某商業(yè)綜合樓供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)淺析

商業(yè)綜合樓是一個(gè)龐大工程，具有建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能分區(qū)多樣、業(yè)態(tài)多變、人員密集且流量大、電力負(fù)荷波動(dòng)大等特點(diǎn)，給配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作帶來很大挑戰(zhàn)。本文結(jié)合商業(yè)綜合樓供配電設(shè)計(jì)實(shí)例，對商業(yè)綜合樓設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)進(jìn)行了淺析，著重分析了其商業(yè)模式對高低壓配電系統(tǒng)方案、負(fù)荷密度、變配電室設(shè)置等方面的影響。

項(xiàng)目概況

某綜合樓總建筑面積約13萬平方米，主要功能為公寓、商業(yè)及辦公。地下一層主要為地下汽車庫、設(shè)備用房及商業(yè)用房等；地下二層主要為地下汽車庫、設(shè)備用房；地下三層戰(zhàn)時(shí)為人防，平時(shí)為車庫。該綜合樓結(jié)構(gòu)形式為框架-鋼筋混凝土核心筒、框架-鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。

根據(jù)以上情況對該工程做如下方案討論。

負(fù)荷等級

根據(jù)供電可靠性及中斷供電所造成的損失或影響程度，用電負(fù)荷一般分為三個(gè)等級。根據(jù)《商店建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ48-2014、《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ16-2008，并考慮商場建筑類別，確定本商業(yè)綜合樓用電負(fù)荷等級，具體見表1。

表1本項(xiàng)目主要用電負(fù)荷分級表

供電方案與用電指標(biāo)

《全國民用建筑工程及設(shè)計(jì)技術(shù)措施（2009）電氣》中 2.7.6條規(guī)定，大中型商業(yè)建筑用電指標(biāo)為60瓦/平方米～120瓦/平方米。但在商業(yè)綜合樓項(xiàng)目中，用電負(fù)荷經(jīng)常變化，尤其是餐飲商家的不確定對負(fù)荷密度影響更大。

商業(yè)綜合體建筑的用電負(fù)荷一般具有如下特點(diǎn)：

1）單個(gè)餐飲商家的負(fù)荷密度非常高，而且不同類型（如快餐和正餐）的餐飲差別也很大。

2）各商鋪確定后，有可能會(huì)因?yàn)楹笃谡猩探?jīng)營等因素，導(dǎo)致租戶更換，不同租戶可能有不同需求。

3）對設(shè)計(jì)任務(wù)書中沒有提及和規(guī)范、技術(shù)措施沒有詳細(xì)規(guī)定的部分，需要設(shè)計(jì)人員通過借鑒以往經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行計(jì)算。

在本項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，除地下商業(yè)部分區(qū)域明確為超市外，其他部分未明確商業(yè)用途，但大部分具備餐飲條件，所以商業(yè)的用電標(biāo)準(zhǔn)也適當(dāng)提高至160瓦/平方米。因建設(shè)方要求，地下超市區(qū)域單獨(dú)設(shè)置1臺變壓器。

本工程地下車庫預(yù)留了不低于25%的停車位。作為充電樁設(shè)計(jì)的條件，考慮實(shí)際電動(dòng)汽車的數(shù)量及同時(shí)系數(shù)，按20瓦/平方米考慮。整個(gè)項(xiàng)目用電負(fù)荷見表2。

表2用電負(fù)荷計(jì)算表

供電電源及變配電室 （分界室）的設(shè)置

供電電源

根據(jù)負(fù)荷計(jì)算，變壓器容量為7030千伏安。本工程在北側(cè)地下一層設(shè)置10千伏/0.4千伏變配電室，選用4臺1600千伏安戶內(nèi)型干式變壓器，Uk=6%；超市選用1臺630千伏安戶內(nèi)型干式變壓器，Uk=4%。接線方式為 D，Yn11，10千伏/0.4千伏（AF），帶強(qiáng)制風(fēng)冷系統(tǒng)和溫控溫顯裝置，保護(hù)等級為IP30。

本工程市政外電源引自供電公司110千伏變電站，按容量選擇電源供電線路：

1）因10千伏電源供電線路每回路最大電流為600安（上級開閉站提供的開關(guān)最大電流為630安），

2）為滿足一級負(fù)荷用電要求，本項(xiàng)目采用兩路10千伏電力電纜供電，作為正常工作電源的兩路高壓電源采用互備方式運(yùn)行，任一路電源能滿足全部一、二級負(fù)荷，符合《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50052-2009第4.0.5條的要求。

此外，本工程火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、安防監(jiān)控系統(tǒng)、主要業(yè)務(wù)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)用電等備用電源采用設(shè)備自帶UPS的電源柜；設(shè)置EPS為應(yīng)急照明供電，在人員密集場所兩種電源轉(zhuǎn)換時(shí)間為0.25秒，在一般場所為5秒，持續(xù)供電時(shí)間為30分鐘，電池初始放電時(shí)間為90分鐘，以確保人員疏散。

變配電室/分界室的設(shè)置

北京地區(qū)的公建項(xiàng)目最前端的電氣房間一般是高壓分界室，位置最好盡量靠近外墻，方便電纜布置，還需設(shè)置電纜夾層。本工程在建筑物首層設(shè)置一間電纜分界室，再經(jīng)饋線柜引至變配電室。

地下一層設(shè)置10千伏/0.4千伏變配電室。由于變配電室上方有覆土層，為避免出現(xiàn)暴雨漏水的情況，將變配電室屋面設(shè)計(jì)成1%的坡度，并采用內(nèi)外雙層防水層等防水措施。

變配電室內(nèi)高壓開關(guān)柜采用金屬鎧裝式中置柜，真空斷路器額定短路開斷容量為25千安；彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)直流操作電源為110伏，具備“五防”功能。低壓開關(guān)柜采用抽屜式開關(guān)柜，低壓側(cè)額定電壓為220伏/380伏，單母線分段運(yùn)行方式。無功補(bǔ)償采用變壓器低壓側(cè)集中補(bǔ)償方式，補(bǔ)償后功率因數(shù)≥0.95。

高、低壓供電系統(tǒng)接線類型及運(yùn)行方式

高壓為單母線分段運(yùn)行方式，高壓主進(jìn)開關(guān)與聯(lián)絡(luò)開關(guān)之間設(shè)電氣聯(lián)鎖，任何情況下只能合其中的兩個(gè)開關(guān)。

低壓為單母線分段運(yùn)行，低壓主進(jìn)開關(guān)與聯(lián)絡(luò)開關(guān)之間設(shè)電氣聯(lián)鎖，任何情況下只能合其中的兩個(gè)開關(guān)。圖1為高低壓變配電系統(tǒng)示意圖。

圖1高低壓變配電系統(tǒng)示意圖

低壓配電系統(tǒng)

相對高壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，低壓配電系統(tǒng)更加靈活，需要對項(xiàng)目的各用電區(qū)域分布特點(diǎn)及建筑布局進(jìn)行綜合考慮。

商業(yè)區(qū)低壓配電設(shè)計(jì)

防火分區(qū)是民用建筑防火設(shè)計(jì)中的一個(gè)基本概念，設(shè)計(jì)的一般原則就是配電范圍要按防火分區(qū)進(jìn)行設(shè)置，滿足非消防負(fù)荷在消防狀態(tài)下按防火分區(qū)切斷電源的控制要求，這樣更有利于提高設(shè)備的供電可靠性。

在商業(yè)綜合樓項(xiàng)目中，還需考慮商業(yè)功能、用電負(fù)荷分布等因素。商業(yè)布局沿通高中庭排布，地下一層配置有大型超市、沿街商鋪等，首層至二層配置商鋪、餐飲等配套娛樂休閑功能區(qū)，且單層面積相對較大，各層布局各不相同，一次建筑格局及裝修業(yè)態(tài)布局十分多樣。

在綜合考慮商業(yè)綜合樓的以上因素后，在設(shè)計(jì)提資時(shí)要求建筑平面布置時(shí)每個(gè)防火分區(qū)至少設(shè)置1個(gè)強(qiáng)電豎井，且盡可能設(shè)在防火分區(qū)負(fù)荷中心，并對公共區(qū)域開門檢修，盡量避免因商業(yè)布局影響電纜豎井進(jìn)出線電纜走向。本項(xiàng)目的商業(yè)配電分區(qū)劃分為4個(gè)豎井配電區(qū)。

辦公樓低壓配電設(shè)計(jì)

本工程1～3號樓為一類高層綜合樓，根據(jù)北京市《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)商業(yè)類項(xiàng)目管理的公告》，新建商辦項(xiàng)目最小分割單元不得低于500平方米，高層辦公每層按500平方米左右分割成辦公小間進(jìn)行設(shè)計(jì)。對于高層辦公項(xiàng)目，進(jìn)行了兩種配電系統(tǒng)的比較：

1）直接采用由變電所放射或樹干式配電至各樓，優(yōu)點(diǎn)是少一級配電，供電可靠性較高，且無需在各樓設(shè)置總配電間；缺點(diǎn)是只能由物業(yè)統(tǒng)一管理各樓。

2）每棟樓座內(nèi)設(shè)置配電間，先配電至辦公樓配電間的配電柜，再分配至各用電設(shè)備，優(yōu)點(diǎn)是減少變電所低壓配電屏的數(shù)量；缺點(diǎn)是多一級配電，供電可靠性較低，樓座需設(shè)獨(dú)立配電間。

由于進(jìn)駐的企業(yè)定位、市場方向、租售形式等都不確定，本工程根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)，建議采用前一方案。理由如下：

a）與甲方溝通確認(rèn)，本項(xiàng)目物業(yè)為統(tǒng)一管理，為方便管理，可將變電所中的低壓配電屏盡量集中設(shè)置。

b）本項(xiàng)目辦公樓功能分區(qū)比例大致確定，但大的租戶可能會(huì)根據(jù)招商情況調(diào)整，故建議直接由變電所采用封閉式母線配電至辦公樓豎井。

c）封閉式母線在每層預(yù)留插接口，樓層總配電柜的出線斷路器采用電子脫扣器，二次裝修階段可根據(jù)具體用戶的需求，根據(jù)實(shí)際調(diào)整樓層總配電柜內(nèi)各路出線斷路器整定值，再確定各商家用戶進(jìn)線電纜。

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

《北京市公安局消防局關(guān)于積極推進(jìn)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)安裝應(yīng)用的實(shí)施意見》（消監(jiān)字[2017]53號）明確要求，新建、改建和擴(kuò)建工程應(yīng)安裝電氣火災(zāi)系統(tǒng)。本項(xiàng)目結(jié)合規(guī)范《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50116-2013及《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》GB14287-2014及建設(shè)方任務(wù)書要求，在消防控制室內(nèi)設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)，并對各用電負(fù)荷供電回路設(shè)置了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。