房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目供電方案設(shè)計(jì)分析

陳新偉

(上海璟東房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司,上海 200125)

1 供電方案的重要性

地產(chǎn)開(kāi)發(fā)過(guò)程中供電方案至關(guān)重要，包含項(xiàng)目供電安裝容量、開(kāi)關(guān)站及變電站位置、尺寸及土建條件,將直接影響項(xiàng)目供電方案申報(bào)和項(xiàng)目規(guī)劃總圖批復(fù)。

2 編制供電方案應(yīng)遵循安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、合理的原則

2.1 安全性

應(yīng)滿足電網(wǎng)和項(xiàng)目安全用電的要求,確保用戶對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

2.2 可靠性

供電電源、應(yīng)急電源的供電線路、接入方式、運(yùn)行方式等應(yīng)合理可靠，滿足對(duì)項(xiàng)目供電可靠性的要求。

2.3 經(jīng)濟(jì)性

應(yīng)滿足項(xiàng)目近期和遠(yuǎn)期對(duì)電力的需求，變壓器容量、臺(tái)數(shù)選用適當(dāng)；無(wú)功補(bǔ)償裝置配置應(yīng)符合國(guó)家和電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，計(jì)量方式、計(jì)量點(diǎn)設(shè)置、計(jì)量裝置選型配置正確。

2.4 合理性

項(xiàng)目用電性質(zhì)分類正確；供電電壓選擇合理。

3 供電方案編制前需向供電部門索要原始設(shè)計(jì)資料

原始設(shè)計(jì)材料主要包括以下幾方面：

(1)供電電壓、線路規(guī)格、長(zhǎng)度及回路數(shù)。

(2)電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式及電網(wǎng)系統(tǒng)單相接地電容電流值。

(3)供電端的繼電保護(hù)方式(有無(wú)自動(dòng)化合閘裝置等)及對(duì)用戶受電端的繼電保護(hù)設(shè)置和時(shí)限配合的要求。

(4)對(duì)功率因數(shù)的要求。

(5)對(duì)大型特殊用電負(fù)荷啟動(dòng)和運(yùn)行方式的要求。

(6)電能計(jì)量要求(計(jì)費(fèi)專用電能計(jì)量裝置或?qū)Ｓ秒娔苡?jì)量柜的安裝位置是在進(jìn)線斷路器之前還是之后)及電費(fèi)收取方式(包括計(jì)算方式、獎(jiǎng)懲規(guī)定、地區(qū)電價(jià)等)。

(7)供電端電源母線的電壓在最大負(fù)荷和最小負(fù)荷時(shí)的電壓偏差范圍。

4 建筑分類

根據(jù)項(xiàng)目規(guī)劃經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)條件,包括各業(yè)態(tài)(商業(yè)、辦公、酒店、住宅、地下車庫(kù))建筑高度、建筑面積、容積率等規(guī)劃條件，依據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB 50016-2014)中的建筑分類(表1),確定項(xiàng)目建筑分類。

表1 建筑分類

5 負(fù)荷分級(jí)

結(jié)合建筑分類并依據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB 50016-2014)電氣配電及依據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ 16-2008)附錄A民用建筑各類建筑確定用電負(fù)荷分級(jí)(表2)。

表2 民用建筑用電負(fù)荷分級(jí)

一級(jí)負(fù)荷：一級(jí)負(fù)荷的供電系統(tǒng)應(yīng)有兩個(gè)電源供電，當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源不應(yīng)同時(shí)受到損壞。

二級(jí)負(fù)荷：二級(jí)負(fù)荷的供電系統(tǒng)宜由兩回線路供電，以保證開(kāi)關(guān)、線路損壞引起的斷電。

“兩個(gè)電源”是指兩個(gè)獨(dú)立的、互不影響的電源。

“兩回線路供電”是指供電的線路有兩回，這兩回線路可能是一個(gè)電源，也可能是兩個(gè)電源。

6 電壓等級(jí)確定

6.1 《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ 16-2008)

當(dāng)用電設(shè)備總?cè)萘吭?50 kW及以上或變壓器容量在160 kVA及以上時(shí)，宜以10(6)kV供電；當(dāng)用電設(shè)備總?cè)萘吭?50 kW以下或變壓器容量在160 kVA以下時(shí)，可由低壓供電。

6.2 國(guó)家電網(wǎng)公司《業(yè)擴(kuò)供電方案編制導(dǎo)則》

客戶用電設(shè)備總?cè)萘吭?50 kW及以下或需用變壓器容量在250 kVA及以下者，可采用低壓380 V供電(表3)。在用電負(fù)荷密度較高的地區(qū)，經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，采用低壓供電的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性明顯優(yōu)于高壓供電時(shí)，低壓供電的容量可適當(dāng)提高。

表3 供電壓等級(jí)的確定標(biāo)準(zhǔn)

7 負(fù)荷計(jì)算

(1)方案設(shè)計(jì)或初步設(shè)計(jì)階段確定計(jì)算容量時(shí)，可采用單位指標(biāo)法，并根據(jù)估算結(jié)果確定變壓器容量和臺(tái)數(shù)，各類建筑物的指導(dǎo)用電指標(biāo)見(jiàn)表4。

表4 各類建筑物的單位建筑面積用電指標(biāo)

(2) 依據(jù)《建筑電氣常用數(shù)據(jù)》(19DX101-1)、供電部門指導(dǎo)用電指標(biāo)、地產(chǎn)開(kāi)發(fā)企業(yè)機(jī)電設(shè)計(jì)指標(biāo)，變壓器配置容量指標(biāo)，并結(jié)合變壓器節(jié)能評(píng)價(jià)指標(biāo),估算下列指標(biāo)：

① 變壓器安裝容量=住宅用電負(fù)荷×KP+公共建筑用電負(fù)荷×KP+地下車庫(kù)用電負(fù)荷×KP+電動(dòng)汽車充電裝置負(fù)荷×KP。KP為配置系數(shù)， 綜合考慮同時(shí)率、功率因數(shù)、設(shè)備負(fù)載等因素確定。

② 根據(jù)變壓器配置指標(biāo)估算項(xiàng)目安裝容量。S=[商業(yè)面積(m2)×商業(yè)變壓器容量指標(biāo)(VA/m2)+辦公面積(m2)×辦公變壓器容量指標(biāo)(VA/m2)+…+…]/1 000。

8 變電站布置

8.1 變電站布置原則

根據(jù)《20 kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50053-2013)，變電站布置原則如下：

(1)宜靠近負(fù)荷中心(節(jié)能、節(jié)約成本)。

(2)宜靠近電源側(cè)(節(jié)約成本、便于施工)。

(3)應(yīng)方便進(jìn)出線(便于施工及后期維護(hù))。

(4)不應(yīng)設(shè)置在距離振動(dòng)或者高溫場(chǎng)所。

(5)不應(yīng)設(shè)置在廁所、浴室、廚房或者其他有積水的地方的正上方、正下方，也不宜與設(shè)置在上述場(chǎng)所貼鄰的地方，當(dāng)貼鄰時(shí)，相鄰的隔墻應(yīng)做無(wú)滲漏、無(wú)結(jié)露的防水處理。

依據(jù)《住宅建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ 242-2011)中的4.2.1條，單棟住宅建筑用電設(shè)備容量為250 kW以下時(shí)，宜多棟住宅集中設(shè)置配電所；單棟住宅建筑用電設(shè)備總?cè)萘吭?50 kW以上時(shí)，宜每棟住宅設(shè)置配電所。假設(shè)每棟單體供電容量為300 kW，結(jié)合以上條件，提出一種變電站布置方案，如圖1所示。

圖1 變電站布置方案示意圖

變電站的設(shè)置牽涉到各專業(yè)各部門，如消防車道、消防登高場(chǎng)地、交通動(dòng)線、園林綠化、建筑日照分析、防火間距等，上述明顯方案不合理，設(shè)計(jì)不僅要考慮國(guó)家規(guī)范，還要考慮設(shè)計(jì)的合理性、便捷性、成本、人性化等因素。

8.2 供電半徑壓降校驗(yàn)

線路電壓損失如圖2所示。

圖2 線路電壓損失示意圖

電壓偏差計(jì)算公式如下：

ΔUx=δUl+e-∑ΔU

式中：ΔUx為線路末端的電壓偏差,%；ΔUl為線路首端的電壓偏差,%；e為變壓器分接頭的電壓提升,%；ΔU為線路總的電壓損失,%。

利用《工業(yè)與民用供配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》(上冊(cè))表9.4-3中所提出的線路電壓降計(jì)算公式校驗(yàn)供電半徑：

Δu%=ΔUa%IL

式中：Δu%為電壓損失百分比,%;ΔUa%為三相線路每1A·km的電壓損失百分?jǐn)?shù)，%/(A·Km)[電壓降%/(A·km),可查《工業(yè)與民用供配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》(上冊(cè))表9.4-19];I為負(fù)荷計(jì)算電流，A;L為線路長(zhǎng)度，km。

在供電容量、負(fù)荷計(jì)算電流不變的情況下，增加電纜截面積，可增加低壓供電半徑。

分析線路電壓降計(jì)算公式的計(jì)算結(jié)果可知：在供電半徑滿足150 m時(shí)，電壓降滿足干線壓降小于2%；在滿足干線壓降2%時(shí)，供電半徑在150 m基礎(chǔ)上可增加30～50 m；如果電纜截面積擴(kuò)大一級(jí)，則供電半徑可增加約40 m，供電半徑約250 m。這也滿足《全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施——電氣》2009中第3.1.3條第2款的規(guī)定：低壓線路的供電半徑，干線一般不超過(guò)250 m。

8.3 合理的變電站設(shè)置方案

合理布設(shè)變電站位置，除了要考慮項(xiàng)目總安裝容量外，還要結(jié)合項(xiàng)目當(dāng)?shù)毓╇娋值南嚓P(guān)要求。有的地方規(guī)定，電業(yè)變電站一般不允許設(shè)置在地下室；而北京順義、杭州余杭、武漢等地則允許變電站設(shè)置在地下車庫(kù)內(nèi)，這樣可以節(jié)約地面空間，優(yōu)化綠化空間以及兒童、老人活動(dòng)場(chǎng)所，提升小區(qū)居住品質(zhì)。綜合考慮各方因素，圖3所示的變電站設(shè)置方案則相對(duì)較為合理：變電站及開(kāi)關(guān)站靠近市政電源進(jìn)線側(cè)，進(jìn)出線方便，便于設(shè)備運(yùn)輸及維護(hù)，又位于小區(qū)經(jīng)濟(jì)價(jià)值相對(duì)較低的部位，且滿足供電半徑不超過(guò)250 m,滿足干線壓降小于2%，滿足防火間距3 m?？紤]到住宅建筑的特殊性及電磁輻射和人居環(huán)境等因素的影響，建議室外變電站的外側(cè)與住宅建筑外墻的間距不宜小于20 m。因?yàn)榫嚯x10/0.4 kV變壓器外側(cè)20 m處的電磁場(chǎng)強(qiáng)度一般小于10 V/m，處于安全范圍。小于100 kW的配套用電、別墅用電采用電業(yè)分支箱配電，電業(yè)分支箱設(shè)置在綠化帶內(nèi)，進(jìn)行綠化裝飾處理。所以，地產(chǎn)開(kāi)發(fā)在供電方案定案階段，會(huì)綜合考慮成本、國(guó)家技術(shù)規(guī)范、項(xiàng)目品質(zhì)、客戶入住體驗(yàn)、供電部門文件要求以及合理性等各方因素，以達(dá)到供電的安全、經(jīng)濟(jì)、可靠、合理。

圖3 合理的變電站設(shè)置方案示意圖

9 結(jié)束語(yǔ)

從項(xiàng)目啟動(dòng)到項(xiàng)目受電交付的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期全過(guò)程，電氣專業(yè)在其中都至關(guān)重要，尤其是變電站的設(shè)置直接影響到供電配套成本、節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，影響人居住的周邊環(huán)境、園區(qū)交通動(dòng)線、園區(qū)園林綠化以及活動(dòng)空間品質(zhì)。