民用建筑供配电系统设计

2021-07-12张少杰

建材与装饰 2021年20期

张少杰

（广州市设计院，广东广州 510620）

0 引言

建筑供配电系统设计的目的，就是要采用一切可能的技术手段，在数量上和质量上满足各种用电设备在正常工作状况下的不同用电要求，保证供电的安全和可靠，同时还要考虑技术与经济的统一。为了保证电气设计的合理性及系统的安全运行，建筑师除了向电气专业提供正确的设计基础资料外，设计中更应结合电气专业的要求和特点，为设备、线路的安装配置及运行维护提供必要的安全空间和通道，选择恰当的位置和相互关系，并在建筑结构上采取必要的措施，防止电气部分与建筑的其他各部分在检修或事故情况下相互影响。本文以呼和浩特回民区万达广场住宅地块项目为例，就民用建筑供配电系统设计实践中的一些问题，如设计的思路、负荷计算、配电整合、提高民用建筑供电系统的安全可靠性等进行梳理和总结。

1 项目简介

呼和浩特万达广场住宅销售物业地块位于内蒙古自治区呼和浩特市回民区。项目占地面积为7.69万m2，总建筑面积39.79万m2。项目分为A、B、C三个地块，由12栋32层高层住宅及底商和地下车库组成。住宅均为100m以内一类高层住宅建筑，地下车库为I类车库。地下车库不设计机械停车为，其中C地块地下车库为地下二层，并局部建有二等人员掩蔽部和人防物资库。在本地块西北侧距离本项目约2.3km已建设110kV攸攸板区域变电站，同时在本地块东北侧距离本项目约1.2km正在建设一新110kV区域变电站，预计2015年底投产使用，可以满足本项目竣工使用功能。市政所有高压路由均沿本项目东侧市政路敷设。

2 供电方案

本地块整体功能虽是一住宅小区，但由于其建筑体积大，既有高层住宅、大型车库，又有具有商业用电要求的底商，同时由于当地供电局对居民用电、居民公共用电、地下停车库用电、商业用电均采用不同的收费标准，使其供电系统变得相对复杂和烦琐。

2.1 负荷分级

根据国家相关标准、规范，负荷计算应按平时设备的计算负荷与消防设备的计算负荷两者中的最大者进行统计，因此首先需要对整个项目分别按平时和消防列出负荷等级用电负荷。

2.1.1 平时负荷分级

本项目为一类高层住宅建筑，同时地下车库不设机械停车设备，其平时负荷分级见表1。

2.1.2 消防负荷分级

本项目为一类高层住宅建筑和I类车库，其消防负荷分级见表2。

表2 本项目消防负荷分级

2.2 负荷估算

由于本项目的设计周期较长，前期许多设备功率难以确定，负荷计算采用需要系数法和单位指标相结合的方法。参照万达集团建造标准及实际设计的部分，其住宅用电指标按70W/m2（不含住宅公共区），住宅底商全部按餐饮考虑为300W/m2，地下车库按20W/m2，住宅动力按100kW/单元进行设计，计算结果见表3。

表3 呼和浩特回民区万达广场销售物业负荷估算

3 供配电设计

3.110 kV/0.4kV低压配变电所的设计

3.1.110 kV/0.4kV低压配变电所的初步设计思路

当地供电部门要求居民户内照明用电、商业用电、居民公共用电、地下车库用电应有不同的变压器进行供电，但各变压器可以自由组合共用配变电所。

因当地对各种负荷性质收费单价均不一样，同时按万达集团建造标准中的低压供电半径不超过250m的供电要求，为了节省设备用房和节约工程建设成本，本工程共设计6个10kV/0.4kV配变电所。

3.1.2 按消防负荷及大容量电机启动要求校核配变电所

本项目中车库配变电所（4#配变电所）在消防时需要为车库消防负荷进行供电，同时存在大功率启动设备如消防水泵等。因此需要按消防负荷进行与电动机启动时电压损失进行校验。整个地库一共由20个防火分区组成（其中地下二层为6个防火分区），每个防火分区按消防是照明需要P1=5kW设计，同时根据设备专业初步提资消防风机、防火卷帘门按每个防火分区P2=65kW设计，消防水泵按喷淋泵P3=75kW、消火栓泵P4=110kW设计。考虑火灾不可能同时在几个防火分区内发生，因此消防负荷计算仅考虑所有防火分区应急照明、消防报警等设备（按P5=20kW设计）、消防水泵、相邻4～6个防火分区消防设备用电进行复核。

按变压器负载率β不超过85%进行设计，变压器容量应为：

功率因数cosφ按补偿后不低于0.95计算，可得出变压器额定容量Sn为749kVA，本设计选择变压器为800kVA，可以满足要求，对于消防水泵启动对变压器容量的要求，根据《工业与民用配电设计手册》表6-19只要满足需要直接启动的电动机容量不超过变压器额定容量的30%即可，本项目车库变电所变压器容量的30%为240kVA远远大于需要消防水泵总容量185kW，同时对于大容量水泵一般要求降压启动，故完全可以不进行校验。

3.2 开闭所的设计

根据当地供电部门要求，开闭所最大转接容量可以做到20000kVA，每回10kV电缆最大可满足用电负荷10000kVA，可稳定满足用电负荷9000kVA左右，结合3.2负荷计算结果同时考虑本建筑含有大量仅需要1路高压的三级负荷，因此仅建设1个10kV开闭所。

3.3 供电系统主接线

为了满足一级负荷供电要求，本地块并拟分别从已建攸攸板110kV区域变电站和新建110kV区域变电站各引1路10kV高压电缆，每路高压电缆均带约10000kVA用电容量。靠虑本地块仅含有少量的一级负荷，大部分均为三级负荷，同时按供电部门计量要求，本项目开闭所采用10kV单母线分段接线方式，开闭所至各10kV/0.4kV配变电所采用放射式配电。