北京地区保障性住宅建筑电气主要机房设计要点初探

2022-11-03吴乔恩

工程建设与设计 2022年19期

吴乔恩

（北京市住宅产业化集团有限公司，北京100073）

1 引言

住房问题既是民生问题也是发展问题，关系千家万户切身利益，关系人民安居乐业，关系经济社会发展全局，关系社会和谐稳定。因此，近年来我国加大了保障性住房的建设力度。以北京为例，租购并举、以租为主的住房保障供应体系初步建立。

电气专业作为建筑设计必不可少的组成部分，在保障房建设的过程中发挥着重要的作用。主要涉及方案比选、电气主接线型式选择、机房选址、设备选型、供配电系统、照明、防雷接地、智能化系统等诸多方面，电气设计的优劣对于成本和后期的管控均有较大影响。机房的建设在电气设计中是非常重要的，涉及选址、系统型式等，因此，本文重点剖析主要机房的设计要点，以指导后续工程建设的开展。

2 北京城市副中心某保障性住宅项目概况

住宅建筑不同于公共建筑，尤其是北京地区，相比于外地，有一些特殊的做法。本文以北京城市副中心某保障性住宅项目为依托，结合设计工作经验，对其电气设计要点进行剖析，重点论述主要机房的相关设计要求。

本工程依据北京市发展和改革委员会关于北京城市副中心住房项目前期工作函（京发改（前期）【2018】90 号）及北京市规划和自然资源委员会通州分局关于北京城市副中心住房项目（0701 街区）A#地块规划设计方案的审查意见进行设计。项目分为3 个子项，即A01 子项为住宅，A02 子项为增配商业，A03 子项为车库。总建筑面积190 811.79 m2，其中地上建筑面积112 833.5 m2，地下建筑面积77 609.62m2。住宅楼均为装配式纵肋剪力墙结构，增配为钢筋混凝土框架结构，汽车库为钢筋混凝土框架结构。

2.1 机房的设置和选址

2.1.1 开闭站

开闭站是指设有中压进出线配电装置，用于中压电缆线路分段、联络及中压侧功率的再分配。按使用场所可分为户内环网单元和户外环网单元；按结构可分为整体式和间隔式。根据GB/T 50293—2014《城市电力规划规范》可知：高电压线路伸入市区，可根据电网需求，建设110 kV 及以上电压等级开关站；当66～220 kV 变电站的二次侧35 kV 或10（20）kV 出线走廊受到限制，或者35 kV 或10（20）kV 配电装置间隔不足，且无扩建余地时，宜规划建设开关站[1]；10（20）kV 开关站应根据负荷的分布与特点布置；10（20）kV 开关站宜与10（20）kV 配电室联体建设，且宜考虑与公共建筑物混合建设；10（20）kV 开关站规划用地面积控制指标宜符合表1 的规定。

表1 10（20）kV 开关站规划用地面积控制指标

10 kV 开闭站的选址依据依法批准的城市中低压配网规划及控制性详细规划，由供电部门与城市规划行政主管部门共同进行选址，并确定出线路路径，沿市政道路布置，并于用电负荷中心设置。开闭站的设计属电力单位进行设计，但应遵循以下原则：

1）10 kV 开关站应根据负荷的分布与特点布置。

2）开关站宜采用单母线分段接线，开关站电源应采用电缆线路。

3）双路电源进线的开关站，馈电出线宜为10～12 路，最大允许接入负荷，按照每路10 kV 电源线路实际运行的高峰负荷考虑，所带最大负荷不能超过单一电源线路的额定载流量，即不超过额定载流量的50%。

4）开关站可采用两用一备电源的三路电源接线形式，馈电出线宜为10～16 回。三路电源至少有一路来自不同方向变电站。三路电源进线的开关站，最大允许接入负荷，按照双路10 kV 电源电缆额定载流量的100%考虑，另一路电源作为备用电源。

5）在距电源变电站距离较远，且需要较多分支的电缆网，可建设开关站。

6）开关站10 kV 设备采用具有“五防”闭锁功能的金属铠装移开式开关柜，也可采用气体绝缘断路器柜；断路器配置电动操作机构，具有综合微机保护和配电自动化远方遥控功能；直流110 V 系统采用高频开关一体化装置；设置2 台30 kV·A干式变压器作为站用电。

2.1.2 分界室

分界室为高基自管户和供电局产权分界的房间。根据DB11/T 1894—2021《10 kV 及以下配电网设施配置技术规范》[2]第7.6 条电缆分界设施可知：10 kV 用户接入电缆网时，应建设电缆分界设施；电缆分界设施所配置的环网柜应安装用于隔离10 kV 供电用户内部故障的断路器；断路器或负荷开关配置电动操作机构，具有配电自动化远方遥控功能；电操机构操作电源宜选用直流48 V，环网柜内安装电压互感器。

本工程在A12 地块地下1 层设置高基电缆分界室，在A11 地下1 层和A12 地下1 层各设置一个变配电室。供用电双方按产权归属确定的资产、运行维护的责任分界点。公用低压线路供电的，以供电接户线用户端最后支撑物为分界点，支撑物属于供电企业。10 kV 及以下公用高压线路供电的，以用户的厂界外或配电室前的第一断路器或第一支撑物为分界点，第一断路器或第一支撑物属于供电企业。高压自管户的电源分界点为地下1 层高压配电室电源进线柜内进线开关的进线端。由市政引入本工程高压配电室的两路10 kV 电源线路，高压分界小室属城市供电部门，低基变配电室属于高压局管户，电源自该园区开闭站引来。

2.1.3 变电所

高、低基变电所的选址应接近负荷中心，接近电源测，方便出线及运输，满足GB 50053—2013《20 kV 及以下变电所设计规范》[3]2.0.1 条要求。本工程设2 个自管变配电室和4 个局管变配电室，见图1。自管变配电室电源从市政引入10 kV 双重电源线路，电源分别引自不会同时损坏的两个上级电源，每路均能承担本工程全部一、二级以上负荷，两路10 kV 电源同时工作，互为备用。双路10 kV 电缆从A12 地块东北侧穿管埋地引入设在地下一层的1 号低基变配电室（二进八出）后，分别引出两个双路10 kV（这种入户形式既有利于计量又节约了业主方的成本）。一路双10 kV 至地下1 层高基电缆分界室（二进六出），从分界室经高压线槽引入高基变配电室自管。另一双路10 kV 引至2 号Π 接室后进入低基配电室局管（二进六出），最终至4 号低基变配电室（二进六出）。局管高压采用小电阻（不接地）接地型式。同时采用高压计量，在高压进线开关前加装计量表，可以测量有功、无功、功率因数等数据。减少计量管理工作量，最大限度地满足计量要求，可控性大。

图1 本工程供电方案

2.1.4 配电室

1）公用配电室

公用配电室的电气设备应符合GB 50052—2009《供配电系统设计规范》等国家和行业的技术标准；公用配电室10 kV设备采用负荷开关柜；负荷开关配置电动操作机构，具有配电自动化远方遥控功能；公用配电室内配电变压器应采用节能环保型、低损耗、低噪声变压器，接线组别为Dyn11；配变可根据环境的需要采用干式变压器或油浸式变压器，油变应采用免维护、全密封节能型变压器，干式变压器应带有外壳、温控、风机；低压开关柜可根据情况选用全封闭固定分隔式开关柜、抽屉式成套柜或固定式成套柜设备；分段开关宜采用框架式空气断路器，低压进线开关宜采用框架式断路器，低压出线开关宜采用塑壳断路器，并配置电子脱扣器；在B 类及以上地区的公用配电室应预留发电车电源接入接口，公用配电室临近道路建设，并预留发电车临时电缆的接入设施。

2）用户配电室

10 kV 侧符合以下条件时，宜选用断路器柜：（1）进线所带变压器总容量大于3 200 k V·A 或单台干式变压器容量在1 250 kV·A 及以上或单台油浸式变压器容量在800 kV·A 及以上时；（2）由220 kV 变电站直接供电时；（3）对供电可靠性要求高时。

10 kV 配电室进线所带变压器总容量小于3 200 kV·A（含3 200 kV·A）且单台干式变压器容量在1 250 kV·A 以下或单台油浸式变压器容量在800 kV·A 以下时，可选用SF6 或真空环网开关柜；采用环网开关柜时，变压器出线单元应采用负荷开关熔断器组，馈线单元应装设故障指示器；非独立建筑的配电室，应采用无油化配电设备。安装于公建内的10 kV 配电室应选用干式节能型变压器；独立建筑配电室建有变压器间时，可选用全密封的油浸式变压器，宜选用S13 或其他节能型变压器；低压主开关、联络开关应配置至少带有长延时、短延时保护功能的电子脱扣器，馈线开关宜配置至少带有长延时、瞬时保护功能的电子脱扣器；低压联络开关应装设自动投切及自动解环装置；用户应根据自身需求选择加装应急自备电源；重要用户的用户配电室宜预留发电车电源接入接口，满足发电车的接入条件。

2.2 电气竖井

保障房一大特色就是最大限度地保证得房率。因此，户型设计相对紧凑。本项目多采用一梯两户，主要有95 m2、115 m2、138 m2等户型。分户计量，采用智能电表，设置在电气竖井中。

1）强弱电宜分开布置。通常保障房为保证中间套户型的北侧厨卫采光，需要借助走廊缺口部分作为采光开口，所以电井的宽度受到很大的限制。若强弱电井布置在一起，则从绝对宽度上限制了采光，操作空间狭小，同时强弱电井并排布置，也会面临在电井门口出现埋管过于集中导致结构不好处理的问题。因此，强、弱电井分开布置相对更有利于采光、操作和防止干扰。考虑到尽可能提高得房率的要求，管井的尺寸要求严格，且基本都借助于公共走廊作为检修空间。

2）电气竖井内确保能安装智能电表箱、配电箱、线槽、接地干线等设备。常见电井大样见图2 和图3。

图2 强电电井大样

图3 弱电电井大样

3）电气竖井布线应遵照GB 50054—2011《低压配电设计规范》。电气竖井垂直布线时，其固定及垂直干线与分支干线的连接方式，应能防止顶部最大垂直变位和层间垂直变位对干线的影响，以及导线及金属保护管、罩等自重所带来的荷载（荷重）影响；电气竖井内垂直布线采用大容量单芯电缆、大容量母线作干线时，应符合载流量要留有裕度，分支容易、安装可靠，安装及维修方便和造价经济。另外，由于保障房的特殊性，本项目为节约空间，采用走廊作为检修通道[4]。

低压出线电缆选用WDZ-YJY-1kV 低烟无卤超A 类阻燃电力电缆，工作温度：90 ℃；变配电室消防双电源出线、末端双电源出线采用WDZN-YJY-0.6/1 kV 交联聚乙烯绝缘聚乙烯护套电力电缆低烟阻燃耐火电缆。电缆桥架均为托盘无孔式系列。电缆桥架水平安装时，支架间距不大于1.5 m；垂直安装时，支架间距不大于2 m；首端、终端、进出接线盒、转角处，0.5 m 内设置支架。平面中桥架所注安装高度为最低高度，通常为桥架顶距梁底100 mm。安装时需根据现场情况，若上部无设备应尽量往上抬，但应满足安装电缆所需空间，在吊顶内安装时，底距吊顶应大于50 mm。电缆T 接或分支处，可采用优质绝缘穿刺线夹，以达到良好的电气接触及绝缘、防水、防腐蚀的要求。

本工程在楼板、混凝土结构内暗敷的SC 管均为热镀锌钢管。在吊顶内敷设的直径为40 mm 以下的镀锌钢管可为冷镀锌套接紧定式壁厚1.6～1.75 mm 的JDJ 钢导管电线管。

控制线为WDZ-KVV 聚氯乙烯绝缘，聚氯乙烯护套铜芯阻燃控制电缆，与消防有关的控制线为WDZN-KVV 聚氯乙烯绝缘，聚氯乙烯护套铜芯耐火控制电缆[5]。

2.3 强/弱电管线优化设计

在有地下车库的小区内，为了减少小区地埋管数量，方便强/弱电敷设、检修，减少施工成本，在有地下室的区域强/弱电管线宜布置到地下车库内，采用强/弱电桥架方式敷设；强/弱电管线应采用管群的方式敷设，室外管群地埋至检修井改变地埋深度后进入地下车库，并进行桥架敷设；（220/380 V）的电气线路应采用符合安全和防火要求的敷设方式配线，导线应采用铜线。