某商业综合体供配电设计方案

吕 达 观

(辽宁省建筑设计研究院有限责任公司, 辽宁 沈阳 110005)

0 引 言

随着我国国民生活水平及消费水平的不断提高,越来越多的商业综合体建筑在城市中投入使用。商业综合体内部包含超市、娱乐、餐饮、商铺及影院等业态,经营及管理相对复杂,所以设计合理的供配电方案是非常有必要的。本文结合某项目,介绍了商业综合体建筑供配电设计方案。

1 工程概况

某商业综合体工程位于吉林省南部某地级市,于2019年12月开业,地下为1层,地上为5层;建筑高度为23.95 m,总建筑面积129 188 m2,其中地上建筑面积82 202 m2,地下建筑面积46 985 m2;耐火等级为一级;业态布置:-2F为停车库、设备用房,-1F为停车库、设备用房、超市、商铺,1F～4F为主力店、影城、商铺及餐饮等,5F为商管用房、托管机房及员工餐厅。

2 负荷等级

依据相关规范及业主要求,商业综合体负荷分级如下[1-3]。

(1) 一级负荷:消防用电设备(消防控制室内的火灾自动报警控制器及联动控制台、消防水泵、排烟风机、加压送风机等)、应急照明、疏散照明、障碍照明、弱电监控系统、金库及重要办公室照明、经营管理用计算机系统电源、收银系统、防盗报警系统、通信机房、客梯及客货两用电梯、集水坑排污泵、生活给水泵、收银台、机械停车设备、事故通风机、消防管道电伴热等。

商场及超市的经营管理用计算机系统用电为一级负荷中特别重要负荷。

(2) 二级负荷:扶梯、影院放映设备、超市经营用冷冻/冷藏设备、商场及超市的营业厅照明、空调用电等。

(3) 三级负荷:其他照明及电力负荷。

3 负荷计算

依据相关规范及业主使用要求,结合历年各商业项目的数据分析,各业态的负荷指标及计算如表1所示。

表1 各业态的负荷指标及计算

近年来餐饮类商铺的多元化已成为商业综合体吸引顾客的主要方式之一,特别是电火锅及电烧烤类商铺拥有上座率高、招商难度低两大特点。为了给后期商管部门招商提供便利,该项目结合相关经验及数据,燃气类餐饮商铺用电指标按400 W/m2计算,电炊类餐饮商铺用电指标按550 W/m2计算。

4 供电电源

该工程供电电压等级为10 kV,由周边市政电网2个不同区域的66 kV变电站,引来两路独立的10 kV双重电源供电。方案前期从电力部门了解到,上级66 kV变电站1的富裕容量仅为5 000 kVA,而66 kV变电站2为待建项目,待2019年上半年建成后,重新对2处变电站周边用电进行调整,以满足项目的用电要求。由此需要建设方及设计单位密切关注电力部门工程进度。

高压电源采用电缆由室外穿管埋地方式引入设在该项目-1F的10 kV开闭所。两路10 kV电源同时工作,互为备用。任一路电源都能承担全部一、二级以上负荷供电。

对于以下重要负荷要考虑第三电源,采用以下方式解决:火灾自动报警系统、保安监控系统、商业营业收银机以及托管机房、慧云机房等采用设备自带UPS,UPS电源柜厂家自理;设置EPS及铬镍电池为应急照明供电,连续时间为60 min。

5 变电站及电井设置

在负荷中心设置2处变电站,总安装容量13 600 kVA,其中1#变电站内设置2台1 600 kVA商业变压器及2台2 000 kVA制冷机房变压器,2#变电站内设置4台1 600 kVA商业变压器。自1#变电站北侧的开闭所各引出两路10 kV高压电源为两处变电站供电。项目制冷站控制室位于-2F(在1#变电站正下方),故制冷机房变压器及对应低压柜设置于1#变电站内。

变电站内变压器设置如表2所示,开闭所双路6 800 kVA,总13 600 kVA。

表2 变电站内变压器设置

高压配电方案如图1所示。

图1 高压配电方案

为保证供电半径及缩短末端线路长度,该工程共设置7处公共电井,各电井间距不大于80 m。主力店电间独立设置,配电回路引自同层电井或者由地下室直接引上。

电气用房布置方案如图2所示。

图2 电气用房布置方案

结合建筑方案,-1F东半部分为超市及商铺,该区域没有设置变电站的条件,所以方案设置的2处变电站均位于-1F西半部分。

为了使变压器负载率处于最佳,建议将各台变压器负载率控制在65%～80%。电井1～电井3的电源引自1#变电站,电井4～电井7引自2#变电站,主力店及影院等电源按就近原则取电,其他用电负荷根据计算数据确定电源来源。最终将变压器负载率控制在78%左右。

商业综合体项目根据市场及招商情况,随时可能调整商铺及配电回路,所以在设计初期排布低压柜时,低压柜的备用回路设置应满足不低于总回路数的20%,并每排预留2台低压柜安装位置,在每排末端低压柜上预留接续端口。

6 计量形式

物业变电站:在用户分变电所高压进线处高压集中计量,高压互感器0.2级,计量表0.5级。影城、零售、室内商业公共区、商铺、主力店、次主力店实行低压计量,除在变压器出线处设总计量表外,变配电所各低压馈线回路也设计量表。公共负荷实行分路计量。变电所低压馈电回路照明、动力配电应按系统分别设计量表。动力配电中空调系统(制冷站内制冷机组、冷冻水泵、水蓄冷循环泵、冷却水泵分台计量,冷却塔风扇、供暖循环泵、补水泵分组计量)、给水系统及其他动力系统分组计量。

7 低压配电形式

该项目主要用电负荷配电形式如下:

(1) 商铺用电。自变电站配出低压母线槽至各电井,在电井内设置母线插接箱及集中表箱(一户一表),再经由公共区域的低压电缆桥架将配电电缆敷设至商铺内配电箱。1F出入口处的快餐(用电容量约为250 kW)电源由变电站低压柜独立配电。

(2) 主(次)力店及超市。自变电所分别配出照明及动力用电电缆,沿电井及公共区域的桥架将配电电缆敷设至用户末端配电箱。

(3) 影城。自变电所分别配出照明及动力用电电缆,沿电井及公共区域的桥架将配电电缆敷设至用户末端配电箱。影城内设置2台放映机双电源切换箱,电源由变电站配至影城电间内。

(4) 地下车库。为节省变电站低压柜回路数量,车库内每3个防火分区设置一处总配电间,变电站引来的照明及动力负荷通过总箱,放射式配至各防火分区配电箱。

(5) 消防类负荷。采用双电源末端互投,结合实际情况上级设置区域总配电箱。

低压配电方案如图3所示。

图3 低压配电方案

8 导线的选型及敷设

(1) 商场营业区人员密集,为防止火灾时电线电缆延燃,并减少其燃烧时对人员的危害,故营业区内敷设的线缆选用低烟低毒阻燃型线缆。

(2) 大型商店内人员密集,疏散相对困难,故火灾时,对消防设施运行的可靠性和持续性要求高,故消防设备配电线路的干线及分支干线采用矿物绝缘类不燃性电缆。

(3) 配变电所之间的联络干线较长且可能跨越不同的防火分区,为增加系统的可靠性,配变电所之间的电力电缆联络线采用耐火电缆。

(4) 制冷站冷水主机、购物中心室内步行街商铺用电使用密集型母线槽供电。荷量大、集中及含有大量未确定容量之用电负荷,可根据项目实际使用需求、安装条件、供电距离及成本状况确定是否使用母线槽进行供电。在地下室及制冷机房和水泵房内敷设的母线槽的防护等级不低于IP54或全程采用防护盖板。

(5) 计算变配电室引出的电缆桥架以及电气竖井敷设的主干电缆桥架电缆的填充率。变电站1某段桥架填充率计算书如表3所示,本段桥架设计规格为600 mm×200 mm,电缆填充率为22.9%。规范要求电缆敷设在桥架内时,桥架填充率不应大于40%,但此类商业后期业态变更频繁且检修频率高,初期非消防类电缆桥架填充率宜控制在25%左右。

表3 变电站1某段桥架填充率计算书

(6) 屋面桥架走向应结合实际情况,与屋面风机、风管及冷却塔等设备合图,并绘制检修通道,为后期设备维修提供便利。屋面桥架预留排水孔,采用角钢支架固定,建议桥架距地0.3 m安装,东北等冬季雪量较大区域应适当调高安装高度。

9 结 语

介绍了商业综合体建筑供配电设计,在设计阶段还需要结合建设单位要求、商管部门管理理念及现场施工情况等,及时沟通并改进方案,为日后经营管理者提供安全可靠的用电保障。