某商业综合楼供配电设计

2015-10-31高晓红

建材与装饰 2015年17期

关键词：综合楼电气设计发电机

高晓红

（嘉博（福建）联合设计有限公司　福建　福州　350001）

某商业综合楼供配电设计

高晓红

（嘉博（福建）联合设计有限公司福建福州350001）

近年，随着经济的发展，人民生活品质日趋提高，城市商业综合体如雨后春笋日趋增多。本文结合某工程实例，对商业综合楼建筑的配电系统作了具体的分析和叙述，对电气主接线、低压配电干线及用电负荷等方面进行了总结，希望与同行起到交流与参考的作用。

商业综合楼；主结线；配电干线；负荷等级

1　工程概况

1.1建筑概况

本工程为商业综合楼，计容建筑面积9.5万m2。地上建筑面积为9.5万m2，1～7层为集中商业，主要功能为商业、餐饮、影院、健身房及KTV等，属一类高层公共建筑；地下建筑面积为5.3万m2，共2层，地下一层为超市、店面、机动车库及设备用房等，地下二层主要为机动车库（属Ⅰ类车库）。

1.2负荷等级及电源配置

本工程负荷分级参照《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）以及《商店建筑设计规范》（JGJ48-2014）执行。本工程的消防设备、应急照明、消防控制室用电、主要业务和计算机系统用电、安防系统用电、走道照明、商场和超市营业厅的备用照明、事故照明、客梯、排污泵、生活水泵、车库用电等为一级负荷。其中商场超市计算机系统用电为一级负荷中特别重要负荷。商场和超市的自动扶梯、经营用冷冻、冷藏系统电力为二级负荷。其它用电属三级负荷。

根据当地电网实际情况，引两路相互独立的10kV电源供电，另外，为保证消防等用电设备的供电可靠性，除超市部分商业，设置一台自启动柴油发电机组（下称商业发电机）作为一级负荷中特别重要负荷及消防负荷的备用电源，当市电停电时发电机组在30s内自动启动投入供电。超市部分，根据业主要求以及消防要求，设置一台专用柴油发电机（下称超市发电机）组作为超市内消防负荷等的备用电源。

特别重要负荷如超市收银系统、保安系统等均另行配置UPS作为应急电源；除设置智能疏散照明系统外的应急照明灯及疏散指示标志灯自带蓄电池，以保证发电机投入供电前的过渡电源。

1.3供电变压器及发电机设置

根据本工程的功能分布情况以及用电设备分类，采用需要系数法进行负荷计算，本工程除三台空调高压冷机容量699kW×3外，其他总设备容量为17926kW，总计算负荷为14341kW，变压器装机总容量为19200kVA，变压器平均负荷率为0.83。其中1#、2#商业专用变配电室变压器装机容量均为4×2000kVA，分别供应综合楼的南北各半的商业用电；超市专用变配电室变压器装机容量为2×1600kVA，供应超市部分用电。负荷计算时，未计入消防设备及其他与用电高峰错开的用电设备的容量。

经计算，商业发电机平时负荷为1065kW（即当市电停电时，发电机所需提供的用电量）；商业发电机消防负荷为1086kW（即火灾发生且市电失电时，发电机所需提供的最大用电量）。根据上述计算，并结合最大单台电动机启动需要、启动电动机时发电机母线容许电压降、可靠系数等因素，确定发电机容量为1200kW。超市由业主要求，在满足消防供电容量的情况下配置了一台400kW的柴油发电机组。

根据当地电力部门情况，变配电室及发电机房均设于地下一层。

2　电气主结线

图1为本工程商场部分电气主结线示意图。

如图1所示，高压系统采用单母线分段运行，两路市电同时供电，各带约50％容量，100％互为备用。当其中一路电源因故障停电时，由另一路电源供给全部一、二级负荷。进线柜及母联柜三个真空断路器采用电气机械联锁，保证最多只能同时合闸两个，确保两路10kV市电不并列。

图1　变电所电气主结线示意图

供电变压器根据《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）第4.3.1～4.3.3条的规定选择。当单体建筑规模比较大，供电负荷较大时，可选择多台大容量供电变压器，多台变压器宜组成每两台成一组的组合。低压供电母线采用“两进线一母联”的接线形式，平时变电所的变压器均分列运行，当其中一台变压器故障或检修时，则可以切除部分空调等非保证负荷，闭合低压母联开关，由另一台变压器负担大楼的消防、照明等重要负荷的供电。只有当两路高压电源均中断且两台主变进线断路器QF1～2均断开时，QF4才能合闸，发电机才能投入运行，对消防负荷以及一级负荷中的特别重要负荷进行供电。所有消防设备用电均采用双回路供电，并按规范要求在末端设ATS自动切换装置。

3　低压配电干线

低压配电线路原则上按以下要求设计：一级负荷中重要性高、容量大的设备，如消防水泵、消防电梯、消防风机、消控中心、客梯等设备，采用双回路末端自动切换的供电方式；应急照明、防火卷帘等容量小的设备按防火分区设置主/备用电源配电箱进行供电；二级负荷中，由于商场扶梯多且分散，本工程商场扶梯采用底层设置总双电源切换箱放射式供电方式，以提高供电可靠性；大容量设备（如冷水机组、空调水泵等）直接由低压配电柜放射式供电。应注意的是，所有双电源供电的主用、备用回路均应分别引自变电所两台不同主变的母线段。

4　电缆电线的选择和敷设

商业综合楼由于用电负荷大，其干线电力线路的选型和敷设方式是电气设计中比较烦琐的问题。根据《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）第7.4.1条第2点，对一类高层建筑以及重要的公共场所等防火要求高的建筑物，应采用阻燃低烟无卤交联聚乙烯绝缘电力电缆、电线……再依据图集《建筑电气常用数据》（04DX101-1）第6-64页表6.122可查，本工程属于电线电缆一级使用场所，故电缆阻燃级别为B级。

由于本工程为商业综合楼，建筑平面复杂，人员高度密集，防火要求级别高，经过消防性能化论证，当地消防部门要求消防水泵及消控中心等消防负荷的配电干线均采用矿物绝缘电缆，配电支线按规范要求采用WDZBN-YJY-耐火阻燃低烟无卤电缆。

由于封闭式母线槽载流量大且灵活性高，对于大容量配电干线而言，封闭式母线完美的体现了它的优势。本楼1～7层均为商铺，用电容量大且招商过程存在太多的不确定性，因此，运用封闭式母线槽配电，充分的发挥了母线槽的特定优势。其他普通用电选用WDZB-YJY-阻燃低烟无卤电缆。

根据《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）第7.4.3条，导体敷设的环境温度要求，在封闭的强电间发热量大，会造成导体载流量下降，故暖通专业应予考虑适当排风。配电干线在变配电室内段的敷设用开场式电缆托盘，变配电室到电气竖井段采用封闭式防火电缆桥架敷设，在电气竖井内的敷设全部采用电缆明敷固定在阶梯式电缆梯架上。这样，就比较有效地解决了安装施工及上述问题，也方便于今后的检修和维护。楼层中的分支线路尽可能地采用钢管暗敷在墙壁和楼板内，若需明敷时，定要在钢管上喷涂防火涂料。各层电气竖井内的楼板孔洞在施工完毕后应做防火封堵。

5　智能疏散照明系统

根据消防性能化论证结果，本商业综合楼上部公共部位均采用集中供电数字点式监控智能消防应急疏散照明系统（集中电源集中控制型）。

（1）本系统由智能监控主机、智能（直流）中央电池主站、安全电压型智能（点式）控制器分机、安全电压类集中电源点式监控型标志灯、安全电压类集中电源点式监控型照明灯等设备组成。在消控中心设置一台控制器主机，多台中央电池主站，分别向该区域提供电池（应急）电源，并将所有监控主机信息传输到总消防控制室的智能中央监控主站中。

（2）本系统保证系统所有设备灯具受到监控，以使火灾发生时能够确保提供快速可靠的照明。本应急照明系统备用电源的持续供电时间不少于60min。

（3）所有末端灯具光源均采用高亮度LED专用灯具，根据《建规》与《高规》中的规定，照度要求及灯具选型原则如下：

①疏散走道≥1.0lx，人员密集场所≥2.0lx，采用安全电压类应急照明灯3W。

②楼梯间、前室或合用前室≥5lx，采用安全电压类应急照明灯3W。

（4）控制器主机、智能（直流）电池主站、智能（点式）控制器分机均分配唯一地址；末端灯具均带有独立的地址码并自带传感器，能够保证其唯一可识别性及可控性；能够满足日常管理及火灾疏散方案的不同控制要求。

（5）末端灯具本体内均不带蓄电池，以便能够减少后期维护的工作量，降低维护难度；同时智能电池主站能够自动监控电池组状态，并自动实现充放电管理，以延长系统整体应急电源的使用寿命，并降低系统电源（蓄电池）更换的成本。

（6）系统通讯控制采用操作简单、成熟可靠的CAN-BUS（二线）总线方式，要求系统通讯电源为系统自身独立供应，在火灾发生后，不受市电状况影响。

（7）系统供电主干线路采用高压供电（AC220V或DC216V），确保具有良好的供电范围。系统控制分机设备正常工作电源均取自各控制分机所在设备间内本区域应急照明（或应急电源）配电箱出线回路，备用电源（即应急电源）取自中央电池主站。