某商业大厦供配电系统设计综述

某商业大厦供配电系统设计综述

发表时间：2017-11-23T16:26:26.120Z 来源：《电力设备》2017年第19期作者：吕少锋

[导读] 摘要：一类高层建筑在供配电系统的设计上有着严格的标准和要求，在设计中需要满足以及电力负荷的运行标准。（筑博设计股份有限公司广东深圳 518000）

摘要：一类高层建筑在供配电系统的设计上有着严格的标准和要求，在设计中需要满足以及电力负荷的运行标准。因此，本文以广东省深圳市某高层建筑为例，全面的分析供配电系统的设计内容，为其他城市高层建筑的供配电设计提供参考。

关键词：商业大厦；供配电系统；负荷计算

引言

随着城市现代化建设的不断发展，城市中高层建筑逐渐增加，需要我们对于高层建筑的供配电系统安全性及可靠性给予更多关注。本文以较典型的一类高层公共建筑供配电系统为例，探讨各系统的有效解决方案，以提高供配电系统的设计应用水平。

一、项目概况

本工程为某高层商业大厦。建筑总面积约为12.6万平方米，总用地面积为1.49万平方米，建筑总高度为146米，地上共39层。地下室共3层，功能为地下车库，设备用房及一个中大型超市。地面1~6层为裙房商业购物中心，包括银行，餐饮，影院等。塔楼是1座39层商务公寓。

二、负荷等级分类

本项目为大型商业综合体项目，包括一个中型超市、商务公寓、影院、餐饮等，负荷类型复杂，故设计阶段对供电负荷的分类非常重要。

（一）负荷的分类及供电方式

高层建筑具有成本高、人员密集的特点，因此需要设计安全可靠的供电系统保障高层建筑的正常运作和人们的生命财产安全。当高层建筑物遇到火灾时，相关的消防设备和报警系统都需要供电系统来维持。因此在高层供电系统中需要设定科学合理的电力负荷等级，保障建筑供电设备的稳定性和可靠性。本项目的负荷分类如下：

一级负荷：消防控制室、火灾自动报警及联动控制装置、火灾应急照明及疏散指示标志、防烟及排烟设施、自动灭火系统、消防水泵、消防电梯及其排水泵、电动的防火卷帘及门窗以及阀门等消防用电，走道照明、值班照明、警卫照明、障碍照明用电，主要业务和计算机系统用电，安防系统用电，电子信息设备机房用电，客梯用电，排污泵、生活水泵用电，商场备用照明，其中商场经营管理用计算机系统用电等。

二级负荷：甲等电影院的照明与放映用电，商场自动扶梯、空调用电；

三级负荷：除一级、二级负荷以外的其它负荷；

三、负荷计算

项目商业购物中心面积约4W平方，其中餐饮比重较大，而且不同类型、不同饮食文化背景的餐饮差别也很大，以及后期商业招商需求变化的不确定性，需要设计人员在施工图设计前期对项目的运营策划有较深度的理解和把握。另外目前的规范和技术措施没有对商业项目中不同类别的商铺参数指标进行细化，工程设计中的负荷计算缺少依据，大多数情况只能根据设计人员凭借以往的工程经验进行预估。商业部分进行负荷计算时，首先与开发商销售管理部门进行良好沟通，初步确定各层的业态形式和用电性质。这是电气负荷计算的基础依据，其次商业的单位面积用电负荷指标也很重要且复杂，由于该项目位于城市中心区，大型餐饮需求旺盛，经过与甲方协商，商业部分除影院外，商业全部按重餐饮计算用电负荷，单位用电指标为250W/平方。

另外地下超市的供配电系统与商业分开，独立设置变配电房，超市为非自营超市，初步确认为华润进驻，用电负荷参照《全国民用建筑工程设计技术措施》80~120W/平方进行计算。塔楼商务公寓部分的用电负荷按50W/平方计算。

四、高低压供电系统接线形式

（1）高压采用10KV环网供电，由市政电网一路环进、一路环出。10KV中压配电系统采用单母线分段设母联的运行方式；高压配出回路采用放射式供电，进出中压的线路采用上进上出的走线方式。

（2）低压为单母线分段运行，母线之间设手动联络开关，当其中一台变压器停电或出现故障时，应切除部分非重要负荷后合上联络开关，以保证重要负荷的供电；低压主进线开关与联系开关之间设电气联锁，任何情况下只能合其中的两个开关，以保证变压器不并列运行。

（3）10KV继电保护：在高压进线设三相定时限过流保护、电流速断保护；在出线柜设定过负荷保护和短路保护及温度保护；在母联柜设定过负荷保护和短路保护。

（4）计量装置设计：商业及超市负荷的变压器在变电所设置高压总计量；商务公寓及地下室负荷变压器在低压配电柜上设专用计量小室，公寓和商铺末端设置分户计量。

（5）功率因数补偿：在变配电室低压侧设功率因数集中自动补偿装置，电容器组采用自动循环投切方式，要求补偿后的功率因数折算到高压侧不小于0.92。

（6）本工程在变电所的高低压配电柜设置电力自动监控系统，同时作为能耗监控系统对照明、动力、空调等负荷进行电能计量和分析。监测10KV开关柜进出线的电压、电流、功率因数、有功及无功功率，并监测各台变压器的温度。

五、变配电房的设置

根据负荷计算结果以及负荷分类情况，本工程的变压器总安装容量为10250KVA，经与供电部门反复协商，分别在项目的东西两侧设置2个变电所为建筑所有负荷供电。东侧为1#变电所，位于公寓塔楼正下方地下一层，分别设置三台变压器（2x800KVA+1x1000KVA）供高层商务公寓用电，以及三台商业专用变压器（3x1250KVA）和两台超市专用变压器（2x1250KVA）。西侧负一层为2#变电所，设置两台商业专用变压器（2x1600KVA）。

根据供电公司对10KV电源容量的规定，每路最大负荷为12000KV左右，故本项目采用一路环网供电满足要求。

在变电所平面布置的设计中，除了满足规范要求以外，还需要考虑高压柜，变压器，和低压柜按供电顺序布置，尤其是低压配电柜馈出电缆的走向顺畅，值班人员巡视方便等问题，如不认真考虑会造成施工时电缆交叉，绕远路，浪费建筑空间以及管理不便等问题。

六、应急电源及低压配电设计

本工程（除超市外）选用一台柴油发电机组，安装容量为1500kW，作为第三路电源；当两路10kV市电同时出现停电、缺相、电压或频率超出范围时自动启动，或根据需要可以手动启动柴油发电机；柴油发电机自带联机并网装置，可以根据需要起动运行；当市电恢复

30~60S（可调）后，自动恢复市电供电，柴油发电机组经冷却延时后自动停机。超市部分设置一台648kW柴油发电机组供超市的消防负荷以及一级重要负荷（包括超市的冷柜、扶梯、鱼区等）的备用电源。

根据供配电系统的相关要求，需要符合系统简便、安全稳定、经济适用的设计要求。因此在该项目中低压配电系统在设计上负荷不超过3级。一级标准为变电所的低压配电柜，二级标准为商场集中电表箱、弱点机房配电箱以及各个楼层的配电箱，三级标准为办公区域的配电箱、商场应急照明系统配电箱、动力控制系统配电箱、商铺配电箱。

其中照明系统负荷、动力系统负荷、重要发挥以及消防系统负荷都需要进行独立的配电设计。而建筑中公共照明、应急照明、办公区域用电以及小容量动力用电等都可以按照各个楼层的负荷分布情况选择分区树干式的配电设计。而其他大容量的照明、动力负荷以及其他系统负荷可以采用放射性的配电设计。

七、结论

总而言之，当前我国的高层建筑具有成本高、体积大、消防标准高、人员密集等特点，因此需要保证建筑设计中供配电系统的安全可靠。尤其是在一类高层建筑中，供配电系统需要按照一级电力负荷标准进行设计安装。因此需要设计人员在供配电系统设计中严格的按照相关标准来执行，保障供配电系统的科学合理。

参考文献：

[1]王仕涛.对高层建筑电气工程供配电系统设计分析[A].北京中外软信息技术研究院.2016：1.

[2]高斌.浅谈高层建筑电气工程供配电系统设计[J].绿色环保建材，2016，02：89-90.