基于20 kV电源的某城市综合体变配电系统方案选择分析

李 凯, 周玉娟

(1.南京金宸建筑设计有限公司, 江苏 南京 200036;2.江苏开放大学, 江苏 南京 210036)

0 引 言

近年,随着经济的发展和城镇化建设的推进,城市综合体项目建设在全国范围内蓬勃发展。城市综合体项目功能复杂、容积率高、建筑面积大,对资源的需求远超一般建筑,其中供配电系统作为城市综合体的能源供应系统,是确保综合体建筑正常运转的基本。

供配电系统设计涉及现有供电条件、占地面积、系统型式、投资成本、运营维护等多方面问题。因此,如何根据现有城市电网、地理位置、负荷容量、综合节能降耗等多技术因素和经济因素,提出合理的变配电系统方案是综合体工程电气设计的关键。

1 设计依据和电压等级的确定

根据GB/T 50293—2014《城市电力规划规范》[1]中第6.2.1条,城市电网电压等级应符合现行国家标准GB/T 156—2007《标准电压》的规定。标准GB/T 156—2007确定的城网标准电压包括交流1 000 kV、750 kV、500 kV、330 kV、220 kV、110(66) kV、35 kV、10(20) kV和220/380 V。

江苏省地方标准DB32/T 1088—2007《电力用户业扩工程技术规范》[2]中第7.3.2.3条规定:城区或高新技术(经济)开发区内的用户申请容量超过8 000 kVA,且附近无35kV供电条件时,可采用10 kV多回路供电,受电变压器(含直配的高压电机)总容量不宜大于20 MVA;第7.3.3.1条规定:用户申请容量在8 MVA以上、30 MVA及以下时,宜采用35 kV电压等级供电。

2 项目概况

某城市综合体项目位于南京市河西地区,总建筑面积为36.236 8万m2,其中自持商业面积为10.110 7万m2,公寓面积为4.06万m2,办公面积为3.7万m2,金街面积为3.442 1万m2。根据物业及业态功能,共设置6座分变电所,用电总负荷为28 600 kVA。

负荷容量统计如表1所示。

表1 负荷容量统计

根据规范要求,该工程宜采用35 kV电压等级供电,但是项目建设地区电业部门无法提供35 kV电压电源,只能提供电压等级为20 kV的供电电源。因此,结合现有供电电源条件,确定供电电压等级为20 kV[3-5]。

3 变配电系统方案

(1) 方案一。方案一供电拓扑结构如图1所示。由供电部门引入两路20 kV电源进线至-1F的20 kV用户总开关室,经20 kV高压配电设备将20 kV电源送至各区域变配电室,再经20/0.4 kV变压器降压至0.4 kV。

图1 方案一供电拓扑结构

(2) 方案二。方案二供电拓扑结构如图2所示。由供电部门引入两路20 kV电源进线至-1F的20 kV用户总开关室,经2台20/10 kV

主变压器,降压至10 kV后,再由10 kV中压配电室内的中压配电设备将10 kV电源送至各区域变配电室,经10/0.4 kV变压器降压至0.4 kV[6]。

图2 方案二供电拓扑结构

4 两种供电方案对比

方案一(20/0.4 kV)投资估算如表2所示。方案二(20 kV/10 kV/0.4 kV)投资估算如表3所示。

表2 方案一(20/0.4 kV)投资估算

两种20 kV供配电系统方案对比如表4所示。

表3 方案二(20 kV/10 kV/0.4 kV)投资估算

表4 两种20 kV供配电系统方案对比

两种20 kV供配电系统短路电流计算对比如表5所示。

表5 两种20 kV供配电系统短路电流计算对比

备注:16 000 kVA的20/10 kV变压器属于非标准产品,其短路阻抗无数据可查,仅以SCB11 2 000 kVA作低压侧的短路电流比较。

5 结 语

(1) 采用方案一(20/0.4 kV直供方案)在经济性、运营及维护管理、设备运输、设备用房方面比方案二(20 kV/10 kV/0.4 kV二级降压方案)占有优势。

(2) 方案一对于10 kV高压电动机的电源需求不满足,对于单台电机设备容量500 kW(800 RT)左右,建议采用低压机组。

(3) 方案二需要2台16 000 kVA的20/10 kV变压器(非标定制),根据DB32/T 1088—2007的相关要求,大于30 000 kVA容量的用户单位应采用110 kV供电,将会给项目建设带来诸多不便。

综上分析,在周边城市电网供电电源为20 kV的限定条件下,商业项目的供配电型式宜选用20 kV进线直接降压(20 kV/0.4 kV)初步方案。后期的深入设计需进一步结合具体项目的负荷容量、分变电所设置、业态类型等因素综合考虑,设计更详尽、更完整、更具有针对性的供电方案。