淺談高校綜合樓供配電設(shè)計

張健

摘 要：文章結(jié)合工程實例，介紹高層綜合樓供配電相關(guān)設(shè)計內(nèi)容。希望通過文章的分析與論述，能夠為相關(guān)人員提供一定的參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：綜合樓；供配電；負荷等級

引言

供配電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，也是電氣設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。本文結(jié)合天津某高校新校區(qū)綜合樓實例，對供配電相關(guān)設(shè)計內(nèi)容做了一些闡述，供同行參考。

1 工程概況及設(shè)計依據(jù)

本項目位于天津某高校新校區(qū)內(nèi)（已竣工投入使用），總建筑面積38234.1平方米，地上建筑面積32834.3平方米，地下建筑面積5399.8平方米。其中建工學(xué)院19989.5平方米，環(huán)境學(xué)院13545.6平方米。本工程屬于多層公共建筑，最高點高度21.85米，建筑層數(shù)地上五層，地下一層。地下室局部為人防，戰(zhàn)時為甲級、常六級、核六級二等人員掩蔽所。

設(shè)計依據(jù)主要為：（1）業(yè)主提供的設(shè)計任務(wù)書及相關(guān)專業(yè)提供的條件；（2）現(xiàn)行國家及地方的規(guī)范及標準。建筑功能及使用方的使用要求作為設(shè)計依據(jù)，直接影響供電區(qū)域的劃分和供電系統(tǒng)的建立，合理的供配電設(shè)計能夠更好服務(wù)項目的整體經(jīng)營和可靠運行。

2 負荷等級

本工程屬于高等院校，為多層綜合樓，樓內(nèi)消防負荷及重要用電設(shè)備按一級負荷要求供電（主要包括：消防設(shè)備、應(yīng)急照明、計算機系統(tǒng)用電、安防系統(tǒng)、電子信息設(shè)備機房、客梯電力、潛污泵等電源），另樓內(nèi)為校區(qū)提供弱電服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)匯聚點內(nèi)供電電源按一級負荷供電，其余用電設(shè)備按三級負荷供電。人防供電要求，戰(zhàn)時：戰(zhàn)時通信用電及應(yīng)急照明為戰(zhàn)時一級負荷；各防護單元內(nèi)戰(zhàn)時風(fēng)機、潛水泵、三種通風(fēng)方式裝置系統(tǒng)及部分平時照明為戰(zhàn)時二級負荷，其它均為戰(zhàn)時三級負荷。平時：應(yīng)急照明、排煙風(fēng)機、消防補風(fēng)機、防火卷簾門等消防用電為一級負荷，其它均為三級負荷。本工程非消防一級負荷：185kW；消防負荷一級負荷：310kW。

3 供電電源及負荷狀況

本工程地下一層設(shè)置一座變配電所，本變配電所向本地塊組團內(nèi)A、B、C樓供電，本項目為A樓。擬考慮采用10kV專線進線供電?？紤]本工程實際使用情況，按照當?shù)毓╇姴块T及業(yè)主的要求，變配電所，共計引入二路10kV專線進線，且此二路10kV應(yīng)屬雙重電源（即當一路電源發(fā)生故障時，別一路不至于同時受到損壞）且任一路電源均可以負擔(dān)樓內(nèi)一、二級負荷供電。

高壓側(cè)主接線擬考慮采取單母線分段。

變電器低壓側(cè)主接線擬考慮采取單母線分段，為本樓供電的兩臺變壓器間設(shè)母聯(lián)開關(guān)，采用手動聯(lián)絡(luò)方式，電氣加機械聯(lián)鎖，平時分列運行，當用戶高壓電纜故障或一臺變壓器檢修或故障時，另一臺變壓器可帶全全部消防及重要負荷。

由于本樓內(nèi)有兩個學(xué)院，在本樓一層左右兩側(cè)靠近負荷中心的區(qū)域分別設(shè)置低壓配電間，由變電所低壓電纜引來電源，再進行二次分配，便于不同學(xué)院后期管理與維護。

由于本樓屬于綜合樓，兼具教學(xué)、實驗、辦公、會議等功能，在實驗室內(nèi)分別設(shè)置普通照明配電箱和實驗動力設(shè)備配電箱（防止實驗設(shè)備的沖擊電流對照明系統(tǒng)造成影響；也便于實驗設(shè)備的配電，較靈活，供電安全及可靠性提高），對于容量較大的實驗室負荷或重要負荷從低壓配電室放射式配電（配電線故障互不影響，提高供電的可靠性，以免影響其他用戶正常用電）；重要實驗室單獨設(shè)置接地裝置，精密儀器設(shè)備加失壓保護裝置（因為電動機正常運轉(zhuǎn)時如遇電源電壓消失，電動機停止運行；此時電源電壓突發(fā)恢復(fù)正常，電機可能自行起動，從而可能造成機械設(shè)備損壞，嚴重的更可能造成人身事故），實驗室配電出線回路都需帶漏電保護器，除實驗室外的房間設(shè)照明配電箱。

繼電保護方式，10V開關(guān)柜擬采用微電腦式多功能繼電保護器來進行繼電保護。變壓器高壓側(cè)擬采用三相過流、速斷、單相接地保護及變壓器高溫報警、超高溫跳閘。變壓器低壓側(cè)總開關(guān)（斷路器）擬選用智能保護器，采用長延時、短延時、速斷保護。繼電保護采用電腦式裝置，并帶有通訊接口。

功率因數(shù)補償方式，變壓器低壓側(cè)設(shè)置成套靜電電容器自動補償裝置，以集中補償形式使高壓側(cè)功率因數(shù)提高至0.9以上。

4 計量

在用戶變電所高壓配電室設(shè)置供電局專用量電柜，高供高計方式量電。在低壓側(cè)出線回路設(shè)置數(shù)字化多功能儀表，帶電能計量并有數(shù)據(jù)輸出端口，可供業(yè)主進行內(nèi)部計量。

各層實驗室、辦公室、教室、會議室等照明、實驗用電均在樓層總箱處設(shè)置多用戶集中數(shù)字電能計量裝置，可根據(jù)業(yè)主需求設(shè)置限電、購電裝置；各層公共場所（公燈、衛(wèi)生間等）按層統(tǒng)一設(shè)置計量裝置。

各計量裝置通過RS-485總線進行聯(lián)網(wǎng)，并通過校內(nèi)網(wǎng)上傳至能源管理中心，樓內(nèi)中央空調(diào)、給水按單體建筑進行總流量計量，預(yù)留傳輸線路，信息傳至能源管理中心。

設(shè)在弱電機房內(nèi)的能源監(jiān)測系統(tǒng)主機設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、數(shù)據(jù)采集器應(yīng)由本房間內(nèi)的配電箱提供專用回路供電，并采用UPS作為備用電源，要求UPS連續(xù)供電時間不小于180分鐘。

數(shù)字水表準確度等級應(yīng)不低于2.5級，并具有累計流量的功能。熱量表計量準確度應(yīng)不低于2.0級。多功能電能表和數(shù)字電能表的精度等級應(yīng)不低于1.0級，電流互感器精度等級應(yīng)不低于0.5級。

5 配電線路及敷設(shè)方式

低壓配電間配電柜的饋電線路均采用WDZA（N）-YJY-1kV低煙無鹵A類阻燃（耐火）電纜沿電纜橋架敷設(shè)。配電總箱配或分配電箱配出線路采用WDZC（N）-YJY-1kV低煙無鹵C類阻燃（耐火）導(dǎo)線穿金屬橋架或穿管在吊頂或樓板內(nèi)敷設(shè)。分配電箱配出支線照明回路采用導(dǎo)線穿線槽或穿管在吊頂或樓板內(nèi)敷設(shè)，插座回路采用導(dǎo)線穿線槽或穿管在吊頂內(nèi)或埋地敷設(shè)，平面圖中未注明線型號者均為WDZC（N）-BYJ-750V型。平面圖中照明回路及插座回路未注導(dǎo)線根數(shù)者均為三根（除單極開關(guān)至燈具連線為二根外）。至重要設(shè)備的低壓配電線路的配電方式采用放射式，至一般設(shè)備的配電方式采用放射與樹干混合方式配電。每層設(shè)置電氣垂直豎井，電氣垂直豎井內(nèi)設(shè)置樓層配電箱及安裝垂直電纜橋架。施工結(jié)束后采用防火材料將樓板的預(yù)留孔封堵。消防控制室、消防水泵、消防電梯、防排煙風(fēng)機等消防及重要用電設(shè)備采用雙回路供電，并在最末一級配電箱處設(shè)置自動切換。且消防設(shè)備控制箱中的過負載保護只作用于報警信號而不應(yīng)作用于切斷線路。消防用電設(shè)備及其配電設(shè)均應(yīng)有明顯標志。出層配電間內(nèi)配電箱至各分配電箱的支干線采用電纜沿橋架在吊頂內(nèi)敷設(shè)或采用導(dǎo)線穿線槽或穿管在吊頂或樓板內(nèi)暗敷。由線槽引出的配電線纜穿可撓電線管保護。暗敷采用JDG（套接緊定式鍍鋅鋼導(dǎo)管）或穿SC（鋼管）保護。消防用電線路的雙電源線路分設(shè)于兩路封閉式金屬線槽或金屬橋架內(nèi)，線槽應(yīng)做防火處理，配線暗敷設(shè)時應(yīng)穿管敷設(shè)于不燃燒結(jié)構(gòu)體內(nèi)，且保護層厚度不小于30mm。消防用電線路的雙電源線路敷設(shè)在同一橋架上時，應(yīng)在其間安裝防火隔板。消防線路明敷鋼管時應(yīng)刷放火涂料。

6 照明配電

各類房間或場所的照明功率密度值均按《建筑照明設(shè)計標準》規(guī)定的目標值選取。辦公室、會議室、實驗室等均采用高光效嵌入式熒光燈。走廊、電梯前室，樓梯間采用節(jié)能燈?？照{(diào)機房、地下車庫等場所采用高光效熒光燈。消防控制中心、防排煙機房、變配電所、配電間、消防電梯機房等重要機房設(shè)置備用照明，其照度為原照度的100%。教室內(nèi)選用高光效熒光燈，管吊安裝，黑板照明單獨設(shè)置。本樓內(nèi)所有有窗房間內(nèi)的照明控制沿平行外窗方向順序設(shè)置開關(guān)，有效提高照明節(jié)能效率。疏散走道及疏散樓梯設(shè)置應(yīng)急疏散照明，應(yīng)急燈具可在滿足當?shù)叵啦块T要求下使用LED節(jié)能型光源，且疏散照明的照度值在一般區(qū)域內(nèi)不低于0.5lx，在人員密集區(qū)域不低于5lx。應(yīng)急照明電源除采用雙電源供電并在末端自切外，其燈具均選用自帶蓄電池應(yīng)急燈具，火災(zāi)時可以自動點亮，疏散指示燈具斷電持續(xù)時間大于30分鐘，消防工作區(qū)域內(nèi)燈具持續(xù)時間不小于180分鐘。

設(shè)計中所選用熒光燈具均采用高品質(zhì)、節(jié)能型、高顯色熒光燈管，并配高功率因數(shù)的電子鎮(zhèn)流器。自補償功率因數(shù)>=0.92，開敞式熒光燈的效率應(yīng)大于75%。

7 接地

本工程接地型式采用TN-S系統(tǒng)，凡在正常情況下不帶電的用電設(shè)備金屬外殼均應(yīng)與專用PE線可靠連接。采用聯(lián)合接地方式，利用大樓基礎(chǔ)樁基及承臺內(nèi)主鋼筋作接地極，接地電阻不大于0.5歐姆。變壓器中性點工作接地、防雷接地，電氣設(shè)備保護接地，電梯控制系統(tǒng)的功能接地，計算機功能接地，等電位聯(lián)結(jié)接地，及其它電子設(shè)備的功能接地合用同一接地體。

8 智慧校園的弱電系統(tǒng)

本工程利用承載網(wǎng)的方式將通信及計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、能源監(jiān)控及管理系統(tǒng)集中在一起，利用統(tǒng)一的傳輸平臺，有效的節(jié)省了信號傳輸網(wǎng)絡(luò)的投資。在校園內(nèi)統(tǒng)一設(shè)置能耗監(jiān)控與管理系統(tǒng)，對各建筑內(nèi)水、暖、電各項能耗進行分類分項計量，并將數(shù)據(jù)傳輸至校園能源管理中心主機進行分析整理，為學(xué)校后勤管理的決策提供強有力的數(shù)據(jù)支持。根據(jù)智慧校園要求在較大的教室內(nèi)設(shè)置考試視頻監(jiān)控系統(tǒng)（獨立于視頻安防系統(tǒng)）；還設(shè)置了多媒體教學(xué)系統(tǒng)和信息發(fā)布系統(tǒng)。設(shè)置了覆蓋全樓的無線WIFI系統(tǒng)。

參考文獻

[1]JGJ16-2008.民用建筑電氣設(shè)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2008.

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