民用建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

張少杰

（廣州市設(shè)計(jì)院，廣東 廣州 510620）

0 引言

建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的，就是要采用一切可能的技術(shù)手段，在數(shù)量上和質(zhì)量上滿足各種用電設(shè)備在正常工作狀況下的不同用電要求，保證供電的安全和可靠，同時(shí)還要考慮技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的統(tǒng)一。為了保證電氣設(shè)計(jì)的合理性及系統(tǒng)的安全運(yùn)行，建筑師除了向電氣專業(yè)提供正確的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料外，設(shè)計(jì)中更應(yīng)結(jié)合電氣專業(yè)的要求和特點(diǎn)，為設(shè)備、線路的安裝配置及運(yùn)行維護(hù)提供必要的安全空間和通道，選擇恰當(dāng)?shù)奈恢煤拖嗷リP(guān)系，并在建筑結(jié)構(gòu)上采取必要的措施，防止電氣部分與建筑的其他各部分在檢修或事故情況下相互影響。本文以呼和浩特回民區(qū)萬(wàn)達(dá)廣場(chǎng)住宅地塊項(xiàng)目為例，就民用建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)踐中的一些問(wèn)題，如設(shè)計(jì)的思路、負(fù)荷計(jì)算、配電整合、提高民用建筑供電系統(tǒng)的安全可靠性等進(jìn)行梳理和總結(jié)。

1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

呼和浩特萬(wàn)達(dá)廣場(chǎng)住宅銷售物業(yè)地塊位于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特市回民區(qū)。項(xiàng)目占地面積為7.69萬(wàn)m2，總建筑面積39.79萬(wàn)m2。項(xiàng)目分為A、B、C三個(gè)地塊，由12棟32層高層住宅及底商和地下車庫(kù)組成。住宅均為100m以內(nèi)一類高層住宅建筑，地下車庫(kù)為I類車庫(kù)。地下車庫(kù)不設(shè)計(jì)機(jī)械停車為，其中C地塊地下車庫(kù)為地下二層，并局部建有二等人員掩蔽部和人防物資庫(kù)。在本地塊西北側(cè)距離本項(xiàng)目約2.3km已建設(shè)110kV攸攸板區(qū)域變電站，同時(shí)在本地塊東北側(cè)距離本項(xiàng)目約1.2km正在建設(shè)一新110kV區(qū)域變電站，預(yù)計(jì)2015年底投產(chǎn)使用，可以滿足本項(xiàng)目竣工使用功能。市政所有高壓路由均沿本項(xiàng)目東側(cè)市政路敷設(shè)。

2 供電方案

本地塊整體功能雖是一住宅小區(qū)，但由于其建筑體積大，既有高層住宅、大型車庫(kù)，又有具有商業(yè)用電要求的底商，同時(shí)由于當(dāng)?shù)毓╇娋謱?duì)居民用電、居民公共用電、地下停車庫(kù)用電、商業(yè)用電均采用不同的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，使其供電系統(tǒng)變得相對(duì)復(fù)雜和煩瑣。

2.1 負(fù)荷分級(jí)

根據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，負(fù)荷計(jì)算應(yīng)按平時(shí)設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷與消防設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷兩者中的最大者進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，因此首先需要對(duì)整個(gè)項(xiàng)目分別按平時(shí)和消防列出負(fù)荷等級(jí)用電負(fù)荷。

2.1.1 平時(shí)負(fù)荷分級(jí)

本項(xiàng)目為一類高層住宅建筑，同時(shí)地下車庫(kù)不設(shè)機(jī)械停車設(shè)備，其平時(shí)負(fù)荷分級(jí)見表1。

2.1.2 消防負(fù)荷分級(jí)

本項(xiàng)目為一類高層住宅建筑和I類車庫(kù)，其消防負(fù)荷分級(jí)見表2。

表2 本項(xiàng)目消防負(fù)荷分級(jí)

2.2 負(fù)荷估算

由于本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)周期較長(zhǎng)，前期許多設(shè)備功率難以確定，負(fù)荷計(jì)算采用需要系數(shù)法和單位指標(biāo)相結(jié)合的方法。參照萬(wàn)達(dá)集團(tuán)建造標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)際設(shè)計(jì)的部分，其住宅用電指標(biāo)按70W/m2（不含住宅公共區(qū)），住宅底商全部按餐飲考慮為300W/m2，地下車庫(kù)按20W/m2，住宅動(dòng)力按100kW/單元進(jìn)行設(shè)計(jì)，計(jì)算結(jié)果見表3。

表3 呼和浩特回民區(qū)萬(wàn)達(dá)廣場(chǎng)銷售物業(yè)負(fù)荷估算

3 供配電設(shè)計(jì)

3.110 kV/0.4kV低壓配變電所的設(shè)計(jì)

3.1.110 kV/0.4kV低壓配變電所的初步設(shè)計(jì)思路

當(dāng)?shù)毓╇姴块T要求居民戶內(nèi)照明用電、商業(yè)用電、居民公共用電、地下車庫(kù)用電應(yīng)有不同的變壓器進(jìn)行供電，但各變壓器可以自由組合共用配變電所。

因當(dāng)?shù)貙?duì)各種負(fù)荷性質(zhì)收費(fèi)單價(jià)均不一樣，同時(shí)按萬(wàn)達(dá)集團(tuán)建造標(biāo)準(zhǔn)中的低壓供電半徑不超過(guò)250m的供電要求，為了節(jié)省設(shè)備用房和節(jié)約工程建設(shè)成本，本工程共設(shè)計(jì)6個(gè)10kV/0.4kV配變電所。

3.1.2 按消防負(fù)荷及大容量電機(jī)啟動(dòng)要求校核配變電所

本項(xiàng)目中車庫(kù)配變電所（4#配變電所）在消防時(shí)需要為車庫(kù)消防負(fù)荷進(jìn)行供電，同時(shí)存在大功率啟動(dòng)設(shè)備如消防水泵等。因此需要按消防負(fù)荷進(jìn)行與電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)電壓損失進(jìn)行校驗(yàn)。整個(gè)地庫(kù)一共由20個(gè)防火分區(qū)組成（其中地下二層為6個(gè)防火分區(qū)），每個(gè)防火分區(qū)按消防是照明需要P1=5kW設(shè)計(jì)，同時(shí)根據(jù)設(shè)備專業(yè)初步提資消防風(fēng)機(jī)、防火卷簾門按每個(gè)防火分區(qū)P2=65kW設(shè)計(jì)，消防水泵按噴淋泵P3=75kW、消火栓泵P4=110kW設(shè)計(jì)。考慮火災(zāi)不可能同時(shí)在幾個(gè)防火分區(qū)內(nèi)發(fā)生，因此消防負(fù)荷計(jì)算僅考慮所有防火分區(qū)應(yīng)急照明、消防報(bào)警等設(shè)備（按P5=20kW設(shè)計(jì)）、消防水泵、相鄰4～6個(gè)防火分區(qū)消防設(shè)備用電進(jìn)行復(fù)核。

按變壓器負(fù)載率β不超過(guò)85%進(jìn)行設(shè)計(jì)，變壓器容量應(yīng)為：

功率因數(shù)cosφ按補(bǔ)償后不低于0.95計(jì)算，可得出變壓器額定容量Sn為749kVA，本設(shè)計(jì)選擇變壓器為800kVA，可以滿足要求，對(duì)于消防水泵啟動(dòng)對(duì)變壓器容量的要求，根據(jù)《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》表6-19只要滿足需要直接啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)容量不超過(guò)變壓器額定容量的30%即可，本項(xiàng)目車庫(kù)變電所變壓器容量的30%為240kVA遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于需要消防水泵總?cè)萘?85kW，同時(shí)對(duì)于大容量水泵一般要求降壓?jiǎn)?dòng)，故完全可以不進(jìn)行校驗(yàn)。

3.2 開閉所的設(shè)計(jì)

根據(jù)當(dāng)?shù)毓╇姴块T要求，開閉所最大轉(zhuǎn)接容量可以做到20000kVA，每回10kV電纜最大可滿足用電負(fù)荷10000kVA，可穩(wěn)定滿足用電負(fù)荷9000kVA左右，結(jié)合3.2負(fù)荷計(jì)算結(jié)果同時(shí)考慮本建筑含有大量?jī)H需要1路高壓的三級(jí)負(fù)荷，因此僅建設(shè)1個(gè)10kV開閉所。

3.3 供電系統(tǒng)主接線

為了滿足一級(jí)負(fù)荷供電要求，本地塊并擬分別從已建攸攸板110kV區(qū)域變電站和新建110kV區(qū)域變電站各引1路10kV高壓電纜，每路高壓電纜均帶約10000kVA用電容量。靠慮本地塊僅含有少量的一級(jí)負(fù)荷，大部分均為三級(jí)負(fù)荷，同時(shí)按供電部門計(jì)量要求，本項(xiàng)目開閉所采用10kV單母線分段接線方式，開閉所至各10kV/0.4kV配變電所采用放射式配電。

4 結(jié)語(yǔ)

建筑供配電設(shè)計(jì)的合理性在于保證建筑的正常用電與特殊情況的應(yīng)急保障，旨在維持正常的生活活動(dòng)秩序，提供穩(wěn)定和諧的活動(dòng)環(huán)境。其中，通過(guò)智能化的操作手段進(jìn)行管理和規(guī)劃成為大多數(shù)工、商業(yè)建筑供配電設(shè)計(jì)選擇。因此，我們應(yīng)當(dāng)立足現(xiàn)實(shí)，綜合各個(gè)方面考慮問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)建筑的節(jié)能減排目的，使我國(guó)的建設(shè)發(fā)生質(zhì)的飛躍。