我国超高层建筑的兴建始于20世纪80年代，比较典型的是1985年建成的深圳国贸中心大厦，共50层，高度160m。此后超高层建筑在全国各大城市大量兴建，建筑的高度也在不断增加。目前已经建成的上海环球金融中心101层，高度491m，在建的有武汉绿地中心636m，上海中心632m，深圳平安大厦660m。超高层建筑已成为城市现代化的标志，能集中展示现代科技实力。但也不可否认，超高层建筑的性质决定其造价高，对安全性、保障性的要求超过一般高层建筑，并使建筑电气设计的复杂性增加。高层建筑中看似一般的技术问题，在超高层建筑中就会变成需要特殊处理的技术问题，有许多问题是现行标准或规范尚未完全覆盖的内容。今天，针对超高层建筑中应急发电机组的设置原则，我们邀请了华东建筑设计研究总院的电气总工邵民杰就此问题为大家做了详细解答。
超高层建筑中通常将应急发电机组设置在地下一层、地下二层或首层。发电机组设置在首层从合理性来讲较好，运输、通排风、排烟和燃油的输送等往往比较方便。但是首层一般是建筑中最重要的楼层，面积非常珍贵，发电机组难以占用。设置在地下层的发电
机组除要考虑机组的运输、通排风、排烟、降温和噪声等因素外，对于超高层建筑还需特别考虑机组的电压等级和电源接入方式。
通常对于高度不超过150m的高层建筑，发电机组的电压等级主要是以0.4 kV为主，虽然受发电容量等因素影响也可能会采用高压10/6 kV的情况，但由于此时0.4kV发电电源与负荷使用的0.4 kV正常电源切换相对较简单，且无须再配置高压保护装置及降压变压器，电源的可靠性要相对高些，即使面对供电距离偏长会造成供电压降增大这一相对不合理的情况，通过适当加大配电线路截面积，往往还是能从技术上、经济上满足要求。
但是这种情况对于300m以上的超高层建筑有所不同，首先随着发电机组供电距离的进一步加大，带来的压降也会进一步增大。就一般0.4 kV电源的供电半径而言一般不宜大于250m。即使这时可设想通过大幅增大配电线路截面积来降低电压降，甚至通过调高发电机组出口端的电压值来抵消压降的损失，然而此时这些设想会存在不少问题。大幅增大配电线路截面积会造成投资成本的增加，设施占用空间增大；提高发电机组出口端的电压值对于满负荷运行的远端负荷尚可行，但对于近端负荷或只有少量负荷运行时就会造成负荷端输入电压值的升高，继而影响设备的正常运行。
如果超高层建筑的发电机组电源全部采用高压10/6kV，对于建筑上层的负荷相对合理，但对于下层负荷，由于也要通过配置高压保护装置及降压变压器，这样就造成了下层负荷运行的欠合理性。解决方法是结合建筑的功能、楼层实际将应急供电范围划分为若干个不同区域，例如：可以将150m以下设为低区，150~250m设为中区，250m以上设为高区。对于低区的应急电源基本以0.4kV发电机组电源为主；中区电源可根据用电负荷容量及高度来综合决定是否采用0.4kV或10/6kV发电机组；对于高区负荷则统一采用10/6 kV发电机组。
这样自备应急发电机组设置相对较合理，一般情况下对300 m以上的超高层建筑高低区采用不同电压等级的发电机组实行分别供电，其合理性及经济性相对较好，因此该方案在许多超高层建筑中被采用。但此时建筑内需配置两种不同电压等级的发电机组，从机组的一致性、管理的便利性上看略显不足。
对于超高层建筑不宜采用0.4kV电源供电，0.4kV电源的供电半径一般来说不宜大于250m。应当指出，250m是指配电干线、支线叠加后的线路长度，而不是电源至用电负荷的直线半径距离。当然，供电半径无论是250m还是200m，并不是一个严格的数值，其根本的原则在于满足末端设备的工作压降要求、减少损耗。对于一幢高度超高250 m的超高层建筑，即使不计入支线距离，其最远配电干线已近300m，超出0.4kV电源的合理供电范围。
另外是否可以将低压发电机组设置在建筑物上层，以缩短其供电距离并接近负荷中心？应该说我国的现行规范正在逐步许可其能设置在建筑物的上层（裙楼顶），但这会涉及到燃油的输送、消防、安全、振动、噪声以及设备运送等一系列问题要统筹考虑解决，另外确实需要在上层设置时，尚需经过多方面严格的技术认证，且经消防部门同意。但在香港及国外确实存在着发电机组设置在建筑物上层的做法，这样做也能够直接有效地简化自备应急电源系统的形式。
文章来源：《电气应用》杂志2014年22期建筑电气专刊“专家访谈” 栏目
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