中國長沙隆平高科技園商住項目電氣設計

莫水健

湖南省長沙市規劃設計院，中國·湖南 長沙 410000

1 引言

中國長沙隆平高科技園商住項目定位為中高檔住宅安置小區，著力打造的宜居、宜景的高尚樓盤。項目建成后將定向成為長沙市的一個品位高尚、設施先進、居住舒適的新型住宅安置小區典范，而電氣設計是工程中的重要項目。

2 項目概述

項目用地位于位于人民路和合平路交匯處西南角，分為住宅和商量兩個地塊。規劃用地呈長方形，地勢較為平整，商業地塊與住宅地塊緊鄰，商業地塊在北側，住宅地塊在南側，相應控規指標如下：

住宅地塊總用地面積35136m2，容積率2.5，密度0.35，綠化率0.3，建筑限高100m。

商業地塊總用地面積9658m2，容積率7.7，密度0.35，綠化率0.25,建筑限高100m。

本項目住宅地塊，由沿街配套商業，高層住宅，小高層住宅，小區物業管理，社區用房，幼兒園和配套設施組成。本地塊總建筑面積82426.6m2，計容建筑面積74295.3，不計容建筑面積8331m2，容積率7.7，建筑密度0.28，綠化率0.3。

3 電氣設計范圍

3.1 本設計包括建設紅線內的內容

①10/0.4kv 變配電系統；

②照明和動力系統；

③防雷保護、接地系統及安全措施；

④火災自動報警及消防聯動控制系統；

⑤建筑智能化系統（詳見智能化專項設計，不在本次設計范圍）。

3.2 電源設計分界

本工程住宅區域采用全公變的供電方式，由城市電網引入本工程的10kV 電纜線路及分界小室屬城市供電部門負責范圍，不在本設計內；本設計只提供此線路進入本工程建設紅線內的路徑；電源分界點為本工程中心配電間高壓電源進線柜進線開關處[1]。

4 10/0.4kv 變配電系統

4.1 負荷等級

①本工程為高層建筑，項目整體用電應按大級負荷供電。

②本工程消防用電設備（消防控制室、消防水泵房用電、消防送風機、排煙風機、正壓送風機及消防潛污泵、消防電梯等）、消防應急照明及疏散指示照明、變配電房用電，電梯等為一級負荷。

③多層建筑及地庫公共區域照明、空調機房及汽車充電樁等為三級負荷。

④立面泛光、廣告及景觀照明等其它負荷為三級負荷。

4.2 負荷計算

①負荷計算：對水泵、風機、電梯等用電設備按其設備安裝容量進行統計，對照明等設備的用電負荷按單位容量法統計，初步估算商業地塊計算負荷為2615KW，住宅地塊計算負荷為3137KW。

②變壓器選擇：本工程商業地塊采用專變供電，設置4×1000 KVA 變壓器；住宅地塊采用公變供電，設置6×800KVA 變壓器。

4.3 供電電源及電壓等級

本工程引入電源電壓等級為高壓10kV，本工程商業地塊、住宅地塊分別由不同區域變電站引來兩回10kV 電源線路作為工作電源。兩路10kV 電源為兩常用，當一路電源發生故障，自動切除三級負荷，另外一路電源自動投入，單路電源能承擔整個一二級負荷用電需求。

4.4 高低壓供電系統接線形式及運行方式

①高壓供電系統。

本工程由城市電網引來兩回10kV 線路，10kV 電源電纜采用埋地引入負一層10kV 中心配，10KV 系統采用單母線不分段接線方式，高壓配出線路均以放射式向各臺變壓器供電，變壓器就地設負荷開關柜，以備檢修時隔離操作。在10KV 出線開關柜內裝設避雷器作為真空斷路器的操作過電壓保護。真空斷路器選用彈簧儲能操作機構，采用直流鉛酸免維護電池柜作為操作、繼電保護及信號的電源，電源容量均按100AH 配備[2]。

②低壓配電系統。

商業地塊設置2 個變電間，其中1 個與中心配合設置。大公變配電間設置3 處，其中一處大公變與10kV 中心配合用。大公變設有公用配電室及專用配電室，各公變低壓側均采用單母線分段接線形式，兩臺變壓器平時分列運行，當一臺變壓器發生故障時，由另一臺變壓器負擔全部一二級負荷及60%公用負荷的用電，故障排除后恢復常態。兩主進線開關與聯絡開關設電氣聯鎖，任何情況下只能接通其中的2個開關，切除三級負荷及母聯切換采用自動操作。

③本工程商業地塊總停車位257 個，本期建設52 個（不低于20%總車位）；住宅地塊總停車位881 個，本期建設133 個（不低于15%總車位），遠期預留余下車位的用電負荷和充電樁建設安裝條件，各充電樁由公變供電。

4.5 變配電所設置

根據負荷分布情況及0.4kV 電源供電半徑≤250m 的原則，綜合考慮了水、電磁輻射等因數的影響，本項目在地庫地下室設置3 個10KV/0.4KV 公變配電間和2 個專變配電間。

4.6 繼電保護及信號裝置

①中壓系統采用微機綜合繼電保護裝置，進線設電流速斷保護、定時限過電流保護、低電壓保護；變壓器設電流速斷保護、定時限過電流保護、零序保護及變壓器超溫報警信號。

②低壓系統設短路保護、過流保護及接地故障保護，部分回路設分勵脫扣器。各回路均設多功能智能儀表，信號接入電力監控系統，可實現供電系統的遙測、遙控。

4.7 測量用數字儀表

①10kV 進線設電流、電壓、有功功率、無功功率、有功電能、無功電能測量。

②10kV 出線設電流、有功功率、無功功率、有功電能、無功電能測量。

③變電所0.4kV 主進線設電流、電壓、有功功率、有功電能、無功電能測量。電容補償柜設功率因數測量。母聯、饋線設電流測量。

④電流互感器一次側電流在正常最大負荷運行時，應盡量為其額定電流的2/3 以上。計量用電流互感器精確度選用0.2 級。

⑤內部管理計量可通過低壓智能儀表采集數據，通過電力監控系統集中管理。

4.8 無功補償及諧波控制

無功補償采用低壓集中自動補償方式，在各低壓母線設電容自動補償柜，要求補償后功率因數在0.90 以上。

選用對高次諧波有濾波功能的電容自動補償裝置（當回路的高次諧波含量超過規定允許值時，在變壓器的低壓側設置濾波裝置柜），以抑制諧波，保護設備。電梯、UPS等有整流的設備均應自帶濾波功能。

4.9 用電計量

高壓按電力局要求集高供高計，高壓10kV 電源進線設專用計量柜，采用高壓側計量方式，高壓側裝有功、無功電度表。住宅、商業、充電樁設置集中電表箱，一戶一表，對各戶型進行計量。

4.10 主要設備選型

①高壓配電柜依據金屬鎧裝移開封閉型KYN28A-12Z柜進行設計，額定電流630A、開斷電流50kA、直流操作，電纜下進下出。

②變壓器選用DYn11 接線組別、SCB13 及以上節能型干式變壓器；應采用無氧銅線圈繞組，應配置彈簧減振裝置，與高、低壓屏接線宜采用軟聯接方式。

4.11 線路選擇及敷設方式

①高壓電纜：采用YJV-8.7/15kV 交聯聚氯乙烯絕緣護套銅芯電力電纜；室外埋地引入，室內采用橋架敷設。

②低壓線路：大容量配電干線采用空氣絕緣型封閉母線槽；消防設備、應急照明的配電線路采用礦物電纜；其它電纜采用WDZ-YJY-0.6/1kV 交聯聚乙烯絕緣低煙無鹵阻燃聚烯烴護套電力電纜；電線采用銅芯輻照交聯低煙無鹵阻燃聚乙烯絕緣電線，應急照明電線采用耐火型[3]。

5 電氣系統節能設計

5.1 設計依據

①GB50034—2013《建筑照明設計標準》。

②《全國民用建筑工程實際技術措施節能專篇——電氣》（2009）。

5.2 環保

①電氣設備選用無電磁污染、空氣污染、躁音污染的設備，并采取抑制高次電壓諧波、高次電流諧波的措施。

②選用新型低能耗的電氣設備，并采用新的控制管理技術以節能來保護環境。

③利用太陽能等綠色能源。

④選用LCKX6型銅覆鋁空氣絕緣母線槽，節約銅的用量。

⑤選用低煙無鹵型線纜，控制火災時產生的有害氣體。

5.3 變配電系統的節能

①根據用電性質、用電容量，選擇合理的供電電壓和供電方式。

②將變電所設在接近負荷中心，供電半徑小于250m，可以減少低壓側線路長度，從而降低線路損耗。

③選用高效低耗節能變壓器，力求使變壓器的實際負荷接近實際的最佳負荷，提高變壓器的技術經濟效益，減少變壓器損耗。

④合理選擇變壓器的容量、臺數、運行方式，實現變壓器的經濟運行。對季節性負荷（如空調機組）設專用變壓器，以減少變壓器損耗。

⑤合理選擇導線截面，合理選擇線路路徑，負荷線路盡量以最短的路徑敷設，以降低線路損耗。

⑥在提高自然功率因素的基礎上，應在負荷側合理裝置集中或就地無功補償設備，在用戶最大負荷時的功率因素應不低于0.95，低負荷時，應調整無功補償設備，不得過補償。

⑦供配電系統設計采用的設備和元器件，應符合國家或行業的產品技術標準，并優先選用技術先進、經濟適用和節能的成套設備和定型產品，不得采用淘汰產品。

⑧對空調通風、供排水、公共場所照明等設備均納入建筑設備監控系統進行控制、管理。確保設備在安全運行的前提下，節約電能、節省人力。

5.4 照明系統的節能

①照明密度值嚴格按GB50034—2013《建筑照明設計標準》執行。

②根據不同的使用場合選擇合適的光源，在滿足照明質量的前提下，應盡可能選擇高效光源。

③在滿足眩光限制的條件下，應優先選擇效率高的燈具以及開啟式直接照明燈具。

④在滿足燈具最低允許安裝高度及美觀要求的前提下，盡可能降低燈具的安裝高度。

⑤熒光燈、金鹵燈等應選擇電子鎮流器或節能型高功率因數電感鎮流器。

⑥主照明電源線路應盡可能采用三相供電，以減少電壓損失，并應盡量使三相負荷平衡，以免影響光源的發光效率。

⑦選用節能燈具并合理設計燈具控制方式。車庫及其走廊、樓梯間、候車廳等公共場所的照明，采用集中控制，并按建筑使用條件或天然采光狀況采取分區、組控制；樓梯間、走廊等公共場所的照明，采用節能自熄開關，節能自熄開關采用紅外線移動探測加光控的開關；各門廳、電梯前室和走廊等場所，采用夜間定時降低照度的自動調光裝置；室外景觀照明采取平日、節日等多模式控制。

5.5 建筑設備的節能

①根據負荷特性合理選擇電動機，采用高效率的電動機。

②電氣轉動系統中的設備、管網和負載應相匹配，使系統經濟運行，提高系統電能利用率。

③對風量、流量經常變化的負荷，采用電動機調速運行的方式進行調節。

④對電梯實施智能控制，生活給水選用變頻泵。

6 結語

建筑電氣設計工作并不是一蹴而就的，該過程中包含、建筑配電箱設置、照明設施、火災探測器等諸多內容。電氣設計人員要立足于建筑工程背景及建筑電氣設計要求，嚴格執行該項工作，并采用正確的方式，全面落實建筑電氣節能設計工作，充分發揮建筑物功能，提高建筑工程整體性能。