中國長沙隆平高科技園商住項(xiàng)目電氣設(shè)計(jì)

莫水健

湖南省長沙市規(guī)劃設(shè)計(jì)院，中國·湖南 長沙 410000

1 引言

中國長沙隆平高科技園商住項(xiàng)目定位為中高檔住宅安置小區(qū)，著力打造的宜居、宜景的高尚樓盤。項(xiàng)目建成后將定向成為長沙市的一個(gè)品位高尚、設(shè)施先進(jìn)、居住舒適的新型住宅安置小區(qū)典范，而電氣設(shè)計(jì)是工程中的重要項(xiàng)目。

2 項(xiàng)目概述

項(xiàng)目用地位于位于人民路和合平路交匯處西南角，分為住宅和商量兩個(gè)地塊。規(guī)劃用地呈長方形，地勢較為平整，商業(yè)地塊與住宅地塊緊鄰，商業(yè)地塊在北側(cè)，住宅地塊在南側(cè)，相應(yīng)控規(guī)指標(biāo)如下：

住宅地塊總用地面積35136m2，容積率2.5，密度0.35，綠化率0.3，建筑限高100m。

商業(yè)地塊總用地面積9658m2，容積率7.7，密度0.35，綠化率0.25,建筑限高100m。

本項(xiàng)目住宅地塊，由沿街配套商業(yè)，高層住宅，小高層住宅，小區(qū)物業(yè)管理，社區(qū)用房，幼兒園和配套設(shè)施組成。本地塊總建筑面積82426.6m2，計(jì)容建筑面積74295.3，不計(jì)容建筑面積8331m2，容積率7.7，建筑密度0.28，綠化率0.3。

3 電氣設(shè)計(jì)范圍

3.1 本設(shè)計(jì)包括建設(shè)紅線內(nèi)的內(nèi)容

①10/0.4kv 變配電系統(tǒng)；

②照明和動(dòng)力系統(tǒng)；

③防雷保護(hù)、接地系統(tǒng)及安全措施；

④火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)；

⑤建筑智能化系統(tǒng)（詳見智能化專項(xiàng)設(shè)計(jì)，不在本次設(shè)計(jì)范圍）。

3.2 電源設(shè)計(jì)分界

本工程住宅區(qū)域采用全公變的供電方式，由城市電網(wǎng)引入本工程的10kV 電纜線路及分界小室屬城市供電部門負(fù)責(zé)范圍，不在本設(shè)計(jì)內(nèi)；本設(shè)計(jì)只提供此線路進(jìn)入本工程建設(shè)紅線內(nèi)的路徑；電源分界點(diǎn)為本工程中心配電間高壓電源進(jìn)線柜進(jìn)線開關(guān)處[1]。

4 10/0.4kv 變配電系統(tǒng)

4.1 負(fù)荷等級

①本工程為高層建筑，項(xiàng)目整體用電應(yīng)按大級負(fù)荷供電。

②本工程消防用電設(shè)備（消防控制室、消防水泵房用電、消防送風(fēng)機(jī)、排煙風(fēng)機(jī)、正壓送風(fēng)機(jī)及消防潛污泵、消防電梯等）、消防應(yīng)急照明及疏散指示照明、變配電房用電，電梯等為一級負(fù)荷。

③多層建筑及地庫公共區(qū)域照明、空調(diào)機(jī)房及汽車充電樁等為三級負(fù)荷。

④立面泛光、廣告及景觀照明等其它負(fù)荷為三級負(fù)荷。

4.2 負(fù)荷計(jì)算

①負(fù)荷計(jì)算：對水泵、風(fēng)機(jī)、電梯等用電設(shè)備按其設(shè)備安裝容量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對照明等設(shè)備的用電負(fù)荷按單位容量法統(tǒng)計(jì)，初步估算商業(yè)地塊計(jì)算負(fù)荷為2615KW，住宅地塊計(jì)算負(fù)荷為3137KW。

②變壓器選擇：本工程商業(yè)地塊采用專變供電，設(shè)置4×1000 KVA 變壓器；住宅地塊采用公變供電，設(shè)置6×800KVA 變壓器。

4.3 供電電源及電壓等級

本工程引入電源電壓等級為高壓10kV，本工程商業(yè)地塊、住宅地塊分別由不同區(qū)域變電站引來兩回10kV 電源線路作為工作電源。兩路10kV 電源為兩常用，當(dāng)一路電源發(fā)生故障，自動(dòng)切除三級負(fù)荷，另外一路電源自動(dòng)投入，單路電源能承擔(dān)整個(gè)一二級負(fù)荷用電需求。

4.4 高低壓供電系統(tǒng)接線形式及運(yùn)行方式

①高壓供電系統(tǒng)。

本工程由城市電網(wǎng)引來兩回10kV 線路，10kV 電源電纜采用埋地引入負(fù)一層10kV 中心配，10KV 系統(tǒng)采用單母線不分段接線方式，高壓配出線路均以放射式向各臺變壓器供電，變壓器就地設(shè)負(fù)荷開關(guān)柜，以備檢修時(shí)隔離操作。在10KV 出線開關(guān)柜內(nèi)裝設(shè)避雷器作為真空斷路器的操作過電壓保護(hù)。真空斷路器選用彈簧儲能操作機(jī)構(gòu)，采用直流鉛酸免維護(hù)電池柜作為操作、繼電保護(hù)及信號的電源，電源容量均按100AH 配備[2]。

②低壓配電系統(tǒng)。

商業(yè)地塊設(shè)置2 個(gè)變電間，其中1 個(gè)與中心配合設(shè)置。大公變配電間設(shè)置3 處，其中一處大公變與10kV 中心配合用。大公變設(shè)有公用配電室及專用配電室，各公變低壓側(cè)均采用單母線分段接線形式，兩臺變壓器平時(shí)分列運(yùn)行，當(dāng)一臺變壓器發(fā)生故障時(shí)，由另一臺變壓器負(fù)擔(dān)全部一二級負(fù)荷及60%公用負(fù)荷的用電，故障排除后恢復(fù)常態(tài)。兩主進(jìn)線開關(guān)與聯(lián)絡(luò)開關(guān)設(shè)電氣聯(lián)鎖，任何情況下只能接通其中的2個(gè)開關(guān)，切除三級負(fù)荷及母聯(lián)切換采用自動(dòng)操作。

③本工程商業(yè)地塊總停車位257 個(gè)，本期建設(shè)52 個(gè)（不低于20%總車位）；住宅地塊總停車位881 個(gè)，本期建設(shè)133 個(gè)（不低于15%總車位），遠(yuǎn)期預(yù)留余下車位的用電負(fù)荷和充電樁建設(shè)安裝條件，各充電樁由公變供電。

4.5 變配電所設(shè)置

根據(jù)負(fù)荷分布情況及0.4kV 電源供電半徑≤250m 的原則，綜合考慮了水、電磁輻射等因數(shù)的影響，本項(xiàng)目在地庫地下室設(shè)置3 個(gè)10KV/0.4KV 公變配電間和2 個(gè)專變配電間。

4.6 繼電保護(hù)及信號裝置

①中壓系統(tǒng)采用微機(jī)綜合繼電保護(hù)裝置，進(jìn)線設(shè)電流速斷保護(hù)、定時(shí)限過電流保護(hù)、低電壓保護(hù)；變壓器設(shè)電流速斷保護(hù)、定時(shí)限過電流保護(hù)、零序保護(hù)及變壓器超溫報(bào)警信號。

②低壓系統(tǒng)設(shè)短路保護(hù)、過流保護(hù)及接地故障保護(hù)，部分回路設(shè)分勵(lì)脫扣器。各回路均設(shè)多功能智能儀表，信號接入電力監(jiān)控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)的遙測、遙控。

4.7 測量用數(shù)字儀表

①10kV 進(jìn)線設(shè)電流、電壓、有功功率、無功功率、有功電能、無功電能測量。

②10kV 出線設(shè)電流、有功功率、無功功率、有功電能、無功電能測量。

③變電所0.4kV 主進(jìn)線設(shè)電流、電壓、有功功率、有功電能、無功電能測量。電容補(bǔ)償柜設(shè)功率因數(shù)測量。母聯(lián)、饋線設(shè)電流測量。

④電流互感器一次側(cè)電流在正常最大負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，應(yīng)盡量為其額定電流的2/3 以上。計(jì)量用電流互感器精確度選用0.2 級。

⑤內(nèi)部管理計(jì)量可通過低壓智能儀表采集數(shù)據(jù)，通過電力監(jiān)控系統(tǒng)集中管理。

4.8 無功補(bǔ)償及諧波控制

無功補(bǔ)償采用低壓集中自動(dòng)補(bǔ)償方式，在各低壓母線設(shè)電容自動(dòng)補(bǔ)償柜，要求補(bǔ)償后功率因數(shù)在0.90 以上。

選用對高次諧波有濾波功能的電容自動(dòng)補(bǔ)償裝置（當(dāng)回路的高次諧波含量超過規(guī)定允許值時(shí)，在變壓器的低壓側(cè)設(shè)置濾波裝置柜），以抑制諧波，保護(hù)設(shè)備。電梯、UPS等有整流的設(shè)備均應(yīng)自帶濾波功能。

4.9 用電計(jì)量

高壓按電力局要求集高供高計(jì)，高壓10kV 電源進(jìn)線設(shè)專用計(jì)量柜，采用高壓側(cè)計(jì)量方式，高壓側(cè)裝有功、無功電度表。住宅、商業(yè)、充電樁設(shè)置集中電表箱，一戶一表，對各戶型進(jìn)行計(jì)量。

4.10 主要設(shè)備選型

①高壓配電柜依據(jù)金屬鎧裝移開封閉型KYN28A-12Z柜進(jìn)行設(shè)計(jì)，額定電流630A、開斷電流50kA、直流操作，電纜下進(jìn)下出。

②變壓器選用DYn11 接線組別、SCB13 及以上節(jié)能型干式變壓器；應(yīng)采用無氧銅線圈繞組，應(yīng)配置彈簧減振裝置，與高、低壓屏接線宜采用軟聯(lián)接方式。

4.11 線路選擇及敷設(shè)方式

①高壓電纜：采用YJV-8.7/15kV 交聯(lián)聚氯乙烯絕緣護(hù)套銅芯電力電纜；室外埋地引入，室內(nèi)采用橋架敷設(shè)。

②低壓線路：大容量配電干線采用空氣絕緣型封閉母線槽；消防設(shè)備、應(yīng)急照明的配電線路采用礦物電纜；其它電纜采用WDZ-YJY-0.6/1kV 交聯(lián)聚乙烯絕緣低煙無鹵阻燃聚烯烴護(hù)套電力電纜；電線采用銅芯輻照交聯(lián)低煙無鹵阻燃聚乙烯絕緣電線，應(yīng)急照明電線采用耐火型[3]。

5 電氣系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)

5.1 設(shè)計(jì)依據(jù)

①GB50034—2013《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》。

②《全國民用建筑工程實(shí)際技術(shù)措施節(jié)能專篇——電氣》（2009）。

5.2 環(huán)保

①電氣設(shè)備選用無電磁污染、空氣污染、躁音污染的設(shè)備，并采取抑制高次電壓諧波、高次電流諧波的措施。

②選用新型低能耗的電氣設(shè)備，并采用新的控制管理技術(shù)以節(jié)能來保護(hù)環(huán)境。

③利用太陽能等綠色能源。

④選用LCKX6型銅覆鋁空氣絕緣母線槽，節(jié)約銅的用量。

⑤選用低煙無鹵型線纜，控制火災(zāi)時(shí)產(chǎn)生的有害氣體。

5.3 變配電系統(tǒng)的節(jié)能

①根據(jù)用電性質(zhì)、用電容量，選擇合理的供電電壓和供電方式。

②將變電所設(shè)在接近負(fù)荷中心，供電半徑小于250m，可以減少低壓側(cè)線路長度，從而降低線路損耗。

③選用高效低耗節(jié)能變壓器，力求使變壓器的實(shí)際負(fù)荷接近實(shí)際的最佳負(fù)荷，提高變壓器的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，減少變壓器損耗。

④合理選擇變壓器的容量、臺數(shù)、運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。對季節(jié)性負(fù)荷（如空調(diào)機(jī)組）設(shè)專用變壓器，以減少變壓器損耗。

⑤合理選擇導(dǎo)線截面，合理選擇線路路徑，負(fù)荷線路盡量以最短的路徑敷設(shè)，以降低線路損耗。

⑥在提高自然功率因素的基礎(chǔ)上，應(yīng)在負(fù)荷側(cè)合理裝置集中或就地?zé)o功補(bǔ)償設(shè)備，在用戶最大負(fù)荷時(shí)的功率因素應(yīng)不低于0.95，低負(fù)荷時(shí)，應(yīng)調(diào)整無功補(bǔ)償設(shè)備，不得過補(bǔ)償。

⑦供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用的設(shè)備和元器件，應(yīng)符合國家或行業(yè)的產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并優(yōu)先選用技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)適用和節(jié)能的成套設(shè)備和定型產(chǎn)品，不得采用淘汰產(chǎn)品。

⑧對空調(diào)通風(fēng)、供排水、公共場所照明等設(shè)備均納入建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行控制、管理。確保設(shè)備在安全運(yùn)行的前提下，節(jié)約電能、節(jié)省人力。

5.4 照明系統(tǒng)的節(jié)能

①照明密度值嚴(yán)格按GB50034—2013《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行。

②根據(jù)不同的使用場合選擇合適的光源，在滿足照明質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡可能選擇高效光源。

③在滿足眩光限制的條件下，應(yīng)優(yōu)先選擇效率高的燈具以及開啟式直接照明燈具。

④在滿足燈具最低允許安裝高度及美觀要求的前提下，盡可能降低燈具的安裝高度。

⑤熒光燈、金鹵燈等應(yīng)選擇電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能型高功率因數(shù)電感鎮(zhèn)流器。

⑥主照明電源線路應(yīng)盡可能采用三相供電，以減少電壓損失，并應(yīng)盡量使三相負(fù)荷平衡，以免影響光源的發(fā)光效率。

⑦選用節(jié)能燈具并合理設(shè)計(jì)燈具控制方式。車庫及其走廊、樓梯間、候車廳等公共場所的照明，采用集中控制，并按建筑使用條件或天然采光狀況采取分區(qū)、組控制；樓梯間、走廊等公共場所的照明，采用節(jié)能自熄開關(guān)，節(jié)能自熄開關(guān)采用紅外線移動(dòng)探測加光控的開關(guān)；各門廳、電梯前室和走廊等場所，采用夜間定時(shí)降低照度的自動(dòng)調(diào)光裝置；室外景觀照明采取平日、節(jié)日等多模式控制。

5.5 建筑設(shè)備的節(jié)能

①根據(jù)負(fù)荷特性合理選擇電動(dòng)機(jī)，采用高效率的電動(dòng)機(jī)。

②電氣轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中的設(shè)備、管網(wǎng)和負(fù)載應(yīng)相匹配，使系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，提高系統(tǒng)電能利用率。

③對風(fēng)量、流量經(jīng)常變化的負(fù)荷，采用電動(dòng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。

④對電梯實(shí)施智能控制，生活給水選用變頻泵。

6 結(jié)語

建筑電氣設(shè)計(jì)工作并不是一蹴而就的，該過程中包含、建筑配電箱設(shè)置、照明設(shè)施、火災(zāi)探測器等諸多內(nèi)容。電氣設(shè)計(jì)人員要立足于建筑工程背景及建筑電氣設(shè)計(jì)要求，嚴(yán)格執(zhí)行該項(xiàng)工作，并采用正確的方式，全面落實(shí)建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)工作，充分發(fā)揮建筑物功能，提高建筑工程整體性能。