火灾报警系统,自动灭火系统,电动防火卷帘(门、阀),应急照明,避难层照明等。
2)本项目中的非消防用电一级负荷:安防系统,重要弱电机房,大厦调度中心,物业管理系统,通讯设施,航空障碍灯,地下室潜污泵,生活水泵,擦窗机,部分区域的公共照明,部分客梯,部分新风系统等设备用电。
3)本项目中的重要商户保障用电:金融机构、交易所电子设备,商业、办公的必保负荷,如珠宝展示区安保照明,贵宾房照明,多功能厅设备,业务电脑,后备空调机组等。
本项目为地标性的超高层建筑,除了必须保证消防设备的可靠供电,还需要充分考虑对大厦的众多特别重要负荷的运行保证,如安保系统用电,智能化系统设备,部分超高速电梯用电等。
因此,除采用双电源回路市电供电外,单独设置作为应急的第三电源,对于保障大厦的安全、稳定运营是很有必要的。
规范中指出,可以作为应急电源的有:1)供电网络中独立于正常电源的专用馈电线路;2)独立于正常电源的发电机组;3)蓄电池。
对于上述1)中的独立专用馈电线路,一般须由当地供电局根据项目情况审批并由业主全额投资,而在正常电源出现故障时,需要手动切换至该独立电源,操作上的技术要求较高,因为目前供电部门一般不允许用户在高压侧使用自动投切。
对于上述3)中的蓄电池,目前较为普遍的是采用带蓄电池的应急电源设备(EPS)。
这种方式适合于允许中断供电时间为毫秒级的供电对象。
但其缺点很明显:投资大,运行维护成本高,尤其是蓄电池需要定时检查和更换,因此不适合用于大功率设备(10kW 以上)。
故此,应用独立于正常电源的柴油发电机组,是目前超高层建筑解决应急电源的最常用方案。
其优点比较明显:可以在较短时间内自启动并且自动投入到供电母线,运行稳定可靠,供电时间可满足现时大多数的市电停电时长,投资相对合理,维护管理方便。
3 项目本身对于柴油发电机房的限制因素考虑到本项目是塔楼屋面高达538 米,一级负荷比重很大而且比较分散,应急柴油发电机的服务范围将贯穿于地下室至塔楼屋面。
若从供电距离、电压降、线路损耗这几个方面考虑,应该是在塔楼的若干设备层分散设置柴油机组,这样可以使应急电源更接近于各个负荷中心。
然而超高层写字楼本身的特点,决定了对设备的垂直运输有很大程度的限制。
若柴油发电机房于地下室集中设置,一则可避免占用商业价值极高的地上面积,二则便于消防及运营管理,而且形成相对独立的“污染区域”,也利于通风、排烟、减振、供油等系统设计。
4 柴油发电机容量的选择根据过往超高层建筑的设计经验,以及参照国内众多知名的项目案例。
在方案阶段,本项目应急柴油发电机拟按照变压器的总安装容量之20% 考虑,即56400×20%=11280kVA,选用六台连续容量为2000kVA的低压柴油发电机组。
在这里需要说明的是,部分未来租户区的备用电源,基于其商业方面的各项不定因素,不在本次设计范围内,仅在地下二层预留两至三个备用发电机位置,并在电气竖井中预留电缆走向通道。
根据业主的商业顾问提供的开发建议书“应为业主与租客基本的发电机提供24 小时贮油”。
单台2000kVA 的柴油机组带100%负荷时的耗油量约为420L/h (实际运行不会大于此值),则六台机组连续24小时额定工作时的耗油总量应为6×24×420/1000=60.5 立方。
若按照0.85 的油量充满系数计算,则需要的储油罐总容积为60.5/0.85=71立方。
结合本项目的具体情况,室外油罐的布置方案将由建筑专业与消防顾问确定。
5 平安 IFC 项目柴油发电机形式的选择5.1 机组设计的考虑要点与市电供电回路不同,应急柴油机供电回路由于其只作为市电故障时的临时保障方式,使用的机会和频率相对于常规市电电源而言是非常低的,因此其线路损耗不是首要考虑的重点;相反,若纯粹为补救这些微小的线路损耗而增大线路截面,实际上是与经济、环保设计背道而驰。
对于柴油发电机组的设计,除了安全性、可靠性、初期投资、后期维护等这些基本要素外,更是结合项目本身的特点作针对性的分析。
经初步计算,供电半径小于150 米的低压配电线路,根据计算电流配合选择电缆截面,则其干线末端电压降不会大于2%,不仅符合国家规范规定值,更是满足LEED 认证体系ASHRAE标准当中关于对电压降的要求(8.4.1.1 条文规定“支流导线粗细应适用于设计荷载2%的最大电压下降”。
本项目自地下二层至塔楼屋顶垂直距离接近600 米,如此超长的供电距离,如何有效的解决长距离线路电压损失(电压降)问题,成为本设计的重要关注点。
5.2 干线电压降分析经初步计算,若从地下二层发电机房以低压干线电缆直供电至塔楼中间层(干线段长度约为330 米),在电缆截面不作加大的前提下,干线的电压降达到了4.4%,至塔楼屋顶(干线段长度约为650 米)则达到了8.8%;若对应计算电流将电缆截面加大一级,则上述的电压降值分别为3.8%和7.6%;即使电缆截面再加大至两级,上述的电压降值也分别达到3.2%和6.4%。
由此可见,如果只是单纯通过加大电缆截面来降低电阻值,从而试图减低线路电压损失,对于如此长度的电缆,是很难有效实现的。
而当采用10kV交联聚乙烯绝缘电力电缆作为干线时,我们发现上述的两个电压降值仅为0.2%和0.4%。
很明显,采用高压传输时,线路电压损失得到了很好的抑制。
对此,柴油发电机组的形式可以从以下几个方案的作可行性分析。
5.3 机组形式的选择方案方案一,集中设置于地下二层主变电所附近,采用380V低压线路短、长程直供。
优点是系统简单,初期投资低,安装、环保、供油、维护管理等各方面都相对方便。
然而对与本项目而言,长距离的低压传输,电压降显然无法满足要求。
方案二,机组分散设置于地下二层和塔楼的几个设备层,采用380V低压线路短程直供。
优点是由于机组尽量分别靠近各区负荷中心,供电距离较小,可有效的降低线路电压降;但其缺点也很明显,塔楼设备层能够提供的运输、安装、维护、供油、消防等各方面条件都有很多限制。
方案三,400V低压柴油发电机通过升、降压传输的方式,也就是低压柴油发电机组设置于地下二层,出口400V电压经过机组设于就近的专用变压器升压至10kV,采用10kV高压电缆分别传输到塔楼上的若干设备层,经过专用变压器降压至400V,向各负荷区供电。
其优点是由于干线电流采用高压传输,容易满足线路电压降的要求,机组集中在地下室设置,便于消防控制、运输、安装、供油及管理。
缺点就是需要增加高压变压设备、线路,对塔楼设备房的面积要求会更高。
方案四,10kV(6kV)高压柴油发电机组设置于地下二层,出口端直接通过10kV高压电缆分别传输到塔楼上的若干设备层,再由专用变压器降压至400V,向各负荷区供电。
其优点和方案三相似,缺点是高压机组本身成本就比相同容量低压机组高很多(一般为30% ~50%),而且高压机组的保护比较复杂,国内可选择的厂商相对少很多,在国内民用建筑的应用案例也极少,使用、维护的成熟度不高。
5.4 项目方案的构成从以上几个方案的分析可以看出,不同的供电距离直接决定着柴油发电机组的形式,所以,下述两种形式的组合,可以构成本项目柴油发电机的设计方案:1)对于低压配电供电半径不大于150 米的部分,直接采用低压输出发电机组的方式,可以满足电压降要求,同时亦可节省一部分高压投资。
2)对于低压配电供电半径不大于150 米的部分,我们以同一进口品牌2000kVA的柴油机为例去作投资比较:方案一为一台10kV的高压机组+ 一台2000kVA 的10/0.4kV降压变压器;方案二则为一台400V 的低压机组+ 一台2000kVA 的0.4/10kV 升压变压器+ 两台10kV高压开关柜+ 一台2000kVA的10/0.4kV降压变压器。
从设备投资而言,前者比后者高出约25% (因对于水平段、垂直段,两者均为相同长度的10kV高压电缆,故不作对比)。
后者的投资相对更低,据了解,目前国内应用于民用建筑的10kV柴油发电机案例很少,加上能够提供该电压等级产品技术的柴油机厂家也相对较少,而且,高压柴油机的日常维护对于操作人员的技术能力要求更高,其优缺点不言而喻。
由附表1 可以看出,柴油发电机房选址可紧密结合变配电所的位置考虑。
本项目将低压柴油发电机组集中设置在地下二层,通过专用升压变压器升压至10kV,并采用10kV高压电缆分别传输到39F (5# 变配电所),68F (7# 变配电所),97F (9# 变配电所),然后通过上述各个变配电所的专用降压变压器降压至400V,以低压形式向就近的应急负荷配电。
6 结论综合上述的技术、经济指标分析,超高层商业办公综合体不同于政府功能性建筑,也不是纯粹的城市形象工程。
其应急电源系统的设计,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。
当然,在项目的施工图设计阶段,需要对各种应急、备用负荷进行具体、详尽的统计和计算,才能最终确定柴油发电机的容量。