某商业建筑的供配电系统设计

(广州市设计院, 广东 广州 510620)

0 引 言

目前,城市建设步伐不断加快,各类高楼大厦不断涌现,对电气设计要求不断提高,建筑的用电量需求也大大增加,特别是含有餐饮的商业建筑,用电量比以其他建筑要大很多。

1 项目概况

某含餐饮的中型商业建筑工程,总建筑面积为1.6万m2,地上3层(局部4层),局部设置地下1层,建筑高度不超过24 m,建成后将与一期(高层)在形体上连成一体,使用上在3F贯通,消防设计时通过防火墙、甲级防火门及特级防火卷帘与一期工程隔开。因此,该项目为一类高层裙房,耐火等级为一级,建筑设计使用年限为50年,采用钢筋混凝土框架结构,除地下室外均设有中央空调系统。

本文主要论述该工程的供配电系统设计。

2 负荷等级

(1) 一级负荷。包括消防系统设备(消防水泵、消防电梯、防排烟风机、消防电梯下部排污水泵、自动灭火设备电源、防火卷帘、火灾应急照明及各类防火阀电源),各弱电系统电源,客梯用电,排水泵、生活水泵用电,走道照明,值班照明。

(2) 二级负荷。包括自动扶梯、空调用电。

(3) 三级负荷。以上没有提及的其他负荷。

3 供电电源及电压等级

初步设计的设备安装容量约为4 250 kW,计算容量为2 247 kW。该工程变压器总装机容量为3 200 kVA。

(1) 由市政附近不同区域电站提供两路独立高压(10 kV)电源沿市政道路引入该工程1F的1#强电间,再由该强电间垂直引至4F的高压变配电房(由供电部门负责)。

(2) 专用变压器(10 kV/0.4 kV)∶1600 kVA,2台。

(3) 不设备用(应急)电源(柴油发电机组)。由一期引入确保电源,供消防设备使用,功率为391 kW(380 V)。

(4) 火灾应急照明负荷采用灯具自带蓄电池作应急电源。重要的计算机系统设备等按实际需要加配不间断电源(UPS)作应急电源。

4 供电系统

(1) 高压配电室供电都采用两路10 kV放射供电方式,单母线分段,中间设置联络,两路同时供电,互为备用。

(2) 消防负荷备用电源由一期引入确保电源供电。

(3) 当市电中断时切入备用电源供电。

供配电系统单线图如图1所示。

图1 供配电系统单线图

5 变配电站

(1) 高低压变配电室最终设于-1F。低压供电是由低压配电房沿专用电缆井道敷设供电电缆至各层配电间(上线间)内,再由各层配电间分别供电至各相应区域负荷。

(2) 变压器容量选择。商铺(餐饮)部分按照300 W/m2计算其标准(按业主需求定)。变配电用电负荷统计如表1所示。

根据计算结果,选用2台1 600 kVA低能耗SCB11型D,Yn11干式变压器;由一期引入确保电源,功率为391 kW(380 V)。

(3) 设备选型。专用变压器的高压开关柜选用金属铠装真空开关柜,直流操作,电缆采用下进下出线方式;高压断路器采用真空断路器,分断容量为31.5 kA(具体参数由供电部门确定),弹簧储能操作机构,采用DC 110/20 Ah镉镍蓄电池直流屏作为操作、继电保护及信号的电源;在10 kV出线柜内装设氧化锌避雷器,为真空断路器的操作过电压提供保护。

变压器选用高效低耗、耐高温、环氧树脂浇铸的干式变压器。专变变压器有独立变压器室,自带温控器及强制风冷系统,绕组接线为D,Yn11。

低压开关柜选用抽屉式开关柜,均为上进下出式。额定电流800 A及以上的低压断路器选用万能式断路器,额定电流630 A及以下的低压断路器选用塑壳断路器,低压断路器分断容量≥35 kA。部分负荷回路断路器设分励脱扣器。

表1 变配电室的变压器选择

6 继电保护与计量

(1) 10 kV高压电源进线柜设置电流速断保护、定时限过电流保护、带限时失压故障保护及零序保护。

(2) 10 kV变压器出线柜设置电流速断保护、定时限过电流保护、零序保护和变压器温度保护。

(3) 变压器低压侧出线设置低压断路器作短路短延时及接地故障保护,各回路出线设置短路瞬时和过载保护,联络设置短路瞬时保护。

(4) 电能计量采用高压集中计量方式,在每路10 kV电源进线处设置专用计量装置,电压互感器0.2级,电流互感器0.2S级,有功表0.5S级。

(5) 继电保护采用微机综合继保装置。

(6) 设独立电力检测系统,自动监测,集中管理。

7 操作电源与信号

高压设备操作电源采用DC 110 V/20 Ah直流操作系统,电源引自镉镍蓄电池直流屏(厂家标准定型产品);设置独立信号屏,集中显示各高压开关柜的工作情况和故障信号。

8 功率因数补偿方式

采用低压集中自动补偿方式,在变配电所低压侧设功率因数自动补偿装置,补偿后功率因数达到0.9以上,总补偿容量约为1 080 kvar。并要求气体放电灯单灯就地补偿,补偿后的功率因数为0.85以上。

高压配电系统如图2所示。

图2 高压配电系统

9 结 语

介绍了某商业建筑工程的供配电系统设计。提出建筑电气设计中要在充分了解国家规范的前提下,根据建筑用途和业主的需求,进行合理的供配电设计,使供配电系统的容量及设备选型等既满足现在需求,又满足未来的扩容需求。

[1]供配电系统设计规范:GB50052—2009[S].

[2]张逸峰.五星级酒店供配电设计探讨[J].现代建筑电气,2017,8(6):26-31.