某項目供配電設計分析

摘要：結(jié)合項目實際，應用現(xiàn)代電力技術(shù)和智能電網(wǎng)理念，進行系統(tǒng)分析和規(guī)劃設計。該設計實現(xiàn)了優(yōu)化電能分配、提升供電可靠性和節(jié)約成本的目標，滿足了項目需求。結(jié)果可供同類項目參考。

關鍵詞：住宅設計;電氣設計;負荷分級;負荷計算;變電所設置;低壓供配電系統(tǒng)

中圖分類號：TU855

文獻標志碼：A文章編號：1674-8417（2024）06-0074-06

DOI：10.16618/j.cnki.1674-8417.2024.06.013

0引言

該項目是一個位于珠海橫琴的住宅建筑，業(yè)主來自澳門。本文對該項目的供配電系統(tǒng)進行研究與探討，包括負荷分級、用電負荷計算、電氣設備房設置、備用電源、低壓配電系統(tǒng)［1］等。

1項目概況

本項目共分為01、02、033個地塊，同時進行設計與建設，總用地面積為194415m²，總建筑面積為620634m²。

01地塊用地面積為73084m²，總建筑面積為315825m²，包括14棟一類高層住宅建筑（1棟～14棟）一層架空車庫、兩層商業(yè)及社區(qū)配套和一層地下室，建筑高度最高為78.70m。

02地塊用地面積為71226m²，總建筑面積為284206m²，包括13棟一類高層住宅建筑（15棟～27棟）、一層架空車庫、兩層商業(yè)及社區(qū)配套和一層地下室，建筑高度最高為79.05m;03地塊用地面積為20413m²，總建筑面積為20601m²，包括1棟4層幼兒園（28棟，建筑高度16.5m）和1棟5層小學（29棟，1層地下室，建筑高度21m）。項目鳥瞰圖如圖1所示。

2供配電方案設計

2.1負荷分級

本項目01、02地塊為公共住宅，消防電梯、應急照明、防排煙風機、加壓風機、應急照明等消防負荷及安防系統(tǒng)用電、客梯、生活水泵、排污泵、走道照明、航空障礙照明等負荷為一級負荷，住戶、商鋪等其他電力負荷及一般照明等為三級負荷。根據(jù)當?shù)毓┓答仯堑墓舱彰鳌㈦娞荨⒌叵率摇⒆≌咨獭⒎亲≌瑯擒囄怀潆姌兜葘儆诜亲≌儔浩鞴╇姡挥凶≌囄怀潆姌丁⑸钏米佑嬃控摵煽珊妥艉嫌米儔浩鳌?/p>

本項目03地塊為小學及幼兒園，屬于多層公共建筑，其室外消防用水量大于25L/s，依據(jù)GB51348—2018《民用建筑電氣設計標準》［2］、GB50014—2014《建筑設計防火規(guī)范》［3］、GB50052—2009《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》［4］，消防負荷（消防電梯、消防水泵、防排煙風機、防火卷簾、車庫排水泵、應急照明等）及安防系統(tǒng)用電、生活水泵及食堂冷庫及廚房主要設備用電以及主要操作間、備餐間照明用電等重要負荷為二級負荷;其他電力負荷及普通照明歸納為三級負荷配電。

2.2用電負荷計算

本工程01、02地塊均為建筑高度不超過100m的住宅，因此根據(jù)南方電網(wǎng)10kV及以下業(yè)擴受電工程技術(shù)導則（2018版），住戶的建筑面積不大于60m²時，用電功率為6kW/每套;大于60小于90m²時，用電功率為8kW/每套;大于90小于140m²時，用電功率為10kW/每套;建筑面積大于140m²，超出的建筑面積按30～40W/m²計算［5］。如戶內(nèi)有三相用電設備或總電量12kW及以上時，入戶采用三相配電。餐飲部分商鋪按照150～200W/m²計算，非餐飲部分商鋪統(tǒng)一按照100～120W/m²計算取值，特殊設備按實際負荷進行計算，同時，餐飲、商用客戶的需要系數(shù)按照0.70～0.85考慮。除此之外，住宅其余配套公建均按照70W/m2取值。01地塊用電負荷計算如表1所示。02地塊用電負荷計算如表2所示。

03地塊負荷指標（不包含空調(diào)用電），教室及辦公室其區(qū)域按照40～50W/m²取值，廚房餐飲按照用電500W/m²取值。03地塊用電負荷計算如表3所示。

地下車庫考慮預留充電樁的用電量，根據(jù)當時的相關文件，本地下車庫考慮在公變預留30%的充電樁條件。考慮實際電動汽車的數(shù)量和同時系數(shù)。

2.3電氣設備房設置

2.3.1開關房及變配電房

當?shù)毓╇娋直硎荆鶕?jù)報裝容量、負荷性質(zhì)設置，一般報裝負荷3萬kVA以下，須提供設備安置地設置1座開關站，且當?shù)刂袎弘娋W(wǎng)均為20kV電壓等級［6］，每兩座開關站形成雙鏈環(huán)接線方式（4條饋線），并要求開關房的選址需要設置在標高±0.0以上。

本項目報裝負荷為28260kVA，考慮到中壓市政進線方位及供電半徑等不同方面的因素，在02地塊18棟首層設置一所面積約（8.6×15）m2，凈高不小于4.6m（含柜底電纜溝）的開關站。每個地塊公變與專變各1路20kV線路至各個變配電房。

根據(jù)當?shù)匦鹿┯秒娨?guī)則，由業(yè)主提供設備安置地設置公用開關站（四進八出），如住宅類，由業(yè)主投資建設公用配電站（高壓室、變壓器室、低壓室至表前）電氣、土建移交供電局運維，兩路電源引自公用開關站，當?shù)啬壳肮┯秒娨?guī)則為配套到低壓0.4kV供電（低壓計量方式）。由于公用配電站投運后均移交供電局成為供電方資產(chǎn)，故業(yè)主無須再繳高可靠性供電費用，也不用區(qū)分公變與專變，建成后均為公變，這是當?shù)乇容^特殊的一種做法。不過，設備的供電方式還是做區(qū)分的，比如只有住宅車位的充電樁、生活水泵子計量負荷可與住宅負荷合用變壓器，而塔樓的公共照明、電梯、地下室、非住宅樓車位充電樁、住宅底商之類等由非住宅變壓器供電。

高壓配電房、變壓器配電房、低壓配電房及電表間按照當?shù)毓╇娋忠髥为毟糸_，凈高設置不小于4.2m（含柜底電纜溝），室內(nèi)完成面一般較室外地面高0.3m（電表間除外）。一間變壓器配電房最多不多于設置兩臺變壓器，且每臺變壓器的容量不大于1250kVA。

除以上部分供電局的要求之外，變電所的位置按照GB50053—2013《20kV及以下變電所設計規(guī)范》中第2.0.1條要求，考慮到供電半徑、業(yè)態(tài)及用電負荷情況、設備運輸?shù)纫蛩兀俑鶕?jù)項目本身的實際情況，合理并科學經(jīng)濟地選擇變壓器的容量、臺數(shù)及變配電所的選址。

01地塊在首層設置5座變電所，在地下一層設置1座發(fā)電機房。02地塊在首層共設置了5座變電所，在地下一層設置1座發(fā)電機房。03地塊在首層共設置了1座變電所，在地下一層設置1座發(fā)電機房。變配電設備和柴油發(fā)電機經(jīng)機動車道運至一層，從走廊運輸至變電所。

高壓選用SM6環(huán)網(wǎng)型開關柜，低壓選用GCK型開關柜，變壓器選用SCB13干式環(huán)保低損耗變壓器。變壓器采用自然冷卻方式，設溫度保護（變壓器自帶溫控器）。

低壓配電系統(tǒng)采用各變壓器單母線分段的運行方式，中間設聯(lián)絡開關，正常情況下變壓器分列運行，各段進線帶各自負荷，各段互為備用。當其中一臺變壓器因故停運時，由負荷調(diào)整后，聯(lián)絡開關手動合閘，各母線段的進線主開關與聯(lián)絡開關之間，設有防止變壓器并列運行的聯(lián)鎖機構(gòu)，任何情況下相關兩段母線的3個開關之間，只能有兩個開關處于閉合狀態(tài)。

變配電房位置及供電范圍示意圖如圖2所示。供電網(wǎng)絡示意圖如圖3所示。

2.3.2備用電源——柴油發(fā)電機設置

每個地塊各自設置1臺柴油發(fā)電機，根據(jù)計算，本項目發(fā)電機容量01地塊按照消防負荷選擇，02、03地塊按照停電時負荷選擇。發(fā)生火災時，分區(qū)切斷所有與消防無關負荷，確保消防用電可靠性。柴油發(fā)電機設置如表4所示。

2.4低壓供配電系統(tǒng)

本項目低壓配電系統(tǒng)采用～220/380V放射式與樹干式相結(jié)合的方式，對于單臺容量較大的負荷或重要負荷而言，采用放射式供電;對于照明及一般負荷而言，采用樹干式與放射式相結(jié)合的供電方式。消防負荷采用雙電源供電，其中消防控制室、消防水泵、消防電梯、防排煙風機的雙電源在末端配電箱處自動切換。所有雙電源切換裝置采用四極開關，帶電氣與機械聯(lián)鎖。01、02地塊高層住宅豎向配電采用電纜T接，每層設置1個電表箱，單獨設置于每層電表間。

本項目消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)同時選用了集中電源集中控制型系統(tǒng)和燈具自帶蓄電池集中控制型系統(tǒng)。01、02地塊地下室及03地塊學校部分選用集中電源集中控制型系統(tǒng);住宅塔樓部分，根據(jù)GB51309—2018《消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標準》中第3.1.6條規(guī)范：住宅建筑中，當燈具采用自帶蓄電池供電方式時，消防應急照明可以兼用日常照明。基于成本上的考慮，在滿足規(guī)范時，塔樓部分設計選用了燈具自帶蓄電池集中控制型系統(tǒng)。

消防應急照明［7］和疏散指示系統(tǒng)選用A型消防應急燈具，光源色溫不低于2700K，可24h不間斷地對設備進行巡檢，保證了整個系統(tǒng)運行在最佳狀態(tài)，避免火災發(fā)生時的逃生盲區(qū)。此外，通過和消防報警設備的聯(lián)動，獲悉現(xiàn)場火警信息，正確調(diào)整逃生方向，使逃生人員“安全、準確、迅速”地選擇安全通道逃生。此外，本項目的普通照明，在地下室樓梯間、住宅電梯廳內(nèi)采用自帶紅外感應開關的吸頂燈，03地塊教室和辦公室采用T5熒光燈（非裸管熒光燈）［8］。其他一般場所采用LED熒光燈或其他節(jié)能型燈具。

關于接地與防雷系統(tǒng)，本工程01、02地塊及03地塊小學部分接地型式采用TN-S系統(tǒng)，幼兒園部分采用TN-C-S系統(tǒng)。01、02地塊住宅部分預計雷擊次數(shù)N=0.2806a/次，小學預計雷擊次數(shù)為N=0.2258a/次，幼兒園預計雷擊次數(shù)為N=0.1246a/次，依據(jù)GB50057—2010《建筑物防雷設計規(guī)范》，01、02地塊住宅為二類防雷建筑物、03地塊小學及幼兒園為三類防雷建筑物［9］。

3結(jié)語

對本項目的供配電系統(tǒng)進行研究與探討，該供配電設計方案有效支持了澳門在內(nèi)地項目的可持續(xù)發(fā)展，展示了區(qū)域合作與技術(shù)應用的成效。

［1］中機中電設計研究院有限公司.低壓配電設計規(guī)范：GB50054—2011［S］.北京：中國計劃出版社，2012.

［2］中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.民用建筑電氣設計標準：GB51348—2018［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2019.

［3］公安部天津消防研究院，公安部四川消防研究院.建筑設計防火規(guī)范：GB50014—2014（2018年版）［S］.北京：中國計劃出版社，2018.

［4］中國聯(lián)合工程公司.供配電系統(tǒng)設計規(guī)范：GB50052—2009［S］.北京：中國計劃出版社，2010.

［5］中國建筑標準設計研究院.住宅建筑電氣設計規(guī)范：JGJ242—2011［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.

［6］中機中電設計研究院有限公司.20kV及以下變電所設計規(guī)范：GB50053—2013［S］.北京：中國計劃出版社，2013.

［7］應急管理部沈陽消防研究所.消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標準：GB51309—2018［S］.北京：中國計劃出版社，2018.

［8］中國建筑科學研究院.建筑照明設計標準：GB50034—2013［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2013.

［9］中國中元國際工程公司.建筑物防雷設計規(guī)范：GB50057—2010［S］.北京：中國計劃出版社，2011.

收稿日期：20240228

AnalysisofPowerSupplyandDistributionDesignofaProject

LIUXiangqian，ZAHNGShuwen，ZHANGYan

［HongKongHuaYiDesignConsultants（S.Z）Co.，Ltd.，Shenzhen518000，China］

Abstract：Combinedwiththeactualproject，theapplicationofmodernpowertechnologyandsmartgridconcept，systemanalysisandplanningdesign.Thedesignrealizesthegoalofoptimizingelectricenergydistribution，improvingpowersupplyreliabilityandsavingcost，andmeetstheneedsoftheproject.

Keywords：residentialdesign;electricaldesign;loadclassification;loadcalculation;settingpositionofsubstation;low-voltagedistributionsystem