某商業綜合樓供配電設計

高曉紅

（嘉博（福建）聯合設計有限公司　福建　福州　350001）

某商業綜合樓供配電設計

高曉紅

（嘉博（福建）聯合設計有限公司福建福州350001）

近年，隨著經濟的發展，人民生活品質日趨提高，城市商業綜合體如雨后春筍日趨增多。本文結合某工程實例，對商業綜合樓建筑的配電系統作了具體的分析和敘述，對電氣主接線、低壓配電干線及用電負荷等方面進行了總結，希望與同行起到交流與參考的作用。

商業綜合樓；主結線；配電干線；負荷等級

1　工程概況

1.1建筑概況

本工程為商業綜合樓，計容建筑面積9.5萬m2。地上建筑面積為9.5萬m2，1～7層為集中商業，主要功能為商業、餐飲、影院、健身房及KTV等，屬一類高層公共建筑；地下建筑面積為5.3萬m2，共2層，地下一層為超市、店面、機動車庫及設備用房等，地下二層主要為機動車庫（屬Ⅰ類車庫）。

1.2負荷等級及電源配置

本工程負荷分級參照《民用建筑電氣設計規范》（JGJ16-2008）以及《商店建筑設計規范》（JGJ48-2014）執行。本工程的消防設備、應急照明、消防控制室用電、主要業務和計算機系統用電、安防系統用電、走道照明、商場和超市營業廳的備用照明、事故照明、客梯、排污泵、生活水泵、車庫用電等為一級負荷。其中商場超市計算機系統用電為一級負荷中特別重要負荷。商場和超市的自動扶梯、經營用冷凍、冷藏系統電力為二級負荷。其它用電屬三級負荷。

根據當地電網實際情況，引兩路相互獨立的10kV電源供電，另外，為保證消防等用電設備的供電可靠性，除超市部分商業，設置一臺自啟動柴油發電機組（下稱商業發電機）作為一級負荷中特別重要負荷及消防負荷的備用電源，當市電停電時發電機組在30s內自動啟動投入供電。超市部分，根據業主要求以及消防要求，設置一臺專用柴油發電機（下稱超市發電機）組作為超市內消防負荷等的備用電源。

特別重要負荷如超市收銀系統、保安系統等均另行配置UPS作為應急電源；除設置智能疏散照明系統外的應急照明燈及疏散指示標志燈自帶蓄電池，以保證發電機投入供電前的過渡電源。

1.3供電變壓器及發電機設置

根據本工程的功能分布情況以及用電設備分類，采用需要系數法進行負荷計算，本工程除三臺空調高壓冷機容量699kW×3外，其他總設備容量為17926kW，總計算負荷為14341kW，變壓器裝機總容量為19200kVA，變壓器平均負荷率為0.83。其中1#、2#商業專用變配電室變壓器裝機容量均為4×2000kVA，分別供應綜合樓的南北各半的商業用電；超市專用變配電室變壓器裝機容量為2×1600kVA，供應超市部分用電。負荷計算時，未計入消防設備及其他與用電高峰錯開的用電設備的容量。

經計算，商業發電機平時負荷為1065kW（即當市電停電時，發電機所需提供的用電量）；商業發電機消防負荷為1086kW（即火災發生且市電失電時，發電機所需提供的最大用電量）。根據上述計算，并結合最大單臺電動機啟動需要、啟動電動機時發電機母線容許電壓降、可靠系數等因素，確定發電機容量為1200kW。超市由業主要求，在滿足消防供電容量的情況下配置了一臺400kW的柴油發電機組。

根據當地電力部門情況，變配電室及發電機房均設于地下一層。

2　電氣主結線

圖1為本工程商場部分電氣主結線示意圖。

如圖1所示，高壓系統采用單母線分段運行，兩路市電同時供電，各帶約50％容量，100％互為備用。當其中一路電源因故障停電時，由另一路電源供給全部一、二級負荷。進線柜及母聯柜三個真空斷路器采用電氣機械聯鎖，保證最多只能同時合閘兩個，確保兩路10kV市電不并列。

圖1　變電所電氣主結線示意圖

供電變壓器根據《民用建筑電氣設計規范》（JGJ16-2008）第4.3.1～4.3.3條的規定選擇。當單體建筑規模比較大，供電負荷較大時，可選擇多臺大容量供電變壓器，多臺變壓器宜組成每兩臺成一組的組合。低壓供電母線采用“兩進線一母聯”的接線形式，平時變電所的變壓器均分列運行，當其中一臺變壓器故障或檢修時，則可以切除部分空調等非保證負荷，閉合低壓母聯開關，由另一臺變壓器負擔大樓的消防、照明等重要負荷的供電。只有當兩路高壓電源均中斷且兩臺主變進線斷路器QF1～2均斷開時，QF4才能合閘，發電機才能投入運行，對消防負荷以及一級負荷中的特別重要負荷進行供電。所有消防設備用電均采用雙回路供電，并按規范要求在末端設ATS自動切換裝置。

3　低壓配電干線

低壓配電線路原則上按以下要求設計：一級負荷中重要性高、容量大的設備，如消防水泵、消防電梯、消防風機、消控中心、客梯等設備，采用雙回路末端自動切換的供電方式；應急照明、防火卷簾等容量小的設備按防火分區設置主/備用電源配電箱進行供電；二級負荷中，由于商場扶梯多且分散，本工程商場扶梯采用底層設置總雙電源切換箱放射式供電方式，以提高供電可靠性；大容量設備（如冷水機組、空調水泵等）直接由低壓配電柜放射式供電。應注意的是，所有雙電源供電的主用、備用回路均應分別引自變電所兩臺不同主變的母線段。

4　電纜電線的選擇和敷設

商業綜合樓由于用電負荷大，其干線電力線路的選型和敷設方式是電氣設計中比較煩瑣的問題。根據《民用建筑電氣設計規范》（JGJ16-2008）第7.4.1條第2點，對一類高層建筑以及重要的公共場所等防火要求高的建筑物，應采用阻燃低煙無鹵交聯聚乙烯絕緣電力電纜、電線……再依據圖集《建筑電氣常用數據》（04DX101-1）第6-64頁表6.122可查，本工程屬于電線電纜一級使用場所，故電纜阻燃級別為B級。

由于本工程為商業綜合樓，建筑平面復雜，人員高度密集，防火要求級別高，經過消防性能化論證，當地消防部門要求消防水泵及消控中心等消防負荷的配電干線均采用礦物絕緣電纜，配電支線按規范要求采用WDZBN-YJY-耐火阻燃低煙無鹵電纜。

由于封閉式母線槽載流量大且靈活性高，對于大容量配電干線而言，封閉式母線完美的體現了它的優勢。本樓1～7層均為商鋪，用電容量大且招商過程存在太多的不確定性，因此，運用封閉式母線槽配電，充分的發揮了母線槽的特定優勢。其他普通用電選用WDZB-YJY-阻燃低煙無鹵電纜。

根據《民用建筑電氣設計規范》（JGJ16-2008）第7.4.3條，導體敷設的環境溫度要求，在封閉的強電間發熱量大，會造成導體載流量下降，故暖通專業應予考慮適當排風。配電干線在變配電室內段的敷設用開場式電纜托盤，變配電室到電氣豎井段采用封閉式防火電纜橋架敷設，在電氣豎井內的敷設全部采用電纜明敷固定在階梯式電纜梯架上。這樣，就比較有效地解決了安裝施工及上述問題，也方便于今后的檢修和維護。樓層中的分支線路盡可能地采用鋼管暗敷在墻壁和樓板內，若需明敷時，定要在鋼管上噴涂防火涂料。各層電氣豎井內的樓板孔洞在施工完畢后應做防火封堵。

5　智能疏散照明系統

根據消防性能化論證結果，本商業綜合樓上部公共部位均采用集中供電數字點式監控智能消防應急疏散照明系統（集中電源集中控制型）。

（1）本系統由智能監控主機、智能（直流）中央電池主站、安全電壓型智能（點式）控制器分機、安全電壓類集中電源點式監控型標志燈、安全電壓類集中電源點式監控型照明燈等設備組成。在消控中心設置一臺控制器主機，多臺中央電池主站，分別向該區域提供電池（應急）電源，并將所有監控主機信息傳輸到總消防控制室的智能中央監控主站中。

（2）本系統保證系統所有設備燈具受到監控，以使火災發生時能夠確保提供快速可靠的照明。本應急照明系統備用電源的持續供電時間不少于60min。

（3）所有末端燈具光源均采用高亮度LED專用燈具，根據《建規》與《高規》中的規定，照度要求及燈具選型原則如下：

①疏散走道≥1.0lx，人員密集場所≥2.0lx，采用安全電壓類應急照明燈3W。

②樓梯間、前室或合用前室≥5lx，采用安全電壓類應急照明燈3W。

（4）控制器主機、智能（直流）電池主站、智能（點式）控制器分機均分配唯一地址；末端燈具均帶有獨立的地址碼并自帶傳感器，能夠保證其唯一可識別性及可控性；能夠滿足日常管理及火災疏散方案的不同控制要求。

（5）末端燈具本體內均不帶蓄電池，以便能夠減少后期維護的工作量，降低維護難度；同時智能電池主站能夠自動監控電池組狀態，并自動實現充放電管理，以延長系統整體應急電源的使用壽命，并降低系統電源（蓄電池）更換的成本。

（6）系統通訊控制采用操作簡單、成熟可靠的CAN-BUS（二線）總線方式，要求系統通訊電源為系統自身獨立供應，在火災發生后，不受市電狀況影響。

（7）系統供電主干線路采用高壓供電（AC220V或DC216V），確保具有良好的供電范圍。系統控制分機設備正常工作電源均取自各控制分機所在設備間內本區域應急照明（或應急電源）配電箱出線回路，備用電源（即應急電源）取自中央電池主站。

6　結束語

在這以人為本的文明社會里，商業綜合樓作為功能繁雜、人員密集的高危險性場所，其供電可靠性顯得格外的重要，作為電氣設計人員，應當更加用心的理解規范，更加有力有效的執行規范，精心設計，細致考慮，使配電設計滿足“安全、可靠、靈活、經濟、節能”的要求。

[1]《民用建筑電氣設計規范》（JGJ16-2008）.

[2]《高層民用建筑設計防火規范》（GB50045-95，2005年版）.

TU852

A

1673-0038（2015）17-0051-03

2015-4-10

高曉紅（1978-），電氣設計工程師，本科，從事建筑電氣設計工作。