某大型商場供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

徐霜

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

1 商場概況

該工程建設(shè)地點(diǎn)在遼寧省鐵嶺市高新經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，有A1、A2兩個地塊組成，每個地塊-1F使用功能為地下停車場、水暖設(shè)備用房、柴油發(fā)電機(jī)及配電間，2F～4F使用功能為電影院、餐飲用房、商業(yè)用房及零售用房。A1地鐵建筑面積為110000m2，包括售樓中心、-1F停車場、奧特萊斯商業(yè)及餐飲、水世界游樂場、酒店等。A2地塊建筑面積約為100000m2，包括-1F停車場、地上地中海部分和加州部分，包括餐飲、零售、商業(yè)和電影院等使用功能。加州部分由多個獨(dú)立的四層以下單體，上面加一個屋面，構(gòu)成一個完整的建筑物。

2 供電電源的確定

該工程屬于大型商場，根據(jù)JGJ 16-2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》，大型商場及超市的經(jīng)營管理用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)用電屬于一級負(fù)荷重特別重要負(fù)荷，大型商場及超市營業(yè)廳的備用照明用電屬于一級負(fù)荷，大型商場及超市的自動扶梯、空調(diào)用電屬于二級負(fù)荷。該工程建設(shè)單位只能提供一路10kV市政電源，需設(shè)柴油發(fā)電機(jī)作為一、二級負(fù)荷備用電源。

根據(jù)JGJ 16-2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.1.2條第2款，在方案及初步設(shè)計(jì)階段，柴油發(fā)電機(jī)容量可按配電變壓器總?cè)萘康?0%～20%進(jìn)行估算。在施工圖設(shè)計(jì)階段，可根據(jù)一級負(fù)荷、消防負(fù)荷以及某些重要二級負(fù)荷的容量，按下列方法計(jì)算的zui大容量確定。

1）按穩(wěn)定負(fù)荷計(jì)算發(fā)電機(jī)容量。

2）按zui大的單臺電動機(jī)或成組電動機(jī)起動的需要，計(jì)算發(fā)電機(jī)容量。

3）按起動發(fā)動機(jī)時(shí)，發(fā)電機(jī)母線允許電壓降計(jì)算發(fā)電機(jī)容量。

根據(jù)以上計(jì)算，一般來講，柴油發(fā)電機(jī)容量應(yīng)按第（1）款，按照該工程消防負(fù)荷與臨時(shí)停電時(shí)，滿足重要負(fù)荷和餐飲及商鋪照明用電負(fù)荷大者選取總負(fù)荷容量進(jìn)行計(jì)算。

3 柴油發(fā)電機(jī)電源與市電供電的配合

 考慮到該工程餐飲及商鋪照明負(fù)荷屬于三負(fù)荷，臨時(shí)停電會有應(yīng)急照明和疏散指示照明啟動，并不會造成重大影響。因此選用兩路電源保障，一回路線路供電方案。供電方案如圖1，該系統(tǒng)方案由一路10kV高壓電源同時(shí)供電，單母線分段運(yùn)行，兩臺變壓器互為備用，柴油發(fā)電機(jī)作為電源。具體運(yùn)行方式如下：

 1)正常情況下，QS1、QF1、QS2、QF2、QF7、QF8、QF9、QF10、QF11皆處于合閘；

2)QF3、QF4、QF5分閘；

3)當(dāng)市電變壓器TM1和TM2一路故障或檢修停電時(shí)，可合QF4，此時(shí)由單一變壓器暫時(shí)供電，但一般負(fù)荷應(yīng)停止供電，以免變壓器過分超載；

4)當(dāng)市電失電后，兩臺變壓器電源皆失電后，應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組在15～30S內(nèi)向應(yīng)急母線段供電，此時(shí)在確認(rèn)QF1、QF2斷開后，QF5投入工作，QF6亦可合閘，兩個重要負(fù)荷母線段，分別向重要負(fù)荷供電，保證了兩個線路直供至負(fù)荷末端；

5)市電恢復(fù)后，QF4分閘，QF3先斷開，然后QF1、QF2投入工作；

6)QS1、QS2、QS3三組隔離開關(guān)，僅供QF1、QF2、QF5檢修時(shí)起到隔離作用。

 圖1

4 供電電源位置的設(shè)置

4.1 開閉所和中心變電所配電系統(tǒng)

開閉所建在城市主要道路的路口附近、負(fù)荷中心區(qū)和兩座高壓變電站之間，匯集若干條變電站10kV出線作為電源，以相同電壓等級向用戶供電的開關(guān)設(shè)備的集合，并且具有出線保護(hù)，主要起轉(zhuǎn)輸左右。在大型商場只需供電部門提供一路10kV進(jìn)線，且經(jīng)兩臺10kV/0.4kV變壓器降壓到商場使用。為保證進(jìn)線電源的供電，在開閉所內(nèi)部，高壓配電柜采用SF6絕緣緊湊開關(guān)柜，進(jìn)線開關(guān)采用真空開關(guān)，10kV進(jìn)線柜和出線柜上配安科瑞電氣股份有限公司的AM5-F進(jìn)線保護(hù)裝置，具有三段式過流保護(hù)、兩段零序過流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)。

中心配變電所深入負(fù)荷中心，所內(nèi)有起開閉和分配電能作用的高壓配電裝置，將若干條10kV出線電壓分別送至其他變電所，且母線上可設(shè)置變壓器，為臨近建筑物提供電壓供電電源。本商場項(xiàng)目中心配電所進(jìn)線10kV配出，通過變壓器編程交流0.4/0.23kV低壓配出，在高壓側(cè)有計(jì)量。在10kV變壓器出線柜上配AM5-T變壓器保護(hù)裝置，具有變壓器高溫報(bào)警、變壓器超溫跳閘、電流速斷保護(hù)、定時(shí)限過流保護(hù)、零序過流保護(hù)。

表1 開閉所和中心配電所二次設(shè)備

4.2 供電半徑

供電半徑就是從電源點(diǎn)開始到其供電的zui遠(yuǎn)負(fù)荷點(diǎn)之間的線路的距離，指供電線路物理距離，而不是空間距離。低壓供電半徑指從配電變壓器到zui遠(yuǎn)負(fù)荷點(diǎn)的線路的距離。供電半徑取決于以下兩個因素的影響：1）電壓等級（電壓等級越高，供電半徑相對越大）；2）用戶終端密集度（即電力負(fù)載越多，供電半徑越小）。

根據(jù)《全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施——電氣》2009年版規(guī)定，低壓線路的供電半徑應(yīng)根據(jù)具體供電條件，干線一般不超過250m，當(dāng)供電容量超過500kW，供電距離超過250m時(shí)，應(yīng)考慮增設(shè)變電所。由于本項(xiàng)目為自維用電，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)圖04DX101-1《建筑電氣常用數(shù)據(jù)》表3.6電力線路合理輸送功率和距離，供電半徑按照250m設(shè)計(jì)。

4.3 中心變配電所的位置

根據(jù)JGJ 16-2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》第4.2.2條，配變電所可設(shè)置在建筑物的地下層，但不宜設(shè)置在zui底層。配變電所設(shè)置在建筑物地下層時(shí)，應(yīng)根據(jù)環(huán)境要求加設(shè)機(jī)械通風(fēng)、去濕設(shè)備等。從中心變電所引至本地塊其他分變電所可采取以下幾種方式。

1)屋面上線槽敷設(shè)。

2)屋面下線槽敷設(shè)。

3)10kV電纜引至中心變電所，再沿電氣豎井引至室外，從室外再通過分變電所下面的電氣豎井引至各分變電所。

5 低壓配電方案

5.1 柴油發(fā)電機(jī)的合理配電

根據(jù)建設(shè)單位提出的要求，本商場項(xiàng)目工程的餐飲和商鋪的照明在市電檢修或失電的情況下要求能保證正常經(jīng)驗(yàn)，所以柴油發(fā)電機(jī)除作為消防負(fù)荷的供電之外，也負(fù)責(zé)為臨時(shí)停電時(shí)餐飲和商鋪照明提供供電。供電方案如圖2給出。本方案考慮消防負(fù)荷與應(yīng)急負(fù)荷或備用負(fù)荷分別采用不同低壓母線段供電，非消防供電母線不會對消防供電母線干擾，消防負(fù)荷與保障負(fù)荷總斷路器不同時(shí)合閘。

 圖2

5.2 消防負(fù)荷與非消防負(fù)荷的低壓配電

由于本工程性質(zhì)為商場，為人員密集場所。根據(jù)近年來許多建筑物在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，雖然城市電網(wǎng)有電，但是供配電系統(tǒng)的主斷路器合不上閘，導(dǎo)致消防設(shè)備不能啟動滅火。在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，由于切除非消防電源不準(zhǔn)確或低壓配出回路的斷路器上、下級保護(hù)配合不好，許多普通配電線路因消防水四溢，導(dǎo)致配電線路短路或過載，引起配電系統(tǒng)越級跳閘。消防負(fù)荷因此失去工作電源而不能啟動，延誤了*滅火時(shí)間。大多是消防負(fù)荷與普通負(fù)荷共用同一進(jìn)線斷路器或同一低壓母線段。

圖3

所以本工程中采用了如圖3所示的方案，將消防負(fù)荷與非消防負(fù)荷在低壓母線段上分開。且在低壓消防負(fù)荷出線柜上配置了安科瑞電氣股份有限公司的AFPM3-AVI消防設(shè)備電源監(jiān)測器，能實(shí)時(shí)、的監(jiān)測消防設(shè)備的電源。并在消防控制室內(nèi)安裝安科瑞公司的AFPM100消防設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)由監(jiān)控器、中繼器、傳感器（監(jiān)控模塊）和傳輸纜線組成。監(jiān)控器zui多可管理128個監(jiān)控模塊，每個回路可管理32個監(jiān)控模塊。其中監(jiān)控模塊具有過壓、欠壓、過流、缺相、錯相報(bào)警，同時(shí)具有時(shí)間存儲功能。控制器采用現(xiàn)場總線通信技術(shù)，上位機(jī)管理軟件可以時(shí)刻監(jiān)控現(xiàn)場的運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)送報(bào)警信息。

在每路低壓出線柜上配置了安科瑞公司的ALP系列低壓線路保護(hù)器，具有過流、零序、斷相等保護(hù)功能，保護(hù)低壓配電線路，保證回路斷路器可靠動作。本項(xiàng)目低壓配電系統(tǒng)中二次設(shè)備見表2。

 表2 低壓配電系統(tǒng)二次設(shè)備

圖4  AFPM100消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)接線

6 結(jié)論

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，商業(yè)建筑不斷增多，這些建筑綜合性強(qiáng)、建筑面積大且業(yè)態(tài)復(fù)雜。本文針對大型多層商場變配電中遇到的一些實(shí)際建筑電氣設(shè)計(jì)配電問題，結(jié)合實(shí)例，對設(shè)計(jì)中遇到的問題和實(shí)際做法進(jìn)行分析比較。

參考文獻(xiàn)

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[3] GB 50052-1995 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4]安科瑞電氣股份公司.能效管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝圖冊.2013.11.1合訂本.

 作者簡介：

徐霜，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)橹悄芘潆娤到y(tǒng)設(shè)計(jì)，：57    57