某商業綜合體供配電設計方案

呂 達 觀

(遼寧省建筑設計研究院有限責任公司, 遼寧 沈陽 110005)

0 引 言

隨著我國國民生活水平及消費水平的不斷提高,越來越多的商業綜合體建筑在城市中投入使用。商業綜合體內部包含超市、娛樂、餐飲、商鋪及影院等業態,經營及管理相對復雜,所以設計合理的供配電方案是非常有必要的。本文結合某項目,介紹了商業綜合體建筑供配電設計方案。

1 工程概況

某商業綜合體工程位于吉林省南部某地級市,于2019年12月開業,地下為1層,地上為5層;建筑高度為23.95 m,總建筑面積129 188 m2,其中地上建筑面積82 202 m2,地下建筑面積46 985 m2;耐火等級為一級;業態布置:-2F為停車庫、設備用房,-1F為停車庫、設備用房、超市、商鋪,1F～4F為主力店、影城、商鋪及餐飲等,5F為商管用房、托管機房及員工餐廳。

2 負荷等級

依據相關規范及業主要求,商業綜合體負荷分級如下[1-3]。

(1) 一級負荷:消防用電設備(消防控制室內的火災自動報警控制器及聯動控制臺、消防水泵、排煙風機、加壓送風機等)、應急照明、疏散照明、障礙照明、弱電監控系統、金庫及重要辦公室照明、經營管理用計算機系統電源、收銀系統、防盜報警系統、通信機房、客梯及客貨兩用電梯、集水坑排污泵、生活給水泵、收銀臺、機械停車設備、事故通風機、消防管道電伴熱等。

商場及超市的經營管理用計算機系統用電為一級負荷中特別重要負荷。

(2) 二級負荷:扶梯、影院放映設備、超市經營用冷凍/冷藏設備、商場及超市的營業廳照明、空調用電等。

(3) 三級負荷:其他照明及電力負荷。

3 負荷計算

依據相關規范及業主使用要求,結合歷年各商業項目的數據分析,各業態的負荷指標及計算如表1所示。

表1 各業態的負荷指標及計算

近年來餐飲類商鋪的多元化已成為商業綜合體吸引顧客的主要方式之一,特別是電火鍋及電燒烤類商鋪擁有上座率高、招商難度低兩大特點。為了給后期商管部門招商提供便利,該項目結合相關經驗及數據,燃氣類餐飲商鋪用電指標按400 W/m2計算,電炊類餐飲商鋪用電指標按550 W/m2計算。

4 供電電源

該工程供電電壓等級為10 kV,由周邊市政電網2個不同區域的66 kV變電站,引來兩路獨立的10 kV雙重電源供電。方案前期從電力部門了解到,上級66 kV變電站1的富裕容量僅為5 000 kVA,而66 kV變電站2為待建項目,待2019年上半年建成后,重新對2處變電站周邊用電進行調整,以滿足項目的用電要求。由此需要建設方及設計單位密切關注電力部門工程進度。

高壓電源采用電纜由室外穿管埋地方式引入設在該項目-1F的10 kV開閉所。兩路10 kV電源同時工作,互為備用。任一路電源都能承擔全部一、二級以上負荷供電。

對于以下重要負荷要考慮第三電源,采用以下方式解決:火災自動報警系統、保安監控系統、商業營業收銀機以及托管機房、慧云機房等采用設備自帶UPS,UPS電源柜廠家自理;設置EPS及鉻鎳電池為應急照明供電,連續時間為60 min。

5 變電站及電井設置

在負荷中心設置2處變電站,總安裝容量13 600 kVA,其中1#變電站內設置2臺1 600 kVA商業變壓器及2臺2 000 kVA制冷機房變壓器,2#變電站內設置4臺1 600 kVA商業變壓器。自1#變電站北側的開閉所各引出兩路10 kV高壓電源為兩處變電站供電。項目制冷站控制室位于-2F(在1#變電站正下方),故制冷機房變壓器及對應低壓柜設置于1#變電站內。

變電站內變壓器設置如表2所示,開閉所雙路6 800 kVA,總13 600 kVA。

表2 變電站內變壓器設置

高壓配電方案如圖1所示。

圖1 高壓配電方案

為保證供電半徑及縮短末端線路長度,該工程共設置7處公共電井,各電井間距不大于80 m。主力店電間獨立設置,配電回路引自同層電井或者由地下室直接引上。

電氣用房布置方案如圖2所示。

圖2 電氣用房布置方案

結合建筑方案,-1F東半部分為超市及商鋪,該區域沒有設置變電站的條件,所以方案設置的2處變電站均位于-1F西半部分。

為了使變壓器負載率處于最佳,建議將各臺變壓器負載率控制在65%～80%。電井1～電井3的電源引自1#變電站,電井4～電井7引自2#變電站,主力店及影院等電源按就近原則取電,其他用電負荷根據計算數據確定電源來源。最終將變壓器負載率控制在78%左右。

商業綜合體項目根據市場及招商情況,隨時可能調整商鋪及配電回路,所以在設計初期排布低壓柜時,低壓柜的備用回路設置應滿足不低于總回路數的20%,并每排預留2臺低壓柜安裝位置,在每排末端低壓柜上預留接續端口。

6 計量形式

物業變電站:在用戶分變電所高壓進線處高壓集中計量,高壓互感器0.2級,計量表0.5級。影城、零售、室內商業公共區、商鋪、主力店、次主力店實行低壓計量,除在變壓器出線處設總計量表外,變配電所各低壓饋線回路也設計量表。公共負荷實行分路計量。變電所低壓饋電回路照明、動力配電應按系統分別設計量表。動力配電中空調系統(制冷站內制冷機組、冷凍水泵、水蓄冷循環泵、冷卻水泵分臺計量,冷卻塔風扇、供暖循環泵、補水泵分組計量)、給水系統及其他動力系統分組計量。

7 低壓配電形式

該項目主要用電負荷配電形式如下:

(1) 商鋪用電。自變電站配出低壓母線槽至各電井,在電井內設置母線插接箱及集中表箱(一戶一表),再經由公共區域的低壓電纜橋架將配電電纜敷設至商鋪內配電箱。1F出入口處的快餐(用電容量約為250 kW)電源由變電站低壓柜獨立配電。

(2) 主(次)力店及超市。自變電所分別配出照明及動力用電電纜,沿電井及公共區域的橋架將配電電纜敷設至用戶末端配電箱。

(3) 影城。自變電所分別配出照明及動力用電電纜,沿電井及公共區域的橋架將配電電纜敷設至用戶末端配電箱。影城內設置2臺放映機雙電源切換箱,電源由變電站配至影城電間內。

(4) 地下車庫。為節省變電站低壓柜回路數量,車庫內每3個防火分區設置一處總配電間,變電站引來的照明及動力負荷通過總箱,放射式配至各防火分區配電箱。

(5) 消防類負荷。采用雙電源末端互投,結合實際情況上級設置區域總配電箱。

低壓配電方案如圖3所示。

圖3 低壓配電方案

8 導線的選型及敷設

(1) 商場營業區人員密集,為防止火災時電線電纜延燃,并減少其燃燒時對人員的危害,故營業區內敷設的線纜選用低煙低毒阻燃型線纜。

(2) 大型商店內人員密集,疏散相對困難,故火災時,對消防設施運行的可靠性和持續性要求高,故消防設備配電線路的干線及分支干線采用礦物絕緣類不燃性電纜。

(3) 配變電所之間的聯絡干線較長且可能跨越不同的防火分區,為增加系統的可靠性,配變電所之間的電力電纜聯絡線采用耐火電纜。

(4) 制冷站冷水主機、購物中心室內步行街商鋪用電使用密集型母線槽供電。荷量大、集中及含有大量未確定容量之用電負荷,可根據項目實際使用需求、安裝條件、供電距離及成本狀況確定是否使用母線槽進行供電。在地下室及制冷機房和水泵房內敷設的母線槽的防護等級不低于IP54或全程采用防護蓋板。

(5) 計算變配電室引出的電纜橋架以及電氣豎井敷設的主干電纜橋架電纜的填充率。變電站1某段橋架填充率計算書如表3所示,本段橋架設計規格為600 mm×200 mm,電纜填充率為22.9%。規范要求電纜敷設在橋架內時,橋架填充率不應大于40%,但此類商業后期業態變更頻繁且檢修頻率高,初期非消防類電纜橋架填充率宜控制在25%左右。

表3 變電站1某段橋架填充率計算書

(6) 屋面橋架走向應結合實際情況,與屋面風機、風管及冷卻塔等設備合圖,并繪制檢修通道,為后期設備維修提供便利。屋面橋架預留排水孔,采用角鋼支架固定,建議橋架距地0.3 m安裝,東北等冬季雪量較大區域應適當調高安裝高度。

9 結 語

介紹了商業綜合體建筑供配電設計,在設計階段還需要結合建設單位要求、商管部門管理理念及現場施工情況等,及時溝通并改進方案,為日后經營管理者提供安全可靠的用電保障。