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010年10月第4卷第5期

上海环球金融中心电气设计

全国工程勘察设计行业获奖项目豪例精选专箱

由停车库（2.8万m²）和商业（1.3万m²）组成。 本工程由华东建筑设计研究院有限公司设计，并 获2009年度全国工程勘察设计行业优秀工程勘察设 计行业奖——建筑工程（中外合作项目）一等奖

目前，国内超限高层建筑大量的涌现，给设计带 来前所未有的挑战；而对于这些超限高层JCT445-2016 水泥工业用立轴锤式破碎机.pdf，电气设计 主要需解决好三大难题和一个优化： (1)如何解决超限高层供配电系统的设计问题以

及应急发电机电源与市电切换的联网问题。 (2）在建筑高度超过250m、超越《高层民用建筑 没计防火规范》的限制后，如何解决建筑的防灾设计 问题。 （3）如何解决超限高层建筑防雷、接地的设计问题 （4）如何对现代办公楼电气系统进行优化设计 何应对未来的小型租户的特殊要求等提出自已的 设想与实施方案。 下面结合上海环球金融中心的电气设计，对这几

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个问题进行详细论述。

应急发电机的电压等级采用10kV，以满足应急 电源的供电半径及压降的要求，此外还应满足酒店高 玉冷冻机的使用要求。 当任一路市电中断供电时，应急柴油发电机处 于准备启动状态；当其中任意二路市电中断时，应急 柴油发电机应自动启动，处于待送电状态：当三路市 电全部中断时，应急油机电源能在15~30s内向特别重 要负荷供电【注：在极端三路35kV同时断电的情况 下，油机电源供电时间T=△T，（油机快速启动时间 +△T²（油机并网调整时间）+△T，（多级中低压开关 的分合闸时间）~15~30s】：油机电源不得与市电并列 运行，当市电恢复时，机组应自动退出。 高压应急柴油发电机组的容量为4x2500kVA/10kV 另外还备用1台），实施并机供电；在主变低压侧的 主开关处，油机电源的主开关与市电电源的主开关进 行联锁切换后供电，联锁的方法采用机械联锁加电气 联锁。 除通常的应急发电机外，在地下室预留小业主的 自备应急发电机的空间，以满足小业主对供电的特殊 要求，特别是满足银行金融类小业主的人住要求。 大楼配置有EPS应急电源，并与油机电源配合使 用；停电初期使用EPS应急电源，作为与自动启动的 应急发电机配合使用时的EPS的工作时间保证不少于

35kV主变电所设在裙房地下室1层，主变压器 总容量为12.5MVA×3=37.5MVA；为了解决变电所 深入负荷中心以及节能节材等问题，同时也能解决楼 内低压供电半径问题，在环球金融中心的项目中，采 用主副变电所分别设置的原则，主变电所设在地下 室，副变电所设在相关的楼层内即相关的设备层内 上楼变压器单台容量一般不超过1250kVA。10kV副 变电所基本上按建筑的几大功能分区分别设置，即 分为地下室至6层的公共区域、7～77层的办公楼 79～93层的宾馆、94～100层的观光层；具体的位 置分别在B2F、6F、18F、30F、42F、54F、66F、89F、90F 0kV副变电所的变压器台数共计62台，总设计容量 为1600kVA×14+1250kVAx48=86400kVA.见图2

图2变配电所分布示意图

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高压35kV/10kV系统采用微机综合保护装置， 配有标准RS232、RS485的以太网通讯端口，开放式标 准规约ModbusRTU，达到了最佳化的集成，并具有灵 活性和兼容性。能对0.4kV侧的低压总开关、联络开关 以及配出回路的参数进行测量，同时可采样断路器分 合状态和故障报警信号、变压器温控器数据、直流屏、 EPS的运行状态，以及柴油发电机等外接第三方系统 设备的预留MODBUS通讯接口.同时能将信号上传

10kV变电所为南北设置，中压设联络开关并设 电网自动化管理，低压不设联络开关，10kV变压器的 负荷率在60%~70%。 变压器按照明电力分别设置的原则，设专用照明 变压器，避免大型电动机启动对照明产生的影响，同 时也避免对其他电子设备的影响

对负荷进行分类供电，保证不同条件下不同负荷 的供电；当市电正常中断而改由应急油机提供电源 时，为保证大楼内所有重要负荷的持续供电，此时仅

切断一般的AC负荷；在此时如发生火灾的情况下，可 通过消防联动控制，进一步切除变电所0.4kV低压侧 所带的其他非消防负荷，从而确保消防负荷的正常供 电。切换关系见图3

配电间设置按防火分区为原则，每个防火分区至 少设一个配电间；考虑到租户单元的因素，在标准层 内基本上按租户分区设置若干个配电间，配电不跨防 火分区。 至重要设备或大型用电设备的低压配电线路采 用放射式供电；至一般设备的配电方式采用放射与树 干相结合方式配电。至消防电力设备采用二路电源供 电末端自切，应急发电机电源作为后备电源。

配电线路设计严格遵循上海市地方法规《民用 建筑电线电缆防火设计规程》；当配电干线采用分支 电缆，分支线长度设计借用国外的设计规程，并加以 短路保护验算手段等。 考虑到风力或地震对超高层的摆动影响，电气设 备安装用螺栓固定并做到牢固可靠；线路连接处适 当地留有余量，避免电气线路在震动时拉断或接头脱 线；垂直线路尽量减少使用母线槽，而优先采用电缆 沿桥架敷设。

在超高层建筑内，在大楼发生火灾的情形下，根 本无法由外部力量进行全面的消防补救，消防只能靠 自身解决。在火灾的初期阶段就必须做到及早发现， 及时扑救，因此对火灾自动报警系统的设计提出了更 高的要求。电气设计除严格遵守消防法规外，还要对 穿梭电梯井道，电气设备竖井等特殊的场所加以特别 的保护

引入设置防灾控制中心（含应急指挥中心、消防 空制中心）的新理念，解决大楼的消防、安保、监控、漏 电火灾报警、漏水检测系统、超高层的震动测量装置、 电能管理系统等设备的集中设置及管理问题：防灾中 心设置在1层裙房内，门口有明显的标志，对外有直接 出口。 防灾控制中心能对大楼内的所有防灾设备进行

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24h监控；在火灾的情况下，能迅速接收火灾自动报 警信号，并能自动启动大楼内的消防设施。 根据超高层的功能分区特点，可设酒店分控中 心，其主要功能是能够在自已报警监控区域内实施火 灾探测及启动紧急广播进行诱导疏散，保证人员安 全

消防控制中心、分控中心设专用接地端子箱，控制中 心内的各种消防电子设备的接地均由专用接地端子 箱引来。

1）《高层民用建筑设计防火规范》尚不能完全覆 盖高度超过250m的超限高层建筑，但对现有的条款 不是不要执行，而是必须更严格执行。 2）有些部位或场所的消防设计不能套用现有的 规范时，请有关的专家进行论证或做必要的消防性能 化分析。 3）至少应提出消防报警系统的概念图或方框图 大楼的消防泵、喷淋泵联动控制原理图，以供消防部 了认定。 4）如穿棱电梯并道内的报警探测器的设置，目前 尚无最好的办法解决；在设计时考虑在数百米的穿梭 电梯井道内每隔若干米设置管状报整装置，顶部再加 烟感探测器。 5）规定可不安装火灾探测器或不便安装火灾探 则器的场所，如卫生间、温水泳池等区域可增设手动 报警按钮，避免存在报警的盲区。 6)对客房内的报警，不再单一考虑客房的面积关 系，而是主要考虑客房的长度、宽度与面积之间的关 系，保证第一时间能报警，即必要时在客房的内走道 按需要设置探测器。 7）可以利用CCTV作为消防事故监测系统使用 巡更系统作为火灾自动报警的补充。 8）在楼层配电间内可设置干式灭火装置，避免采 用水喷淋而增加对电气设备的IP等级要求。 9）鉴于大楼内需要的联动控制设备极多，控制中 心手动强制联动控制线路非常多、距离很长和压降较 大的特点，建议考虑通过光缆来实施信号传输，这相 可以减少铜揽线路，减小线槽的截面，并解决线路的 玉降等一系列问题（此举尚未有先例，有待消防部门 认可或有关专家论证）

按二类防雷建筑设计，用45m的滚球半径法进 行验算，采用法拉第笼式建筑结合弗兰克林避雷法实 施。具体实施如下：在整个屋面组成不大于10m×10m

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或12m×8m的金属避雷网格，并在屋顶四周设 置避雷针作为避雷接闪器；而在空中廊桥部位 则利用钢结构“T型”栏杆作为避雷接闪器， 并在每层设置均压环。见图4

共用接地，利用大楼基础桩基及承台内的 钢结件作为接地极，接地电阻不大于1Q2。项目 峻工后，经现场实测结果也在0.1Q左右。

等电位连接，所有进出大楼的各种设备金属管道均与 比基础联合接地体可靠连接。将每层外墙上的金属栏杆深圳市施工工艺标准，金 禹门窗等较大的金属物体与均压坏连通，实施等电位连接。 在每层低压配电间、电梯机房、弱电机房内，设置等电 立连接排，各类电气设备、电子设备的金属外壳需做好与等 电位连接排的可靠相连。在竖并内敷设的金属管道的项端与 底端需做好与防雷接地装置的连接。 在供信息系统的配电箱及照明配电箱内设置浪涌保护 装置：此外还考虑做好电磁屏蔽的设计。

按建筑的吊顶模数配置系统天化，它包含有照明灯具、应 急照明灯、广播、烟感探头、送排风口、水喷淋等设备。见图5。

各楼层设置灯光标识，对特殊的观光场所还设置蔬散 诱导逃生系统，在楼层的明显部位设置灯光指示排等。

展示厅、多功能厅、会议厅、营业厅、餐厅等大空间 施智能灯光控制

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事敌照明及疏散照明电源采用EPS电源与应急 发电机电源组合方式，蓄电池为瞬间放电开灯维持照

明DBJ52T_099-2020_贵州城市-轨道交通岩土工程-勘察规范.pdf，而应急油机电源能维持较长供电时间。这二者结合 保证持续供电在2h以上；设置的地点除规范规定的场 所外，在大空间办公区内同样需设置。此外在观光层内 设置灯光疏散导流装置。

备用照明设置场所除规范规定的场所外，在业主 办公室、公共卫生间等也增设