超高层建筑柴油发电机方案设计.pdf

2011年1月第8卷第1期
深圳士木与建釣
VOL 8 NO.1JAN2011
超高层建筑柴油发电机方案设计
黄剑锋
(中建国际{深圳设计顾问有限公司)
【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。
【关鞬词】超高层建筑柴油发电机组电压降用油量
1项目概况
擦窗机,部分区域的公共照明,部分客梯,部分新
深圳平安IFC大楼位于深圳市福田中心风系统等设备用电。
区,是一座超高层综合型现代化办公大楼
③本项目中的重要商户保障用电:金融机构、
楼高588m,总建筑面积约46000072,塔楼交易所电子设备,商业、办公的必保负荷,如珠
从竖向上分为8个区域,另外还设有两个空宝展示区安保照明,贵宾房照明,多功能厅设备,
中大厅。项目定位之高度,以及业主对于商业务电脑,后备空调机组等。
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
本项目为地标性的超高层建筑,除了必须保证
非常高的,而对于现代超高层建筑而言,应消防设备的可靠供电,还需要充分考虑对大厦的众
急备用电源无疑是消防设备、计算机中枢、
多特别重要负荷的运行保证,如安保系统用电,智
安保系统等核心负荷稳定运行的可靠保障,
能化系统设备,部分超高速电梯用电等。因此,除
而柴油发电机则是在其中饰演着重要角色
采用双电源回路市电供电外,单独设置作为应急的
2应急柴油发电机的选择依据及供电范围
第三电源,对于保障大度的安全、稳定运营是很有
根据《供配电系统设计规范》(GB500521995),必要的
《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-1995)
规范中指出,可以作为应急电源的有:
(2005年版)及《民用建筑电气设计规范》(JG
①供电网络中独立于正常电源的专用馈电线路
16-2008)中对电力负荷等级的规定,“一级负荷应
②独立于正常电源的发电机组;
由两个电源供电;当一个电源发生故障时,另一个
③蓄电池。
电源不应同时受到损坏。”“一级负荷中特别重要的
对于上述①中的独立专用馈电线路,一般须由
负荷,除由两个电源供电外,尚应增设应急电源
当地供电局根据项目情况审批并由业主全额投资,
并严禁将其他负荷接入应急供电系统。”
而在正常电源出现故障时,需要手动切换至该独立
以下为本项目的一级负荷(其中包含特别重要
负荷):
电源,操作上的技术要求较高,因为目前供电部门
①本项目中的消防用电一级负荷:消防水泵,
一般不允许用户在高压侧使用自动投切
消防风机,消防电梯,火灾疏散电梯,火灾自动报
对于上述③中的蓄电池,目前较为普遍的是采
警系统,漏电火灾报警系统,自动灭火系统,电动用带蓄电池的应急电源设备(EPS)。这种方式适合
防火卷帘(门、阀),应急照明,避难层照明等。于允许中断供电时间为毫秒级的供电对象。但其缺
②本项目中的非消防用电一级负荷:安防系统,点很明显:投资大,运行维护成本高,尤其是蓄电
重要弱电机房,大厦调度中心,物业管理系统,通池需要定时检査和更换,因此不适合用于大功率设
讯设施,航空障得灯,地下室潜污泉,生活水泉,备(10AW以上)。
故此,应用独立于正常电源的柴油发电机组,
黄剑锋,中建国际(深圳)设计颇问有限公司
是目前超高层建筑解决应急电源的最常用方案。其
地址:深圳市福炤区福华一路98号卓越大厦5楼
本文原载《深圳市上木建筑学会建筑电气与智能建筑专业委员会2010
优点比较明显:可以在较短时间内自启动并且自动
年年会论文集》
投入到供电母线,运行稳定可靠,供电时间可满足
2011年1月第8卷第1期
深圳土木与建筑
VOL,8NO.1JAN2011
现时大多数的市电停电时长,投资相对合理,维护性、初期投资、后期维护等这些基本要素外,更是
管理方便。
结合项目本身的特点作针对性的分析。经初步计算,
3项目本身对于柴油发电机房的限制因素
供电半径小于150m的低压配电线路,根据计算电
考虑到本项目是塔楼屋面高达588m,一级负流配合选择电缆截面,则其干线末端电压降不会大
荷比重很大而且比较分散,应急柴油发电机的服务于2%,不仅符合国家规范规定值,更是满足LEED
范围将贯穿于地下室至塔楼屋面。若从供电距离、认证体系 ASHRAE标准当中关于对电压降的要求
电压降、线路损耗这几个方面考虑,应该是在塔楼(8.4,1.1条文规定“支流导线粗细应适用于设计荷
的若于设备层分散设置柴油机组,这样可以使应急载2%的最大电压下降”
电源更接近于各个负荷中心。然而超高层写字楼本
本项目自地下二层至塔楼屋顶垂直距离接近
身的特点,决定了对设备的垂直运输有很大程度的600m,如此超长的供电距离,如何有效的解决长
限制。若柴油发电机房于地下室集中设置,一则可距离线路电压损失(电压降)问题,成为本设计的
避免占用商业价值极高的地上面积,二则便于消防重要关注点
及运营管理,而且形成相对独立的“污染区域”
5.2干线电压降分析
也利于通风、排烟、减振、供油等系统设计
经初步计算,若从地下二层发电机房以低压干
4柴油发电机容量的选择
线电缆直供电至塔楼中间层(干线段长度约为
根据过往超高层建筑的设计经验,以及参照国330m),在电缆截面不作加大的前提下,干线的电
内众多知名的项目案例。在方案阶段,本项目应急压降达到了4.4%,至塔楼屋顶(干线段长度约为
柴油发电机拟按照变压器的总安装容量之20%考650m)则达到了8.8%:若对应计算电流将电缆截
虑,即56400*20%=11280kVA,选用六台连续面加大一级,则上述的电压降值分别为3.8%和
容量为2000kVA的低压柴油发电机组。在这里需要7.6%:即使电缆截面再加大至两级,上述的电压降
说明的是,部分未来租户区的备用电源,基于其商值也分别达到3.2%和6.4%。由此可见,如果只是
业方面的各项不定因素,不在本次设计范围内,仪单纯通过加大电缆截面来降低电阻值,从而试图减
在地下二层预留两至三个备用发电机位置,并在电低线路电压损失,对于如此长度的电缆,是很难有
气竖井中预留电缆走向通道。
效实现的。
根据业主的商业顾问提供的开发建议书“应为
而当采用10kV交联聚乙烯绝缘电力电缆作为
业主与租客基本的发电机提供24小时贮油”。单台干线时,我们发现上述的两个电压降值仅为0.2%
2000kVA的柴油机组带100%负荷时的耗油量约为和0.4%。很明显,采用高压传输时,线路电压损
420L/h(实际运行不会大于此值),则六台机组连失得到了很好的抑制。
续24小时额定工作时的耗油总量应为6*24*
对此,柴油发电机组的形式可以从以下几个方
420/1000=60.5立方。若按照0.85的油量充满系案的作可行性分析。
数计算,则需要的储油罐总容积为60.5/0.85=71
5.3机组形式的选择方案
立方。结合本项目的具体情况,室外油罐的布置方
方案一,集中设置于地下二层主变电所附近,
案将由建筑专业与消防顾问确定。
采用380V低压线路短、长程直供。优点是系