城市大型建筑物供电方式与应用

王州波，邵伟明

（宁波电业局，浙江 315001）

随着社会经济的不断发展，我国的许多城市兴建了大量的大型公共建筑物，如酒店、办公楼、会议展览中心、商业广场等。这些建筑物建筑面积大、负荷密度高，而且对供电质量和可靠性的要求也较高，根据《国家电网公司业扩供电方案编制导则（试行）》要求，作为电力公司的重要客户，需要双电源供电。由于我国目前的城区电网以10kV为主，装机容量小于15MVA的用户一般采用10kV供电，受到线路额定容量限制，一般需要4路以上电源供电并配备一定的备用容量，才能满足《导则》规定的电源配置要求。但是，这些大型建筑物一般处在城市中心，城市线路走廊和变电所用地受到严格的限制，而且在城区内一般采用电力电缆供电，每个区域的供电线路条数受到线路通道的限制，很难满足大型建筑物所需要的回路数和备用容量。为了更好地解决大型建筑物用电容量大、负荷等级高的需求，本文将介绍宁波市大型建筑物包括两供一备双电源常供和供电到户在内的三种新供电方式和效果和应用实例。

1 两供一备

城市中装机容量超过8MVA的用户全部或一半以上为一、二级负荷客户。如采用常规双电源供电方式，则单回10kV线路就会超供电限额；如把它分成两部分容量，分别采用双电源供电，则会增加客户的投资，也不利于今后的运行管理。为此，本文提出一种新的供电方式——三电源（两供一备）供电方式。采用这种方式，每回线路带客户装机容量的50%，通过增加供电回路、减少线路供电负荷和降低备用容量的方式，提高供电可靠性，减少线路空置率。

采用三电源（两供一备）供电方式，客户备用容量可以减少一半，线路（变电所）的供电能力可以大大提高。这种方式减少了主供线路供电容量，使该线路能通过环网供给其他客户，减少客户对线路的占用，可以在同等供电回路情况下提高该区域的供电可靠性。采用这种供电方式，任一电源失电不影响客户正常用电，而且即使有两路电源失电，也还有50%的供电能力，与一供一备方式相比，供电可靠性也可以得到很大提高。与一供一备方式相比，采用两供一备，客户的设备投资将有所增加，不过对于那些容量较大采用单回线路供电不能满足要求的用户，相对于一供一备供电方式综合投资将会减少。

以宁波香格里拉大酒店为例，该酒店是世界知名品牌酒店，也是宁波五星级大酒店，对供电可靠性要求很高。该酒店的总用电容量为12.8MVA，共装有8台1 600kVA变压器，大部分用电负荷属一、二级负荷。

酒店采用三电源（两供一备）的供电方案，具体接线方式如图1。根据酒店的供电要求，从市电引三路10kV线路1、线路2和线路3分别供Ⅰ，Ⅱ和Ⅲ段母线。其中线路1和线路2为常供线路，线路3为备用线路；Ⅰ段和Ⅱ段母线各带4台1 600kVA变压器，Ⅲ段母线不带变压器，但分别与Ⅰ段和Ⅱ段母线联络，并装有备自投。正常供电方式下，线路1和线路2分别供Ⅰ段和Ⅱ段母线所带负荷；线路3供Ⅲ段母线，不带负荷，当线路1或线路2停电时，备自投动作，线路3通过母联代替线路1或线路2供Ⅰ段或Ⅱ段母线所带负荷，保证重要负荷的可靠供电。

图1 三电源（两供一备）的供电方式

2 双电源常供

城市中容量超过8MVA，以及部分用电负荷为一、二级负荷同时容量不超过4MVA的用户，可以采用双电源常供、高压不联、低压互联的供电方式。

采用这种方式，每回线路提供客户容量的50%，变压器两两联络、互为备用，可以满足《国家电网公司业扩供电方案编制导则（试行）》关于供电可靠的规定要求，为一、二级负荷提供双路电源。采用这种供电方式线路的供电容量稳定、线路空置率低，在满足供电可靠性的要求下，客户电气设备投资减少了，用于提高可靠性的费用支出也减少了一半，经济效益高，而且10kV母线无联络，给客户的运行管理带来了方便。

采用双电源供电方式，当一路电源停电情况下另一路电源只能供总容量的一半，因此与两供一备方式相比，重要负荷的失电风险将大大增加。也就是说，用户采用双电源供电方式，要求一、二级负荷容量不能超过总容量的50%，否则必须增加总容量。

以常洪隧道为例，该隧道是连接宁波市江东区和江北区的过江隧道。此隧道双向四车道，来往车辆密集，是宁波市一个主要的交通要道。隧道总用电需求为2 260kVA，共装有4台变压器，其中630kVA和500kVA变压器各2台。隧道部分负荷，如消防、应急照明、排烟设施等，属一、二级负荷。采用双电源常供、高压不联、低压互联的供电方式，具体接线方式如图2。

图2 双电源常供、高压不联、低压互联的供电方式

根据隧道的供电要求，从市电引两路10kV线路1和线路2分别供Ⅰ段和Ⅱ段母线。Ⅰ段和Ⅱ段母线各带2台变压器，包括630kVA和500kVA各1台，Ⅰ段和Ⅱ段母线不联络，但2台相同容量的变压器低压侧联络，并装有备自投。正常供电方式下，线路1和线路2分别供Ⅰ段和Ⅱ段母线所带负荷，变压器分列运行。当线路1或和线路2停电时，对应母线上的2台变压器停运，低压备自投动作，另2台运行变压器通过低压母联供停电的重要负荷，保证了所有重要负荷的可靠供电。

3 供电到户

对于有多个独立用户单位的大型建筑群如大型商业区、标准厂房群等，可以采用一种供电到户的供电方式，由供电部门直接供电到户，客户各自与电力公司签订供用电合同并分别装表计量，按用电性质和行业确定电价。

采用这种方式，容量超过8kW的居民用户采用三相四线供电；容量在100kW以下的单位用户由大楼公用变压器供电；100kW及以上的单位用户设专用变压器供电。另外，建筑物公用部分，例如高层电梯、消防水泵、监控、应急电源、中央空调等的用电，对供电的可靠性要求较高，为了提高供电的可靠性，可设双电源专用变压器供电。采用这种方式，建设单位建成的公用变压器、低压配电柜、密集母线（电缆）、分支箱、到户大表箱等，产权都将移交给供电企业。建筑物的供、配电设施应明确责任分界点：由楼层分支箱低压直供的客户产权责任分界点，在每层分支箱内开关下桩头；由密集母线直供的客户责任分界点，为母线插接箱内开关下桩头；由公用变压器低压配电柜直供的客户责任分界点，为该户低压开关的下桩头；专用变压器客户责任分界点，为环网站该户环网负荷开关的下桩头。

供电到户的供电方式可以避免客户对线路的单独占用，减少主供线路的供电容量；主供线路可以通过环网把供电容量供给其他客户。在同等供电回路情况下，采用这种方式供电的可靠性得到了提高。另外，采用这种方式，电力公司对个别拖欠电费客户的停电处罚，可以不影响建筑物内其他客户的正常用电，方便了电力公司的经营管理。不过，采用这种方式，可能要求客户单位的产权进行变更、并户或者分户，带来的供电方式变化也可能造成管理上的麻烦。

以宁波市第一个供电到户的高层综合性大楼——都市仁和为例，该大楼位于市中心，总占地面积9 700m2，由2幢高层及一个裙楼组成。其中一幢为办公楼，共29层，一层二层为商业用房；一幢为公寓，共33层，一层为商业；裙楼共三层，一层二层为商业，三层为办公用房。大楼的总建筑面积为79 912m2，地上建筑面积66 920m2，地下12 992m2；其中办公楼28 108m2，公寓楼30 406m2，商业用房7 308m2，会所1 098m2。

该大楼属一级民用建筑，按《高层民用建筑设计防火规范》要求其中消防用电设备，例如消防水泵、消防电梯、防排烟设施、火灾应急照明为一级负荷，生活水泵及客梯等为二级负荷，其余负荷都为三级负荷。采用公用变与专用变相结合的供电方案，具体接线方式如图3。

图3 10kV环网公用变与专用变相结合的供电方式

为满足一级负荷供电可靠性的要求，从附近的两个区域变电站引来两路10kV电源，两路电源同时供电，沿市政道路以电缆穿管埋地方式引入环网室，设环网柜共13柜，两端母线各预留一个环入环出柜备用，环网柜采用SM6，其中环进环出及联络柜型号为IMC配48V直流电动操作机构，环网柜配ELK－3型短路指示器。

变电所设公用变压器5台，总容量为5 500kVA，变压器采用SCB9系列，其中2台的容量为1 250kV，3台的容量为1000kVA。公用变压器采用Schneider公司的Prisma型低压柜，低压两两联络；高层的低压出线采用KFM密集母线，共10条（每层设2只表箱）每层要求预留2个插接孔；商铺的低压出线采用电缆经分支箱后到表箱；办公及公寓楼全部由公用变压器供电，计量到户。

高层的电梯、消防、水泵及大于100kVA容量的场所另设客户专用变电所高配供电，专用变电所配备2台SCB9系列400kVA变压器，高配采用双电源供电，由环网室引入。专用变电所设SM6型高压柜共8柜，低压柜型号为BLOKSET。配电干线采用封闭母线，对消防水泵、消防电梯、防排烟设施等消防用电设备均由低配室的二段母线引出二路电源至用电设备线路末端，经双电源自动切换装置后向其供电。

4 结语

以上三种城市大型建筑物的供电方式，已成功地应用在宁波市的许多大楼中，从实际应用情况看，这些供电方式既满足了大型建筑物供用电安全、可靠、经济、运行灵活、管理方便的要求，又符合本地区电网建设、改造和发展规划的要求，综合经济效益与社会效益都非常显著。随着电力客户对供用电要求的提高，今后供电行业还必须不断探索和研究新的供电方式，以适应经济社会的发展，更好地服务于广大电力客户。