摘要：改革開放以來隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，國內(nèi)現(xiàn)代建筑物趄著大型、超大型、密集、高密集趨向發(fā)展，由多個單體建筑物構(gòu)成的相互之間有聯(lián)系的建筑群體正大量涌現(xiàn)，本文通過對深圳市龍崗區(qū)的一個商業(yè)區(qū)的供配電系統(tǒng)設計的思考，總結(jié)出對大型建筑群供配電設計的一般模式。

關鍵詞：大型建筑群 供配電設計 施工實例

1 工程概況

本商業(yè)區(qū)總用地面積為21公頃，位于深圳市龍崗中心城的東部和龍崗鎮(zhèn)的中心腹地，建設區(qū)域為狹長地帶，腹地寬度約200米，由步行商業(yè)街、大型百貨商場、市場廣場、酒店等組成一個大型多功能的綜合服務體。整個區(qū)域分為A、B、B、C、D、E、F六個區(qū)，其中工區(qū)為十五層商業(yè)酒店，一至三層為購物商場，四至十五層為酒店標準層；B區(qū)分為B1、B2、B3三個區(qū)，B1、B2為四層大型商鋪；B3為五層大型百貨商場；C區(qū)分為C1、C2、兩區(qū)，均為四層大型商鋪；D區(qū)一、二層為商場，三、四、五層為影視娛樂城（其中包括健身房和多功能會議室等)；E區(qū)為十五層的商務酒店；F區(qū)為精品店區(qū)，F(xiàn)1為兩層、F2為四層。A、B、c、E區(qū)均有地下層。該建筑群主要指標如下:總建筑面積180624m2，A區(qū)27784m2、B區(qū)63472m2、C區(qū)42067m2、D區(qū)20180m2、E區(qū)18190m2、F區(qū)8931m2。

2對供配電系統(tǒng)的要求

2.1供電電壓等級

根據(jù)國家主管部門的有關規(guī)定，用戶用電設備安裝容量在250kW或需用變壓器容量在160kVA以上者，應考慮以高壓方式供電。在城市中各類民用建筑工程的電氣設備用電的變電所，多數(shù)以10kV中壓變配電所為主。該工程因其占地面積大，電力負荷需要量大，輸電距離較遠，若采用市電0.4kV低壓直接供電，無論從輸送距離或輸送功率上都不能滿足要求，因此必須采用10kV電源經(jīng)小區(qū)內(nèi)變配電站降壓后供給各用電設備。

2.2負荷性質(zhì)

該工程A、E區(qū)為二類高層建筑，B、c、D均為多層~建筑。按負荷分類為:建筑物內(nèi)所有消防用電負荷(包括消防電梯、消火栓泵、噴淋泵、送風機、排煙機、消防控制室電源、防火卷簾門電源、應急照明電源等)，大型商場照明負荷為一級負荷;其余負荷為三級負荷。

2.3對供電系統(tǒng)的要求

對一、二級負荷要求兩個獨立電源供電，其中消防用電負荷為一級負荷中特別重要的負荷，要求雙電源、雙回路供電，末級配電箱自動切換。

3 10kV系統(tǒng)供電方式分析及選擇

一般10kV供配電方式主要有以下幾種方式: (1)由上一級變電站或公共開閉所向本建筑群內(nèi)各變配電站分別提供兩個獨立電源回路，需要的回路量多，假設有四個變配電站，那么就需要八個回路，城網(wǎng)要提供如此多的回路較困難，且回路量多將占用較多的城市電纜通道和公共開閉所內(nèi)的配電出線回路，且耗用電纜量較大，故此種供配電方式可行性較差。

(2)設立小區(qū)自用開閉所，由城市電網(wǎng)向自用開閉所提供兩回路獨立電源，再由開閉所分別向各個變配電站提供兩回路獨立電源，這種供電方式的好處是10kV配電距離短，因走向不同，不至于造成電纜通道擁擠，供電可靠性高，小區(qū)開閉所和各變配電站可統(tǒng)一自行管理，但在商業(yè)區(qū)內(nèi)自用開閉所的位置確定和管理較困難。

(3)將本建筑群內(nèi)各變配電站納入城市環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)，若城市環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)采用自動化遠傳控制技術，當發(fā)生故障或檢修電纜時，可倒閘操作，切斷故障線段或檢修線段，恢復供電，可保證造成停電時間不致過長，供電可靠性高，對于實現(xiàn)電網(wǎng)自動化管理具有重要意義。環(huán)網(wǎng)供電能使配電網(wǎng)線路簡化，管理方便，能方便地為重要負荷提供兩個電源。同輻射形供電相比，環(huán)網(wǎng)供電投資少，設備利用率高。經(jīng)過比較，此工程10kV系統(tǒng)采用環(huán)網(wǎng)供電方式，各變電站構(gòu)成環(huán)網(wǎng)，再配以應急柴油發(fā)電機組作后備電源。

4 0.4kV系統(tǒng)主結(jié)線

由于各變電站均為雙電源進線，雙變壓器，故0.4kV系統(tǒng)采用單母線分段結(jié)線，以低壓空氣開關作聯(lián)絡開關。兩臺變壓器互為備用。有關資料顯示：當干式變壓器采用強迫風冷時，可負載150％長期運行，當一回進線或一臺變壓器停電檢修或出現(xiàn)故障時，另一臺變壓器可通過聯(lián)絡開關向所有一、二級負荷供電。

根據(jù)變配電站深入負荷中心的原則，該工程為便于維護、管理、調(diào)度和節(jié)約電能，考慮各區(qū)建筑用電性質(zhì)，0.4kV線路的配電半徑，管理方式，商業(yè)區(qū)的特點及負荷計算結(jié)果等條件，決定在商業(yè)區(qū)內(nèi)設四處地下變配電站（主要用電指標及負荷計算結(jié)果見表1）。

1＃變配電站位于A區(qū)地下室內(nèi)，負責供給A區(qū)商業(yè)酒店的負荷用電，變壓器裝機容量為:2×1250kVA。

2#變配電站位于B區(qū)地下室內(nèi)，負責供給B區(qū)大l商鋪的負荷用電，變壓器裝機容量為:2×3000kVA。

3#變配電站位于C區(qū)地下室內(nèi)，負責供給C、D、F;大型商鋪和影視娛樂城的負荷用電，變壓器裝機容量為:2×3000kVA。

4#變配電站位于E區(qū)地下室內(nèi)，負責供給E區(qū)商，酒店的負荷用電，變壓器裝機容量為:2×1000kVA。

6 柴油發(fā)電機的選擇及容量

應急柴油發(fā)電機房宜靠近大容量的應急負荷或與!電所的低壓配電室毗鄰，故本工程的應急發(fā)電機房在地下室中，靠近低壓配電室處。

應急柴油發(fā)電機組的容量大小根據(jù)一級負荷、消負荷以及某些重要的二級負荷容量，按如下穩(wěn)定負計算發(fā)電機容量。

(1)消防設備用電。包括消防控制室、消防水泵、防電梯、消防廣播、防排煙設備、火災自動報警系統(tǒng)、動防火門窗、卷簾門、電動閥門等有關用電設備設施。

(2)重要照明用電。包括疏散用應急照明、備用照用應急照明(當正常照明熄滅后，為確保正常工作和動得以繼續(xù)進行的非正常工作照明，如應急發(fā)電機、消防監(jiān)控中心等場所的照明)、安全照明。

(3)保安設備用電。包括保安監(jiān)視、警報、通訊等電設備。

(4)重要設備用電。包括一臺生活水泵、污水泵、水泵等。

(5)重要場所的設備用電。包括重要會議廳、證券易所等重要部位的設備用電。

設備容量統(tǒng)計出來后，根據(jù)實際情況選擇需要系(一般取0.8～0.9)，計算出計算容量町，應急柴油電機的功率按如下公式計算: P=K·Pj/η

式中P一一應急柴油發(fā)電機功率(kW); Pj一一負荷設備的計算容量(kW) η一一發(fā)電機并聯(lián)運行不均勻系數(shù)， 一般取0.9，單臺取1； K一一可靠系數(shù)，一般取1.1。

建筑群每個變配電站設一臺應急柴油發(fā)電機組，分別為400kW、630kW、630kW、400kW。

7備用應急柴油發(fā)電機與市電電源的聯(lián)鎖

《高層民用建筑設計防火規(guī)范》要求備用應急柴油發(fā)電機接入低壓配電系統(tǒng)對主結(jié)線應滿足: (1)一級負荷要求雙電源供電； (2)消防負荷應在最末一級的配電箱處設置自動切換裝置，即低壓配電室對消防負荷必須是獨立的雙回路供電。

《民用建筑電氣設計規(guī)范》(JGJ/T16-92)規(guī)定應急電源(柴油發(fā)電機組電源)接人低壓配電，主結(jié)線應符合下列要求: (1)與外網(wǎng)電源間應設聯(lián)鎖，不得并網(wǎng)運行; (2)避免與外網(wǎng)電源的計費混淆; (3)在結(jié)線上要具有一定的靈活性，以滿足在非事故情況下能供給部分重要負荷的可能。

根據(jù)以上規(guī)定，本工程中市電電源與備用應急柴油發(fā)電機的聯(lián)結(jié)有以下兩種方式(見附圖所示)，在此將兩個方案進行比較如下:

7.1方案1

三段母線，兩段工作母線和一段備用母線。 K4與K5電氣機械聯(lián)鎖 (1)市電正常時，K5分閘，K1、K2、K3、K4合閘，所有母線帶電; (2)市電停電時，K4分閘，K5合閘，只有備用母線段帶電; (3)火災時而市電正常，K5分閘，K1、K2、K3、K4合閘，所有母線帶電; (4)火災時且市電停電，K4分閘，備用母線段帶電，保證消防負荷用電。

該方案聯(lián)鎖簡單，但應急柴油發(fā)電機只能作為應急電源之用，而且消防負荷也不能實現(xiàn)雙回路熱備用。

7.2 方案2

三段母線，兩段工作母線和一段備用母線。

兩臺主變壓器主開關K1、K2和聯(lián)絡開關K3之間通過輔助角頭進行聯(lián)防并聯(lián)鎖，必要時考慮聯(lián)絡開關K3按照檢查工作母線Ⅰ或工作母線Ⅱ無壓進行自動投入，保證在市電正常時兩臺變壓器互為備用。

當市電停電時，可通過檢查工作母線Ⅲ與工作母線Ⅰ均無電壓時，自動起動備用柴油發(fā)電機，并斷開兩臺變壓器主開關K1、K2，當備用柴油發(fā)電機電壓正常后發(fā)電機主開關K5自動閉合使備用母線Ⅲ帶電供消防負荷，而在工作母線上的重要負荷可通過開關K4進行聯(lián)絡。

（1）市電正常時，K5、K3分閘，K1、K2、K4合閘，工作母線和備用母線均帶電，實現(xiàn)了消防負荷雙回路熱備用； （2）市電停電時，K1、K2分閘，K3、K4、K5合閘，工作母線和備用母線均帶電，實現(xiàn)了消防負荷雙回路熱備用； （3）火災時且市電停電，消防控制中心切除非消防負荷，保證消防負荷雙回路末端切換的熱備用電源。

該方案既滿足了消防負荷必須是獨立的雙回路供電（熱備用）的要求，又充分利用備用電源，使結(jié)線更靈活、簡單，使供電更合理、可靠。

8 結(jié)論

綜上所述，大型建筑群的供配電系統(tǒng)構(gòu)成可總結(jié)如下： （1）應根據(jù)建筑群內(nèi)各單體建筑的使用功能及0.4kV系統(tǒng)線路的服務半徑，在多處設置變配電站。

（2）應根據(jù)各工程的特點，選擇適當?shù)?0kV系統(tǒng)供配電方式。

（3）0.4kV系統(tǒng)采用單母線分段的主結(jié)線型式，聯(lián)絡開關為自動空氣開關，變壓器互為備用。重要的一級負荷分別由兩段母線組成回路。