【正文】 淺談高層建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要：隨著城市規(guī)模的不斷發(fā)展，高層建筑越來(lái)越多，因此，高層建筑電氣設(shè)計(jì)就成為設(shè)計(jì)者不得不面對(duì)的問(wèn)題。本文結(jié)合工程實(shí)例，介紹了高層建筑電氣設(shè)計(jì)中一些比較典型且具有普遍意義的問(wèn)題，結(jié)合某工程的實(shí)際做法闡述了問(wèn)題的解決方法。 關(guān)鍵詞：高層建筑；電氣設(shè)計(jì)；配電；負(fù)荷計(jì)算 1 工程概況 本項(xiàng)目商業(yè)綜合大樓，總建筑面積為 405570m2，地上建筑面積 272330m2，地下建筑面積 133240m2,主體高度 99m。項(xiàng)目組成為：辦公樓兩座，建筑面積為70800m2， 28 層，標(biāo)準(zhǔn)層高為 。 2 負(fù)荷計(jì)算 1）負(fù)荷特點(diǎn) :用電負(fù)荷大 ,遠(yuǎn)大于《全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)術(shù)措施》中大120W/m2 的指標(biāo) ,尤其是餐飲的用電負(fù)荷更大，而且不同類(lèi)型、不同飲食文化背景的餐飲差別也很大。 2）負(fù)荷的不確定性大，因?yàn)樯虡I(yè)地產(chǎn)往往根據(jù)市場(chǎng)租的需求，不斷調(diào)整商鋪的性質(zhì)，使得負(fù)荷在動(dòng)態(tài)變化之中。 3）目前的規(guī)范和技術(shù)措施沒(méi)有對(duì)商業(yè)項(xiàng)目中不同類(lèi)別商鋪的參數(shù)指進(jìn)行細(xì)化，工程設(shè)計(jì)中的負(fù)荷計(jì)算缺少據(jù)，大多數(shù)情況只能靠設(shè)計(jì)人員憑借以往工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行計(jì)算。 負(fù)荷參數(shù)的選擇：針對(duì)以上遇到的問(wèn)題，進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)， 首先與開(kāi)發(fā)商銷(xiāo)售部門(mén)進(jìn)行良好的溝通，確定各層的業(yè)態(tài)形式商鋪面積和性質(zhì)，這是電氣負(fù)荷計(jì)算的基礎(chǔ)依據(jù)；其次確定商鋪內(nèi)單位面積參數(shù)指標(biāo)也很重要且復(fù)雜，因?yàn)橐?guī)范中沒(méi)有明確的指標(biāo)可以參考；而且不同城市間的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不均衡，用電指標(biāo)也不同；便在同一城市不同區(qū)域的消費(fèi)群體也有差異。 3）需要系數(shù)的選擇：參數(shù)確定后，需要進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。一般采用需要系數(shù)法，計(jì)算過(guò)程不再贅述。需要探討的是需要系數(shù)的選擇，這在現(xiàn)行規(guī)范、手冊(cè)及《統(tǒng)一技術(shù)措施》中也沒(méi)有明確的要求，根據(jù)多年的設(shè)計(jì)體會(huì)認(rèn)為，在配電最末端商鋪內(nèi)戶(hù)箱或?qū)优潆娤溆?jì)算時(shí) Kx 一般取 1，在各回路干線計(jì)算時(shí)取 ～ ，在變電所各配電變壓器計(jì)算時(shí)取 ～ 。 3 變電所設(shè)置 根據(jù)負(fù)荷計(jì)算結(jié)果，本工程的變壓器總安裝容量為 ，經(jīng)與供電公司反復(fù)協(xié)商，分別在本工程的北、中和南三段設(shè)置 3 個(gè)變電所為三段建筑供電，1變電所設(shè) 6 臺(tái) 變壓器 ,承擔(dān)北段供電； 2變電所設(shè) 4 臺(tái) 變壓器 ,加 6 臺(tái) 變壓器 ,承擔(dān)中段的供電，另外還有 5 臺(tái) 高壓冷水機(jī)組（合計(jì) ）； 3變電所設(shè) 2 臺(tái) 加 2 臺(tái) 變壓器，承擔(dān)南段 A、 B 兩座辦公樓供電。本工程配置兩處 10Kv 電源引入點(diǎn)，每處為兩路10Kv 線路 ,根據(jù)供電公司對(duì) 10Kv 電源容量的規(guī)定：每路最大負(fù)荷為 左右，兩路即為 ，設(shè)計(jì) 3變電所合用一處 10Kv,電源進(jìn)線，總?cè)萘繛?； 2變電所內(nèi)變壓器和 10Kv,冷水機(jī)組共用一處 10Kv 電源進(jìn)線，總?cè)萘繛?。在變電所平面布置的設(shè)計(jì)中，除了滿(mǎn)足規(guī)范要求以外，還需要考慮高壓柜、變壓器和低壓柜按供電順序布置，尤其是低壓配電柜饋出電纜的走向順暢，值班人員 巡視方便等問(wèn)題如不認(rèn)真考慮，會(huì)造成施工時(shí)電纜交叉多、繞遠(yuǎn)路、浪費(fèi)建筑面積以及巡視不方便等問(wèn)題。 4 較小消防負(fù)荷的供配電 在大型商業(yè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)遇到消防用電設(shè)備負(fù)荷較小且分布較分散，若均由變電所饋出，會(huì)使得變電所低壓柜饋出很多小電流回路，對(duì)斷路器分?jǐn)嗄芰蛯?dǎo)體的動(dòng)、熱穩(wěn)定帶來(lái)一定的影響。根據(jù) GB500451995《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定“消防用電設(shè)備應(yīng)采用專(zhuān)用的供電回路，其配電設(shè)備應(yīng)設(shè)有明顯標(biāo)志”。對(duì)供電回路的條文解釋系指“從低壓總配電室（包括分配電室）至最末一級(jí)配電箱，與一般配電線路均 應(yīng)嚴(yán)格分開(kāi)”。在本設(shè)計(jì)中，采用了增加一級(jí)配電的方法，即從變電所不同母線段上分別饋出一條消防專(zhuān)用回路，在適當(dāng)位置設(shè)置兩臺(tái)配電柜，再由此配電柜放射式配至末端雙電源互投箱，這樣既滿(mǎn)足了規(guī)范對(duì)專(zhuān)用供電回路的要求，又避免在變電所級(jí)饋出許多小電流回路。 5 斷路器及導(dǎo)體的選擇 由于商業(yè)地產(chǎn)項(xiàng)目房間用途的不確定性，在選擇斷路器和導(dǎo)體時(shí)必須考慮一定的裕量以滿(mǎn)足調(diào)整造成的負(fù)荷變化。根據(jù)這一特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中較多地使用了插接母線供電，既可以滿(mǎn)足大載流量的要求，又使供配電靈活性加大，在每層豎井中均預(yù)留備用插接箱，以便在變化時(shí)， 可根據(jù)上下層負(fù)荷的變化，進(jìn)行調(diào)整。例如：某豎井一段母線負(fù)責(zé) 1～ 3 層供電，當(dāng) 1 層由于變化容量增大，而 3 層容量減小時(shí)，就可使用 1 層的備用插接箱把 3 層富裕的容量配給 1 層使用。在變電所這級(jí)配電中，選擇斷路器時(shí)要選整定值可調(diào)整的斷路器，以便在末端負(fù)荷變化時(shí)調(diào)整整定值；在母線和互感器的選擇上一般按斷路器框架值來(lái)選。例如：某段干線設(shè)備容量 530Kv， Kx 取 ，計(jì)算電流為 704A，選擇斷路器框架值為 1000A，整定值為 800A；電流互感器為 1000/50；母線載流量為 1000A，此路最大可滿(mǎn)足1000A 電流的負(fù)荷使用要 求，即便有調(diào)整，配電開(kāi)關(guān)及線路也可不必作大的變動(dòng)。 6 層配電箱的設(shè)置 根據(jù)各層防火分區(qū)的劃分，分別在各層編號(hào)為 A～ K 豎井內(nèi)設(shè)置層照明配電箱為各商鋪供電 ,各商鋪的供電采用一對(duì)一放射式供電。需要指出的是由于各層的業(yè)態(tài)比較復(fù)雜各層的防火分區(qū)上、下層不對(duì)應(yīng)，使得有的豎井在負(fù)責(zé)本防火分區(qū)供電的同時(shí)，還要負(fù)責(zé)相鄰的防火分區(qū)的供電。在設(shè)計(jì)時(shí)，采用了就近原則，同時(shí)也考慮到整條干線負(fù)擔(dān)的負(fù)荷情況，盡量使各個(gè)豎井內(nèi)負(fù)荷比較平衡。 7 公共區(qū)域配電箱的設(shè)置 考慮到商業(yè)的公共區(qū)域?qū)?lái)需要二次裝修，必須預(yù)留電源。此處的 設(shè)計(jì)需要考慮以下幾點(diǎn)：①電量預(yù)留多少的問(wèn)題，其中照明用電可根據(jù) GB500342020 《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》表 及其 條，商業(yè)建筑照明功率密度值計(jì)算，高檔超市營(yíng)業(yè)廳為 20W/m2，根據(jù)“裝飾性燈具總功率 50%計(jì)入照明密度計(jì)算值”的規(guī)定，采用的預(yù)留標(biāo)準(zhǔn)為 40W/m2。②為方便裝修設(shè)計(jì)，在每個(gè)防火分區(qū)內(nèi)設(shè)置了公共區(qū)域照明配電箱和應(yīng)急照明配電箱，以便明確裝修設(shè)計(jì)的電氣配電分界點(diǎn)。 ③將樓梯間、儲(chǔ)藏間等不需要做裝修的部位，單獨(dú)設(shè)置配電回路或配電箱，盡量不從公共區(qū)域預(yù)留精裝用電的配電箱內(nèi)饋出。 ④公共區(qū)域照明的控制，大部分采用兩種方式，即 C— BUS 系統(tǒng)或 BA 系統(tǒng)控制，利用 C— BUS 的優(yōu)點(diǎn)是控制比較靈活，可按每一路饋出控制，也可調(diào)光控制；缺點(diǎn)是造價(jià)較高。利用 BA 系統(tǒng)控制優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)低，控制簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是由于交流接觸器為三相，控制時(shí)可能會(huì)三路同時(shí)開(kāi)或者同時(shí)關(guān)，在裝修設(shè)計(jì)時(shí)需將各接觸器饋出回路岔開(kāi)供電，避免造成故障時(shí)大面積停電。 8 戶(hù)配電箱的設(shè)計(jì) 在商業(yè)地產(chǎn)設(shè)計(jì)中，往往只為商鋪設(shè)計(jì)一個(gè)電表箱，而出線回路由用戶(hù)根據(jù)自己的需要進(jìn)行二次設(shè)計(jì)，但是商鋪內(nèi)風(fēng)機(jī)盤(pán)管的供電很難解決，無(wú)法進(jìn)行空調(diào)系統(tǒng)的整體調(diào) 試。本工程的做法是在電表箱內(nèi)增加一個(gè)斷路器為風(fēng)機(jī)盤(pán)管供電，另一路為用戶(hù)二次設(shè)計(jì)時(shí)使用，如下圖所示。 用戶(hù)配電箱設(shè)計(jì)圖 9 配電柜 /箱與配電回路的編號(hào) 大型項(xiàng)目往往低壓配電柜 /箱很多，低壓饋出回路就更多，往往會(huì)出現(xiàn)柜 /箱編號(hào)及線路編號(hào)重復(fù)的問(wèn)題，造成在設(shè)計(jì)圖中查找及將來(lái)維護(hù)檢修的困難。本工程有 3 個(gè) 10Kv 變電所， 20 臺(tái)變壓器，上百臺(tái)低壓饋出柜，饋出回路更多。按照國(guó)際電工委員會(huì)（ IEC）及中國(guó)國(guó)標(biāo)的要求：①所有的配電編號(hào)要簡(jiǎn)單明了，不能太箱和線路編號(hào)不重復(fù)。②編