民用建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計

張少杰

（廣州市設(shè)計院，廣東 廣州 510620）

0 引言

建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計的目的，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，同時還要考慮技術(shù)與經(jīng)濟的統(tǒng)一。為了保證電氣設(shè)計的合理性及系統(tǒng)的安全運行，建筑師除了向電氣專業(yè)提供正確的設(shè)計基礎(chǔ)資料外，設(shè)計中更應(yīng)結(jié)合電氣專業(yè)的要求和特點，為設(shè)備、線路的安裝配置及運行維護提供必要的安全空間和通道，選擇恰當?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)萬達廣場住宅地塊項目為例，就民用建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計實踐中的一些問題，如設(shè)計的思路、負荷計算、配電整合、提高民用建筑供電系統(tǒng)的安全可靠性等進行梳理和總結(jié)。

1 項目簡介

呼和浩特萬達廣場住宅銷售物業(yè)地塊位于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特市回民區(qū)。項目占地面積為7.69萬m2，總建筑面積39.79萬m2。項目分為A、B、C三個地塊，由12棟32層高層住宅及底商和地下車庫組成。住宅均為100m以內(nèi)一類高層住宅建筑，地下車庫為I類車庫。地下車庫不設(shè)計機械停車為，其中C地塊地下車庫為地下二層，并局部建有二等人員掩蔽部和人防物資庫。在本地塊西北側(cè)距離本項目約2.3km已建設(shè)110kV攸攸板區(qū)域變電站，同時在本地塊東北側(cè)距離本項目約1.2km正在建設(shè)一新110kV區(qū)域變電站，預(yù)計2015年底投產(chǎn)使用，可以滿足本項目竣工使用功能。市政所有高壓路由均沿本項目東側(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，又有具有商業(yè)用電要求的底商，同時由于當?shù)毓╇娋謱用裼秒?、居民公共用電、地下停車庫用電、商業(yè)用電均采用不同的收費標準，使其供電系統(tǒng)變得相對復(fù)雜和煩瑣。

2.1 負荷分級

根據(jù)國家相關(guān)標準、規(guī)范，負荷計算應(yīng)按平時設(shè)備的計算負荷與消防設(shè)備的計算負荷兩者中的最大者進行統(tǒng)計，因此首先需要對整個項目分別按平時和消防列出負荷等級用電負荷。

2.1.1 平時負荷分級

本項目為一類高層住宅建筑，同時地下車庫不設(shè)機械停車設(shè)備，其平時負荷分級見表1。

2.1.2 消防負荷分級

本項目為一類高層住宅建筑和I類車庫，其消防負荷分級見表2。

表2 本項目消防負荷分級

2.2 負荷估算

由于本項目的設(shè)計周期較長，前期許多設(shè)備功率難以確定，負荷計算采用需要系數(shù)法和單位指標相結(jié)合的方法。參照萬達集團建造標準及實際設(shè)計的部分，其住宅用電指標按70W/m2（不含住宅公共區(qū)），住宅底商全部按餐飲考慮為300W/m2，地下車庫按20W/m2，住宅動力按100kW/單元進行設(shè)計，計算結(jié)果見表3。

表3 呼和浩特回民區(qū)萬達廣場銷售物業(yè)負荷估算

3 供配電設(shè)計

3.110 kV/0.4kV低壓配變電所的設(shè)計

3.1.110 kV/0.4kV低壓配變電所的初步設(shè)計思路

當?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、地下車庫用電應(yīng)有不同的變壓器進行供電，但各變壓器可以自由組合共用配變電所。

因當?shù)貙Ω鞣N負荷性質(zhì)收費單價均不一樣，同時按萬達集團建造標準中的低壓供電半徑不超過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6個10kV/0.4kV配變電所。

3.1.2 按消防負荷及大容量電機啟動要求校核配變電所

本項目中車庫配變電所（4#配變電所）在消防時需要為車庫消防負荷進行供電，同時存在大功率啟動設(shè)備如消防水泵等。因此需要按消防負荷進行與電動機啟動時電壓損失進行校驗。整個地庫一共由20個防火分區(qū)組成（其中地下二層為6個防火分區(qū)），每個防火分區(qū)按消防是照明需要P1=5kW設(shè)計，同時根據(jù)設(shè)備專業(yè)初步提資消防風(fēng)機、防火卷簾門按每個防火分區(qū)P2=65kW設(shè)計，消防水泵按噴淋泵P3=75kW、消火栓泵P4=110kW設(shè)計?？紤]火災(zāi)不可能同時在幾個防火分區(qū)內(nèi)發(fā)生，因此消防負荷計算僅考慮所有防火分區(qū)應(yīng)急照明、消防報警等設(shè)備（按P5=20kW設(shè)計）、消防水泵、相鄰4～6個防火分區(qū)消防設(shè)備用電進行復(fù)核。

按變壓器負載率β不超過85%進行設(shè)計，變壓器容量應(yīng)為：

功率因數(shù)cosφ按補償后不低于0.95計算，可得出變壓器額定容量Sn為749kVA，本設(shè)計選擇變壓器為800kVA，可以滿足要求，對于消防水泵啟動對變壓器容量的要求，根據(jù)《工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊》表6-19只要滿足需要直接啟動的電動機容量不超過變壓器額定容量的30%即可，本項目車庫變電所變壓器容量的30%為240kVA遠遠大于需要消防水泵總?cè)萘?85kW，同時對于大容量水泵一般要求降壓啟動，故完全可以不進行校驗。

3.2 開閉所的設(shè)計

根據(jù)當?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荷10000kVA，可穩(wěn)定滿足用電負荷9000kVA左右，結(jié)合3.2負荷計算結(jié)果同時考慮本建筑含有大量僅需要1路高壓的三級負荷，因此僅建設(shè)1個10kV開閉所。

3.3 供電系統(tǒng)主接線

為了滿足一級負荷供電要求，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負荷，大部分均為三級負荷，同時按供電部門計量要求，本項目開閉所采用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

建筑供配電設(shè)計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秩序，提供穩(wěn)定和諧的活動環(huán)境。其中，通過智能化的操作手段進行管理和規(guī)劃成為大多數(shù)工、商業(yè)建筑供配電設(shè)計選擇。因此，我們應(yīng)當立足現(xiàn)實，綜合各個方面考慮問題，實現(xiàn)建筑的節(jié)能減排目的，使我國的建設(shè)發(fā)生質(zhì)的飛躍。