浅谈高校综合楼供配电设计

张健

摘 要：文章结合工程实例，介绍高层综合楼供配电相关设计内容。希望通过文章的分析与论述，能够为相关人员提供一定的参考与借鉴。

关键词：综合楼；供配电；负荷等级

引言

供配电系统是电力系统的重要组成部分，也是电气设计的重要环节。本文结合天津某高校新校区综合楼实例，对供配电相关设计内容做了一些阐述，供同行参考。

1 工程概况及设计依据

本项目位于天津某高校新校区内（已竣工投入使用），总建筑面积38234.1平方米，地上建筑面积32834.3平方米，地下建筑面积5399.8平方米。其中建工学院19989.5平方米，环境学院13545.6平方米。本工程属于多层公共建筑，最高点高度21.85米，建筑层数地上五层，地下一层。地下室局部为人防，战时为甲级、常六级、核六级二等人员掩蔽所。

设计依据主要为：（1）业主提供的设计任务书及相关专业提供的条件；（2）现行国家及地方的规范及标准。建筑功能及使用方的使用要求作为设计依据，直接影响供电区域的划分和供电系统的建立，合理的供配电设计能够更好服务项目的整体经营和可靠运行。

2 负荷等级

本工程属于高等院校，为多层综合楼，楼内消防负荷及重要用电设备按一级负荷要求供电（主要包括：消防设备、应急照明、计算机系统用电、安防系统、电子信息设备机房、客梯电力、潜污泵等电源），另楼内为校区提供弱电服务的网络汇聚点内供电电源按一级负荷供电，其余用电设备按三级负荷供电。人防供电要求，战时：战时通信用电及应急照明为战时一级负荷；各防护单元内战时风机、潜水泵、三种通风方式装置系统及部分平时照明为战时二级负荷，其它均为战时三级负荷。平时：应急照明、排烟风机、消防补风机、防火卷帘门等消防用电为一级负荷，其它均为三级负荷。本工程非消防一级负荷：185kW；消防负荷一级负荷：310kW。

3 供电电源及负荷状况

本工程地下一层设置一座变配电所，本变配电所向本地块组团内A、B、C楼供电，本项目为A楼。拟考虑采用10kV专线进线供电。考虑本工程实际使用情况，按照当地供电部门及业主的要求，变配电所，共计引入二路10kV专线进线，且此二路10kV应属双重电源（即当一路电源发生故障时，别一路不至于同时受到损坏）且任一路电源均可以负担楼内一、二级负荷供电。

高压侧主接线拟考虑采取单母线分段。

变电器低压侧主接线拟考虑采取单母线分段，为本楼供电的两台变压器间设母联开关，采用手动联络方式，电气加机械联锁，平时分列运行，当用户高压电缆故障或一台变压器检修或故障时，另一台变压器可带全全部消防及重要负荷。

由于本楼内有两个学院，在本楼一层左右两侧靠近负荷中心的区域分别设置低压配电间，由变电所低压电缆引来电源，再进行二次分配，便于不同学院后期管理与维护。

由于本楼属于综合楼，兼具教学、实验、办公、会议等功能，在实验室内分别设置普通照明配电箱和实验动力设备配电箱（防止实验设备的冲击电流对照明系统造成影响；也便于实验设备的配电，较灵活，供电安全及可靠性提高），对于容量较大的实验室负荷或重要负荷从低压配电室放射式配电（配电线故障互不影响，提高供电的可靠性，以免影响其他用户正常用电）；重要实验室单独设置接地装置，精密仪器设备加失压保护装置（因为电动机正常运转时如遇电源电压消失，电动机停止运行；此时电源电压突发恢复正常，电机可能自行起动，从而可能造成机械设备损坏，严重的更可能造成人身事故），实验室配电出线回路都需带漏电保护器，除实验室外的房间设照明配电箱。

继电保护方式，10V开关柜拟采用微电脑式多功能继电保护器来进行继电保护。变压器高压侧拟采用三相过流、速断、单相接地保护及变压器高温报警、超高温跳闸。变压器低压侧总开关（断路器）拟选用智能保护器，采用长延时、短延时、速断保护。继电保护采用电脑式装置，并带有通讯接口。

功率因数补偿方式，变压器低压侧设置成套静电电容器自动补偿装置，以集中补偿形式使高壓侧功率因数提高至0.9以上。

4 计量

在用户变电所高压配电室设置供电局专用量电柜，高供高计方式量电。在低压侧出线回路设置数字化多功能仪表，带电能计量并有数据输出端口，可供业主进行内部计量。

各层实验室、办公室、教室、会议室等照明、实验用电均在楼层总箱处设置多用户集中数字电能计量装置，可根据业主需求设置限电、购电装置；各层公共场所（公灯、卫生间等）按层统一设置计量装置。

各计量装置通过RS-485总线进行联网，并通过校内网上传至能源管理中心，楼内中央空调、给水按单体建筑进行总流量计量，预留传输线路，信息传至能源管理中心。

设在弱电机房内的能源监测系统主机设备、数据传输设备、数据采集器应由本房间内的配电箱提供专用回路供电，并采用UPS作为备用电源，要求UPS连续供电时间不小于180分钟。

数字水表准确度等级应不低于2.5级，并具有累计流量的功能。热量表计量准确度应不低于2.0级。多功能电能表和数字电能表的精度等级应不低于1.0级，电流互感器精度等级应不低于0.5级。

5 配电线路及敷设方式

低压配电间配电柜的馈电线路均采用WDZA（N）-YJY-1kV低烟无卤A类阻燃（耐火）电缆沿电缆桥架敷设。配电总箱配或分配电箱配出线路采用WDZC（N）-YJY-1kV低烟无卤C类阻燃（耐火）导线穿金属桥架或穿管在吊顶或楼板内敷设。分配电箱配出支线照明回路采用导线穿线槽或穿管在吊顶或楼板内敷设，插座回路采用导线穿线槽或穿管在吊顶内或埋地敷设，平面图中未注明线型号者均为WDZC（N）-BYJ-750V型。平面图中照明回路及插座回路未注导线根数者均为三根（除单极开关至灯具连线为二根外）。至重要设备的低压配电线路的配电方式采用放射式，至一般设备的配电方式采用放射与树干混合方式配电。每层设置电气垂直竖井，电气垂直竖井内设置楼层配电箱及安装垂直电缆桥架。施工结束后采用防火材料将楼板的预留孔封堵。消防控制室、消防水泵、消防电梯、防排烟风机等消防及重要用电设备采用双回路供电，并在最末一级配电箱处设置自动切换。且消防设备控制箱中的过负载保护只作用于报警信号而不应作用于切断线路。消防用电设备及其配电设均应有明显标志。出层配电间内配电箱至各分配电箱的支干线采用电缆沿桥架在吊顶内敷设或采用导线穿线槽或穿管在吊顶或楼板内暗敷。由线槽引出的配电线缆穿可挠电线管保护。暗敷采用JDG（套接紧定式镀锌钢导管）或穿SC（钢管）保护。消防用电线路的双电源线路分设于两路封闭式金属线槽或金属桥架内，线槽应做防火处理，配线暗敷设时应穿管敷设于不燃烧结构体内，且保护层厚度不小于30mm。消防用电线路的双电源线路敷设在同一桥架上时，应在其间安装防火隔板。消防线路明敷钢管时应刷放火涂料。

6 照明配电

各类房间或场所的照明功率密度值均按《建筑照明设计标准》规定的目标值选取。办公室、会议室、实验室等均采用高光效嵌入式荧光灯。走廊、电梯前室，楼梯间采用节能灯。空调机房、地下车库等场所采用高光效荧光灯。消防控制中心、防排烟机房、变配电所、配电间、消防电梯机房等重要机房设置备用照明，其照度为原照度的100%。教室内选用高光效荧光灯，管吊安装，黑板照明单独设置。本楼内所有有窗房间内的照明控制沿平行外窗方向顺序设置开关，有效提高照明节能效率。疏散走道及疏散樓梯设置应急疏散照明，应急灯具可在满足当地消防部门要求下使用LED节能型光源，且疏散照明的照度值在一般区域内不低于0.5lx，在人员密集区域不低于5lx。应急照明电源除采用双电源供电并在末端自切外，其灯具均选用自带蓄电池应急灯具，火灾时可以自动点亮，疏散指示灯具断电持续时间大于30分钟，消防工作区域内灯具持续时间不小于180分钟。

设计中所选用荧光灯具均采用高品质、节能型、高显色荧光灯管，并配高功率因数的电子镇流器。自补偿功率因数>=0.92，开敞式荧光灯的效率应大于75%。

7 接地

本工程接地型式采用TN-S系统，凡在正常情况下不带电的用电设备金属外壳均应与专用PE线可靠连接。采用联合接地方式，利用大楼基础桩基及承台内主钢筋作接地极，接地电阻不大于0.5欧姆。变压器中性点工作接地、防雷接地，电气设备保护接地，电梯控制系统的功能接地，计算机功能接地，等电位联结接地，及其它电子设备的功能接地合用同一接地体。

8 智慧校园的弱电系统

本工程利用承载网的方式将通信及计算机网络系统、能源监控及管理系统集中在一起，利用统一的传输平台，有效的节省了信号传输网络的投资。在校园内统一设置能耗监控与管理系统，对各建筑内水、暖、电各项能耗进行分类分项计量，并将数据传输至校园能源管理中心主机进行分析整理，为学校后勤管理的决策提供强有力的数据支持。根据智慧校园要求在较大的教室内设置考试视频监控系统（独立于视频安防系统）；还设置了多媒体教学系统和信息发布系统。设置了覆盖全楼的无线WIFI系统。

参考文献

[1]JGJ16-2008.民用建筑电气设规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[2]工业与民用配电设计手册（第三版）[M].北京：中国电力出版社，2005.