基于20 kV電源的某城市綜合體變配電系統(tǒng)方案選擇分析

李 凱, 周玉娟

(1.南京金宸建筑設(shè)計有限公司, 江蘇 南京 200036;2.江蘇開放大學(xué), 江蘇 南京 210036)

0 引 言

近年,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城鎮(zhèn)化建設(shè)的推進(jìn),城市綜合體項目建設(shè)在全國范圍內(nèi)蓬勃發(fā)展。城市綜合體項目功能復(fù)雜、容積率高、建筑面積大,對資源的需求遠(yuǎn)超一般建筑,其中供配電系統(tǒng)作為城市綜合體的能源供應(yīng)系統(tǒng),是確保綜合體建筑正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基本。

供配電系統(tǒng)設(shè)計涉及現(xiàn)有供電條件、占地面積、系統(tǒng)型式、投資成本、運(yùn)營維護(hù)等多方面問題。因此,如何根據(jù)現(xiàn)有城市電網(wǎng)、地理位置、負(fù)荷容量、綜合節(jié)能降耗等多技術(shù)因素和經(jīng)濟(jì)因素,提出合理的變配電系統(tǒng)方案是綜合體工程電氣設(shè)計的關(guān)鍵。

1 設(shè)計依據(jù)和電壓等級的確定

根據(jù)GB/T 50293—2014《城市電力規(guī)劃規(guī)范》[1]中第6.2.1條,城市電網(wǎng)電壓等級應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 156—2007《標(biāo)準(zhǔn)電壓》的規(guī)定。標(biāo)準(zhǔn)GB/T 156—2007確定的城網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)電壓包括交流1 000 kV、750 kV、500 kV、330 kV、220 kV、110(66) kV、35 kV、10(20) kV和220/380 V。

江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)DB32/T 1088—2007《電力用戶業(yè)擴(kuò)工程技術(shù)規(guī)范》[2]中第7.3.2.3條規(guī)定:城區(qū)或高新技術(shù)(經(jīng)濟(jì))開發(fā)區(qū)內(nèi)的用戶申請容量超過8 000 kVA,且附近無35kV供電條件時,可采用10 kV多回路供電,受電變壓器(含直配的高壓電機(jī))總?cè)萘坎灰舜笥?0 MVA;第7.3.3.1條規(guī)定:用戶申請容量在8 MVA以上、30 MVA及以下時,宜采用35 kV電壓等級供電。

2 項目概況

某城市綜合體項目位于南京市河西地區(qū),總建筑面積為36.236 8萬m2,其中自持商業(yè)面積為10.110 7萬m2,公寓面積為4.06萬m2,辦公面積為3.7萬m2,金街面積為3.442 1萬m2。根據(jù)物業(yè)及業(yè)態(tài)功能,共設(shè)置6座分變電所,用電總負(fù)荷為28 600 kVA。

負(fù)荷容量統(tǒng)計如表1所示。

表1 負(fù)荷容量統(tǒng)計

根據(jù)規(guī)范要求,該工程宜采用35 kV電壓等級供電,但是項目建設(shè)地區(qū)電業(yè)部門無法提供35 kV電壓電源,只能提供電壓等級為20 kV的供電電源。因此,結(jié)合現(xiàn)有供電電源條件,確定供電電壓等級為20 kV[3-5]。

3 變配電系統(tǒng)方案

(1) 方案一。方案一供電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。由供電部門引入兩路20 kV電源進(jìn)線至-1F的20 kV用戶總開關(guān)室,經(jīng)20 kV高壓配電設(shè)備將20 kV電源送至各區(qū)域變配電室,再經(jīng)20/0.4 kV變壓器降壓至0.4 kV。

圖1 方案一供電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

(2) 方案二。方案二供電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示。由供電部門引入兩路20 kV電源進(jìn)線至-1F的20 kV用戶總開關(guān)室,經(jīng)2臺20/10 kV

主變壓器,降壓至10 kV后,再由10 kV中壓配電室內(nèi)的中壓配電設(shè)備將10 kV電源送至各區(qū)域變配電室,經(jīng)10/0.4 kV變壓器降壓至0.4 kV[6]。

圖2 方案二供電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

4 兩種供電方案對比

方案一(20/0.4 kV)投資估算如表2所示。方案二(20 kV/10 kV/0.4 kV)投資估算如表3所示。

表2 方案一(20/0.4 kV)投資估算

兩種20 kV供配電系統(tǒng)方案對比如表4所示。

表3 方案二(20 kV/10 kV/0.4 kV)投資估算

表4 兩種20 kV供配電系統(tǒng)方案對比

兩種20 kV供配電系統(tǒng)短路電流計算對比如表5所示。

表5 兩種20 kV供配電系統(tǒng)短路電流計算對比

備注:16 000 kVA的20/10 kV變壓器屬于非標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品,其短路阻抗無數(shù)據(jù)可查,僅以SCB11 2 000 kVA作低壓側(cè)的短路電流比較。

5 結(jié) 語

(1) 采用方案一(20/0.4 kV直供方案)在經(jīng)濟(jì)性、運(yùn)營及維護(hù)管理、設(shè)備運(yùn)輸、設(shè)備用房方面比方案二(20 kV/10 kV/0.4 kV二級降壓方案)占有優(yōu)勢。

(2) 方案一對于10 kV高壓電動機(jī)的電源需求不滿足,對于單臺電機(jī)設(shè)備容量500 kW(800 RT)左右,建議采用低壓機(jī)組。

(3) 方案二需要2臺16 000 kVA的20/10 kV變壓器(非標(biāo)定制),根據(jù)DB32/T 1088—2007的相關(guān)要求,大于30 000 kVA容量的用戶單位應(yīng)采用110 kV供電,將會給項目建設(shè)帶來諸多不便。

綜上分析,在周邊城市電網(wǎng)供電電源為20 kV的限定條件下,商業(yè)項目的供配電型式宜選用20 kV進(jìn)線直接降壓(20 kV/0.4 kV)初步方案。后期的深入設(shè)計需進(jìn)一步結(jié)合具體項目的負(fù)荷容量、分變電所設(shè)置、業(yè)態(tài)類型等因素綜合考慮,設(shè)計更詳盡、更完整、更具有針對性的供電方案。