山西能源学院校区电力工程设计方案

张 磊

(太原市市政工程设计研究院，山西 太原 030001)

山西能源学院校区电力工程设计方案

张 磊

(太原市市政工程设计研究院，山西 太原 030001)

结合山西能源学院新校区的电力设计实例，分析了该校区的电力负荷等级，根据其用电指标，制定了具体的供配电设计方案，并探讨了室外电力管路的敷设方式，从而保证学校电能的安全稳定供应。

电力负荷，变压器，电缆敷设

0 引言

随着经济对能源需求的旺盛增长，全国煤炭工业呈现出快速发展的态势。经山西省人民政府批准，在山西煤炭管理干部学院的基础上，组建“山西能源学院”。

电能的安全稳定供应成为学校学习、生活得以正常持续的基础，因此供配电系统设计，应着眼于安全、可靠、优质、经济的基本要求，立足于节能、低碳和可持续发展的理念。本设计首先对能源学校进行负荷估算，选择相应的变压器台数和容量，从而确定其具体的供电系统。再对其外网电缆敷设进行论述，选择合理、经济的敷设方式。

1 工程概况

山西能源学院新校区建设规模：在校标准生总数6 000人考虑。新校区规划占地面积约620.15亩，建筑总面积规划约22万m2，净容积率0.60左右。学校位于纬六街以南，新建路以东，纬五街(学院街)以北。

2 工程设计

2.1 现状分析

校区现状为农田，无供配电设施。在校区东南角处规划新建市政110 kV大学城变电站一座。

2.2 负荷等级分析

新建校区工程为一级负荷用户，教学楼及公寓楼均为多层建筑物。校区内消防设备用电、应急照明、消防保安控制室、网络机房为一级负荷；生活水泵、动力中心的用电为一级负荷；中水泵、潜水泵、电梯为二级负荷；实验室用电、教学楼照明、学生公寓及办公用电为三级负荷。

2.3 供配电设计

根据用电指标采用单位容量法对不同使用性质的建筑物分别作负荷估算。

根据山西能源学院的用地性质以及发展规模，参照相应的用电标准，对其用电负荷进行预测。学生公寓按照每平方米用电负荷20 W计算；教工公寓按照每平方米用电负荷35 W计算；公共建筑按照每平方米用电负荷20 W～30 W计算、空调用电负荷60 W。除教学楼按20%考虑空调负荷，其他公共建筑按50%考虑空调负荷。

供电电源：新校区由本地块东南角规划的110 kV变电站提供二路10 kV专用电源。

电压等级：为减少电压层次，按照我国现行的电压标准，校区按照两个电压层次考虑，中压供电电压为10 kV，低压配电为0.4 kV/0.23 kV。

全校区设置1座10 kV开闭所，9座10/0.4 kV变配电所。

1)在校区的东南角区域设置一座10 kV中心开闭站(与1号变配电室合建)。

2)1号变配电室内设置两台变压器，供电范围包括实验中心、能源经济、电气工程及其自动化楼、机械设计制造及其自动化等。变压器安装容量约为：1 550 kVA。拟设置两台800 kVA变压器。

3)2号变配电室内设两台变压器，供电范围包括行政中心、会议中心等。变压器安装容量约为：1 010 kVA。拟设置两台500 kVA 变压器。

4)3号变配电室内设两台变压器，供电范围包括综合教学楼等。变压器安装容量约为：1 560 kVA。拟设置两台800 kVA 变压器。

5)4号变配电室内设两台变压器，供电范围包括新能源科学与工程楼、能源与动力工程楼、资源勘查工程楼、安全工程楼、采矿工程楼等。变压器安装容量约为：1 250 kVA。拟设置两台630 kVA 变压器。

6)5号变配电室内设两台变压器，供电范围包括男生公寓、体育场等。变压器安装容量约为：1 240 kVA。拟设置两台630 kVA 变压器。

7)6号变配电室内设两台变压器，供电范围包括图书馆、学生活动中心等。变压器安装容量约为：1 000 kVA。拟设置两台500 kVA 变压器。

8)7号变配电室内设两台变压器，供电范围包括食堂、后勤服务中心。变压器安装容量约为：1 200 kVA。拟设置两台630 kVA变压器。

9)8号变配电室内设两台变压器，供电范围包括女生公寓等。变压器安装容量约为：1 200 kVA。拟设置两台630 kVA变压器。

10)9号变配电室内设两台变压器，供电范围包括教师公寓、体育馆(预留)等。变压器安装容量约为：1 000 kVA。拟设置两台500 kVA变压器。

本工程总计预估变压器安装容量为：11 240 kVA。10 kV中心开闭站设置在校区的东南角，其余变配电室均为建筑物内设备用房。

2.4 10/0.4 kV变配电所及10 kV校园中心开闭站

本工程自市政外网引来两路10 kV高压电源至校区中心开闭站，再由此引出高压配电回路至1号～9号变配电室。高压供电方式为双路环式供电。

各区段变配电室内的两路高压电源同时供电，并列运行。高压为单母线分段接线方式，高压侧设手动联络开关，与两路进线开关互锁。平时各自承担总负荷的一半，当其中一路高压电源故障时，另一路能够承担全部一、二级负荷用电。计量方式为中心开闭站设高压计量，各级分变配电室低压侧设总计量。采用在配电变压器低压母线上设置自动调节式静电电容器柜的集中补偿方式，补偿后的功率因数达到0.95。高压配电室内设手车式真空断路器开关柜，低压柜选用抽屉柜。为方便电缆走线，变配电室下方设有电缆沟。

2.5 室外电力管路敷设

1)0.4 kV低压直埋电缆敷设。室外低压电缆均采用YJV22低压电缆直埋敷设，电缆埋深大于0.7 m,电缆上下各铺0.1 m厚细砂,并加保护盖板电缆,其覆盖宽度应超过电缆两侧各50 mm(见图1)。回填砂土中不应有石块或其他硬杂物，不准回填垃圾土等不符合要求的土。除特殊标注外其余穿越道路及连廊处每根电缆均穿DN150热浸塑钢管保护。

电缆沟槽、检查井基坑全部采用人工开挖。挖方时可视土质情况适当放坡。沟内有积水时应排干再回填。

电缆转弯时大于电缆外径20倍，电缆转弯端及末端埋设标志桩。各变配电室至出户低压电缆检查井段采用电缆穿DN200热浸塑钢管敷设方式。

2)10 kV中压排管敷设。中压(10 kV)进线部分敷设4根DN200涂塑钢管混凝土包封敷设,主路部分敷设16根MPP160/6管混凝土包封敷设(见图2)。过路管道为DN150热浸塑钢管。

a.电缆排管的埋设深度不应小于0.8 m；管道在车行道下面敷设时，不应小于1.0 m。

b.电缆排管应有不小于0.3%的排水坡度。

c.电缆排管连接处，管孔应对准，接缝应严密，不得有地下水和泥浆渗入。

排管要求：电缆管不应有穿孔，裂缝和显著的凹凸不平，内壁应光滑；金属电缆管不应有严重锈蚀。硬质塑料管不得用在温度过高或过低的场所。在易受机械损伤的地方和在受力较大处直埋时，应采用足够强度的管材。

电缆管的加工及连接应符合下列要求：管口应无毛刺和尖锐棱角。电缆排管管材采用MPP160/6管。两电缆检查井间的排管坡度不小于3‰回填时，管中间空隙采用混凝土现浇，混凝土采用C20细石混凝土,排管两侧，管顶上回填土要求无杂质黄土，逐层夯实,压实系数不小于0.93。电缆管在弯制后，不应有裂缝和显著的凹瘪现象，其弯扁程度不宜大于管子外径的10%；电缆管的弯曲半径不应小于所穿入电缆的最小允许弯曲半径。回填土应由人工将其填入沟内，回填应逐层进行，回填时请用方木棒捣固棒进行捣固。

3 结语

本次设计完成了对山西能源学院校区电气设计。节约能源是现在社会的发展趋势，所以在满足建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下，应尽可能减少建设投资，最大限度的减少电能与各个资源的消耗。选用节能设备、均衡负荷、补偿无功、减少线路消耗、降低运行与维护费用，提高能源的综合利用率，提高设备运行效率，减少电能的直接或间接损耗。设计时尽可能提高电能质量、合理调整负荷、选取合理的设计系数、在特殊用电的情况下选择合理的节能措施，提高负荷率和设备利用率节约电能。在民用建筑电气工程设计的过程中要贯彻适用、安全、经济合理、技术先进的原则。

[1] JGJ 16—2008，民用建筑电气设计规范[S].

[2] GB 50054—2011，低压配电设计规范[S].

[3] GB 50053—2013，20 kV及以下变电所设计规范[S].

[4] JGJ 310—2013，教育建筑电气设计规范[S].

[5] 全国民用建筑措施——电气[Z].2009.

[6] GB 50217—2007，电力工程电缆设计规范[S].

[7] 12系列建筑标准设计图集[Z].

[8] 中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册[M].第3版.北京：中国电力出版社，2006.

[9] 唐 海.建筑电气设计与施工[M].第2版.北京：中国建筑工业出版社,2010.

On campus power projects at Shanxi Energy College

Zhang Lei

(TaiyuanMunicipalEngineeringDesignInstitute,Taiyuan030001,China)

Combining with the power design in the new campus of Shanxi Energy College,the paper analyzes the power load levels at the campus,makes out the design scheme for the power supply and distribution according to its power use indexes,and explores the pavement approaches for the outdoor power strategies,so as to ensure the safe and stable supply of the power of the college.

power load,transformer,cable pavement

2015-10-14

张 磊(1982- )，男，工程师

1009-6825(2015)36-0126-02

TU852 < class="emphasis_bold">文献标识码：A

A