高層辦公建筑中豎向供電干線及租戶配電電氣方案

張 娜

[科進柏誠工程技術(shù)(北京)有限公司 上海分公司, 上海 200052]

0 引 言

隨著城市的快速建設(shè)發(fā)展,高層辦公樓頗受市場的青睞。高層辦公樓多以租賃為主,供電穩(wěn)定性以及出租的靈活性一直是關(guān)注的焦點。

本文對高層辦公建筑中供電主干干線及租戶配電電表箱進行相關(guān)分析,為電氣設(shè)計人員提供參考。

1 辦公區(qū)域供電主干干線

1.1 供電豎向干線

根據(jù)不同業(yè)主需求,辦公干線的設(shè)置有多種不同的形式,本文分析目前區(qū)域供電主要幾種主流設(shè)置方式。

1.1.1 方案一:單母線供電(母線槽100%供電)

單母線供電接線示意圖如圖1所示。

單母線供電,即從低壓配電柜引出單根母線槽配電至各辦公樓層,敷設(shè)在辦公樓強電間內(nèi),每層設(shè)插接箱。單根母線槽的載流量可以承擔服務(wù)范圍內(nèi)整個辦公區(qū)的用電。單母線供電具有如下特點。

(1) 供電可靠性:較低,一旦母線槽發(fā)生故障或檢修時,母線槽供電樓層均斷電且恢復(fù)時間較長。

圖1單母線供電接線示意圖

(2) 強電井道面積:最小。

(3) 冗余性:無冗余。

(4) 供電靈活性:基本沒有靈活性。

(5) 維護便捷性:較簡單,供電系統(tǒng)線路簡單,設(shè)備少。

(6) 系統(tǒng)造價:最少。

1.1.2 方案二:雙母線供電(預(yù)留母線插接口)

雙母線供電接線示意圖如圖2所示。

圖2 雙母線供電接線示意圖

雙母線供電,即從同一變電所內(nèi)不同電源的低壓配電柜分別引出2根母線槽供電至各棟樓的辦公樓層強電間內(nèi),母線槽所敷設(shè)路徑的樓層設(shè)置插接口,按設(shè)計供電樓層設(shè)置插接箱。而該方案又可根據(jù)單根母線負荷比重有不同的形式:① 單根母線槽的載流量可以負擔服務(wù)范圍內(nèi)整個辦公區(qū)50%的用電;供電可靠性:單根母線槽故障,仍有獲取電源的措施,當另一根母線槽有余量時,供少部分電量,但操作之前須根據(jù)母線槽負載率考慮防過載措施。② 單根母線槽的載流量可以負擔服務(wù)范圍內(nèi)整個辦公區(qū)75%的用電;供電可靠性:較高,當其中一根母線槽故障時,另一根母線槽可以承擔故障母線槽的用電量,可以保證重要用電的可靠性,但操作之前須根據(jù)母線槽負載率考慮防過載措施。③ 單根母線槽的載流量可以負擔服務(wù)范圍內(nèi)整個辦公區(qū)的用電。供電可靠性:最高,當其中一根母線槽故障時,另一根母線槽可以完全承擔整個辦公區(qū)的用電,可直接操作[1-2]。

雙母線供電具有如下特點。

(1) 強電井道面積:最大。

(2) 冗余性:有冗余。

(3) 供電靈活性:較靈活。

(4) 維護便捷性:較繁瑣,母線槽數(shù)量多。

(5) 系統(tǒng)造價:最高。

1.1.3 方案三:低區(qū)雙母線供電(低區(qū)雙母線供電,高區(qū)單母線)

低區(qū)雙母線供電接線示意圖如圖3所示。

圖3 低區(qū)雙母線供電接線示意圖

低區(qū)雙母線供電,即從同一變電所內(nèi)不同電源的低壓配電柜分別引出2根母線槽供電,其中一根母線槽敷設(shè)至所供電區(qū)域樓層的50%(即低區(qū)),另一根母線槽敷設(shè)至所有樓層,母線槽所敷設(shè)路徑的樓層設(shè)置插接口,按設(shè)計供電樓層設(shè)置插接箱。該方案又可根據(jù)單根母線負荷比重有不同的形式:母線槽2承擔高區(qū)所有用電,母線槽1承擔低區(qū)所有用電。供電可靠性:

(1) 單根母線槽故障,低區(qū)仍可切換電源,當?shù)蛥^(qū)另一根母線槽有余量時?？商峁┥俨糠蛛娏?但操作之前須根據(jù)母線槽負載率考慮防過載措施。

(2) 母線槽2除供高區(qū)用電量外,還須供應(yīng)低區(qū)50%的租戶用電量,容量約75%服務(wù)區(qū)域的辦公用電量;母線槽1承擔低區(qū)所有用電。供電可靠性:母線槽1故障時,仍可由母線槽2提供低區(qū)辦公50%的用電量,但操作之前須根據(jù)母線槽負載率考慮防過載措施。

(3) 母線槽2除供高區(qū)用電量外,還須供應(yīng)低區(qū)全部的租戶用電量;母線槽1承擔低區(qū)所有用電。供電可靠性:母線槽1故障時,仍可由母線槽2提供低區(qū)辦公全部用電量,可直接操作。

低區(qū)雙母線供電接線示意圖具有如下特點。

(1) 強電井道面積:一般。

(2) 冗余性:部分冗余。

(3) 供電靈活性:部分具有靈活性。

(4) 維護便捷性:簡單便捷。

(5) 系統(tǒng)造價:一般。

1.2 供電干線方案分析

3種主流供電方式都能應(yīng)用于辦公區(qū)域配電系統(tǒng),技術(shù)上均可行,但應(yīng)結(jié)合項目自身辦公樓的性質(zhì)、母線槽實際負載率、投資成本、后期擴展性發(fā)展等因素綜合性考慮[3-4]。

2 辦公區(qū)域租戶電表箱設(shè)置方案

2.1 概 述

高層辦公建筑分割多樣性,在前期可能無法確定,由于租戶數(shù)量不確定,因此租戶配電箱出線回路也無法確定,如實際招租時每層不是一個租戶,最終需要重新設(shè)計施工會造成二次浪費。從租戶數(shù)量不確定、配電柜內(nèi)開關(guān)安裝及預(yù)留方式、電表箱內(nèi)預(yù)留電變的方式等進行討論分析。

考慮辦公樓層可能部分整層租賃,部分分割出租,一般最多分割為8租戶。某項目辦公樓標準層面積2 525 m2,若整層租賃,公共區(qū)域無需環(huán)形走道,去掉核心筒面積,則租戶區(qū)的租賃面積約為1 900 m2。若分割出租,則公區(qū)需設(shè)置環(huán)形走道,實際租戶區(qū)總租賃面積更小。

2.2 租戶電源配電箱設(shè)置

租戶電源配電箱安裝在各層強電間,箱內(nèi)設(shè)置1個400 A的總進線塑殼斷路器、進線斷路器處的相關(guān)計量表具、電涌保護器(SPD)、剩余電流火災(zāi)報警系統(tǒng)等設(shè)備,母排等均安裝到位。在配電箱內(nèi)預(yù)留8個250 A的出線斷路器安裝空間(100 A、160 A、250 A斷路器外形尺寸一致)及相應(yīng)的出線電流互感器安裝空間。

若整層租賃,則租戶可在物業(yè)的配合下直接從400 A的總進線斷路器下接駁電源至本層租戶用戶配電箱。經(jīng)計算,400 A斷路器可滿足整層供電容量要求:供電指標0.07 kW/m2,容量133 kW,計算電流252.6 A,配置熱磁式400/315 A開關(guān)(框架/脫扣),整定值315 A。

若本層為分割出租,因租戶電源配電箱內(nèi)已預(yù)留8個斷路器安裝空間,物業(yè)可根據(jù)租戶的申請,依據(jù)租戶面積安裝相應(yīng)的出線斷路器,供租戶接駁電源至本層租戶用戶配電箱。

2.3 租戶電表箱設(shè)置

考慮獨立設(shè)置租戶電表箱,安裝在樓層強電間,內(nèi)置數(shù)字化電能表,有功電能計量精度可達0.5級以上,帶RS-485或RS-232通信接口。電壓、電流信號通過安裝于租戶電源配電箱內(nèi)出線回路上相應(yīng)的互感器取得。

租戶電表箱考慮2種方案。

(1) 方案一(電表箱內(nèi)配置多回路電表)。多回路電表是指一塊電表最多能測量4路三相電壓、電流、功率、電能等數(shù)據(jù)。按項目要求最多8個租戶的情況,則2塊電表可覆蓋所有的電能計量要求。按此配置,電表箱尺寸約為480 mm×580 mm×200 mm,箱內(nèi)安裝1塊多回路電表(可滿足1～4個租戶的計量要求),可預(yù)留1塊多回路電表安裝空間(可滿足5～8個租戶的計量要求)。

(2) 方案二(電表箱內(nèi)配置單回路電表)。單回路電表是指一塊電表最多能測量1路三相電壓、電流、功率、電能等數(shù)據(jù)。按項目要求最多8個租戶的情況,則最多需8塊電表才能滿足電能計量要求。按此配置,電表箱尺寸約為700 mm×1 600 mm×300 mm,箱內(nèi)可安裝8塊單回路電表。一次設(shè)計時安裝此電表箱并安裝1塊計量表到位,其余位置僅預(yù)留空間而不安裝電表。如整層租賃,則直接采用已安裝的電表計量。當有2個及以上出線回路(租戶)時,相應(yīng)地增加電表安裝。

2種方案優(yōu)缺點分析如下:

(1) 方案一(電表箱內(nèi)配置多回路電表)。優(yōu)點:電表箱尺寸較小、安裝緊湊,對強電間空間要求低;如后期運營須增加計量回路,在多回路計量電表范圍內(nèi)只需增加電流互感器。缺點:電表故障影響范圍較大;如單個電表出現(xiàn)故障,將可能影響最大4個回路(即4個租戶)。

(2) 方案二(電表箱內(nèi)配置單回路電表)。優(yōu)點:計量表具布置清晰(一表一回路),表具之間互不干擾。缺點:電表箱所占空間較大;未來多租戶時成本有所增加。

2.4 分析及建議

綜上分析,租戶電源配電箱內(nèi)建議設(shè)置1個400 A的總進線斷路器,在配電箱內(nèi)預(yù)留8個出線斷路器安裝空間,可同時滿足租賃及分割出租(最多8個租戶)的供電要求,并減少因二次設(shè)計而產(chǎn)生的浪費。

對于電表箱內(nèi)配置,2種方案均可以。如果強電間內(nèi)空間有限,則可考慮采用方案一,配置1塊多回路電表,另預(yù)留1塊多回路電表安裝空間。此方案可同時滿足整層租賃及分割出租(8個租戶)的供電要求,另所需電表箱尺寸較小,減少強電間所需的空間;且當1～4個租戶時,無需增加電表,即可調(diào)整計量回路數(shù)量,相對擴展靈活性較好。但如果物業(yè)管理對多回路電表一旦故障會擴大影響范圍有擔心,則可考慮方案二。

3 結(jié) 語

介紹了高層辦公豎向干線幾種主流設(shè)置方式,分析了辦公區(qū)域租戶電表箱設(shè)置方案,可為電氣設(shè)計人員提供參考。