综合大楼变配电设计探讨

综合大楼变配电设计探讨

作者：欧红来

来源：《沿海企业与科技》2010年第01期

[摘要]为适应建筑用电特点及发展趋势,笔者结合多年的设计经验, 对某综合大楼的配电设计作了简捷的总结,以供参考。 [关键词]综合大楼;配电设计

[作者简介]欧红来,广州市番禺建筑设计院有限公司,广州番禺,511400 [中图分类号] TM64[文献标识码] A[文章编号] 1007-7723(2010)01-0144-0002

综合性大楼大体上包括住宅楼部分(居民用电),写字楼部分(非居民用电),商场部分(商业用电),此外尚有电梯、各种用途泵等动力负荷(动力用电)。综合性大楼可按其供电可靠性要求来确定总体供电方案:19 层及以上的大楼,其消防电气及应急照明采用双电源供电,并在消防设备末端加置双电源自动投切装置;100 m及以上的超高层建筑还应配置自备电源。19 层以下大楼,配有电梯、生活给水泵的,其电梯、水泵、消防用电设备及应急照明采用双电源,其余用电设备可采用单电源供电。

综合性大楼内实行供电部门供电到户,每户签订供用电合同,按其用电性质、行业确定电价,单独装表计量,其具体供电方式为:居民用户超过8 kW应三相四线供电,其它用户报装容量100kW以下的,可由大楼公用变供电;报装容量在100kW及以上的,应设专变供电。高层电梯、消防水泵、监控、应急电源、中央空调等公用部分用电可设双电源专变供电。

公用变、低压配电柜、密集母线(电缆)、分支箱、到户大表箱等都由建设单位建成后将产权移交给供电企业。综合性大楼供、配电设施的责任分界点为:

(1)由楼层分支箱低压直供的用户,产权责任分界点在每层分支箱内开关下桩头。 (2)由密集母线直供的用户,责任分界点为母线插接箱内开关下桩头。 (3)由公用变低压配电柜直供的用户,责任分界点为该户低压开关的下桩头。 (4)专变用户责任分界点为环网站该户环网负荷开关的下桩头。 一、综合性大楼配电设施的配置 (一)电源部分

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1.高压环网:采用两路独立的10kV电源同时供电。以提高其供电可靠性,环网站的接线一般采用单母分段或双单环形式。电源进线尽可能全部采用电缆进线。环网柜尽量选用小型化、全密封的柜型。

2.专变及高配配置:由于高层综合性大楼的公用设施(如电梯、水泵、地下室照明、消防设施等用电设备) 容量通常均超过100kW,应另设专变供电,可从环网站接入双回路电源供电, 高供高计。若大楼内另有单户装机容量超过100kW的商场或办公房,也应另装专变。 (二)配电变压器部分

高层综合性大楼实行供电到户,其电力负荷计算可采用负荷密度法和需要系数法。考虑到用户产权及房屋用途的多变性,其配变总容量应按大厦总建筑面积除去由专变供电的面积计算,根据目前实际情况及用电水平,高层综合性大楼的配变总容量宜按住宅60～80 W/m2、办公80～100 W/ m2、商业(会所) 按100～150 W/ m2 来配置。

由于高层综合性大楼大多在市区繁华地段,寸土寸金,故配电房基本上均设在地下室内, 面积不宜过大。考虑综合电压降、线损、安全经济运行及远期调大可行性,每台配变的设计容量不宜小于630kVA,但也不宜大于1250kVA,否则,一旦一台配变发生故障,其余配变容易过载或造成较大面积的停电。变压器宜选用干式变。为改善三相电压的平衡及高次谐波电流对大楼内用户电子设备的影响,配变的结线组别宜选用D/ Yn-11型式。 (三)低压柜与低压出线

可采用PGL2 或GGD 框架的低压柜,如果配电房面积较小、深度较高,也可采用抽屉式GCS 型低压柜。对于带低压总干线的低压柜应配置万能式断路器,设置瞬时、短延时、长延时三级过流保护。GGD 柜架及PGL 配置的优点是接线简单明了、低压电缆出线方便;缺点是柜体占地面积大、设备档次低。抽屉式GCS 型的优点是柜体占地面积小;缺点是低压电缆出线不便、旋转式开关操作不便及容易造成开关接触不良,价格较贵。从高层综合性大楼的供电要求和能提供的配电房面积来考虑,今后低压柜的配置方向应朝小型化、智能化方向发展。与普通小区变电的平面式布置(小区电房→电缆分支箱→表箱) 形式不同,高层综合性大楼的低压配电形式一般采用垂直布置,目前有4种垂直布置配电形式,各有利弊。

(1)绝缘型母线。母线桥架内各相铜排均有绝缘材料包裹,每楼层内通过铜排接入表箱。其载流量大,电压的压降损失小;是当前高层综合性大厦低压配电的主要形式。但其造价较高,如果发生故障则停电面积大,检修时间较长。

(2)相分支电缆。各相(包括零线)电缆在电缆井内垂直布置,每楼层内通过分支电缆接入表箱。优点是接线简单整洁,造价较低。但电缆的载流量与母线相比较小,一旦分支电缆有故障,就需停用整条单相电缆,维修较麻烦;且如有新增用户时无法再支接。

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(3)数层楼内设一电缆分支箱,再分接至各个表箱。优点是故障时停电范围较小,新增用户接线较方便;缺点是电缆分支箱分布在大厦各层楼内,事故处理时查找不方便。

(4)低压电缆从配电室低压柜直供至每层楼的表箱。优点是故障时停电范围较小、中间环节少,故障概率低。缺点是当大厦楼层过高时,电缆竖井内低压电缆数量过多,布置不便。 综上所述,分析各种配电形式的优缺点,当大楼层高超过18层时,宜采用绝缘母线;超过30层时,至少需两条绝缘母线(各供一半层楼),以保证电压质量。商业店铺多的大厦裙楼宜采用电缆分支箱形式,以方便用户新接或增容。当大厦层高低于18层,且供电基本能一次到位(如单身公寓楼) 时,也可采用单相分支电缆或低压电缆直供形式,以降低造价与故障概率。 二、新供电模式的应用

某高层综合大楼,其中一幢为办公楼29层;一幢为公寓33层;裙楼共三层,一、二层为商业用房,三层为办公用房。该大楼属一类民用建筑,按《高层民用建筑设计防火规范》要求配置消防用电设备,例如:消防水泵、消防电梯、防排烟设施、火灾应急照明为一类负荷,生活水泵及客梯等为二类负荷,其余负荷都为3类负荷。按供电到户的新模式,采用公用变与专用变相结合的供电方案(见图1) 。

为满足一类负荷供电可靠性的要求,从附近的2个区域变电站引入2 路10kV电源,2路电源同时供电,沿市政道路以电缆穿管埋地方式引入环网室,共设13个环网柜,两端母线各预留一个环入环出柜备用,环网柜采用SM6。设公用变5台,2 台1250kV,3台1000kVA,采用SCB9 系列,容量为5500kVA ,高层的低压出线采用KFM密集母线,共10条(每层设2只表箱) 每层要求预留2 个插接孔。商铺的低压出线采用电缆经分支箱后到表箱。办公用电及公寓楼用电全部由公用变供,计量到户。

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设用户专用变电所,2台400kVA 专变仅用于高层的电梯、消防、水泵及大于100kVA 容量的场所。高配采用双电源供电,由环网室引入,设SM6 型高压柜共8个。配电干线采用封闭母线,对消防水泵、消防电梯、防排烟设施等消防用电设备均由低配室的二段母线引出二路电源至用电设备线路末端,经双电源自动切换装置后向其供电,该大楼自投运以来,运行正常。 三、结论

从应用实践情况看,解决了原用户性质不分,设备产权不清,用电计量不明,缴费不清等弊端,并满足了用户产权变更,用电容量增大的需求,实践证明新供电模式行之有效,对于规范营销管理,满足用户对电力的需求,提高供电系统的可靠性、安全性均具有积极意义。