某大型商业综合体供配电系统设计

黄 胜 兵

(安徽省建筑科学研究设计院, 安徽 芜湖 241000)

0 引 言

随着时代的发展,对于生活服务的体验要求越来越高,于是包含购物、休闲、娱乐等一站式服务性场所应运而生,如万达广场、吾悦广场、弘阳广场等大型商业综合体拔地而起。一般大型商业综合体都会附带建有住宅,在供配电系统设计时也需考虑此部分供配电系统与商业综合体相融合,避免重复建设和投资。

对商业建筑的不同业态估算总容量,需要根据不同业态出租户的负荷用电要求,通过计算分析来评估供电电压等级、供电回路及投入成本,从而确定变电所等设备房的位置和电气竖井的布置。

1 工程实例

本大型商业综合体总建筑面积为135 763 m2,其中包含商业建筑面积91 300 m2和地下车库面积44 463 m2。地上四层,局部五层,总建筑高度为23.85 m,一层层高为5.7 m,装修完成后净高为3.9 m,标准层层高为5.1 m,装修完成后净高为3.3 m;地下车库为两层,地下一层高度为5.7 m,地下二层高度为3.9 m。本商业综合体主要由自持商业、超市及影院等组成,自持商业主要由餐饮、商业、儿童、运动等业态组成。

1.1 负荷计算分析

1.1.1 负荷等级

本项目最高负荷等级为一级。各场所负荷分级如表1所示[1-2]。

表1 各场所负荷分级

1.1.2 负荷统计

商业场所供电设计参数如表2所示[1-2]。

表2 商业场所供电设计参数

考虑金街的配电方式有金街设置独立变电所和金街接入大商业变电所两种方案,同时考虑商业场所充电车位数量不少于规划车位的20%[3]。负荷计算书(金街有独立变电所)如表3所示。负荷计算书(金街接入大商业变电所)如表4所示[4-5]。

表3 负荷计算书(金街有独立变电所)

表4 负荷计算书(金街接入大商业变电所)

1.2 高压配电系统方案

1.2.1 外线供电分析

电压等级优缺点比较如表5所示。

表5 供电电压等级比较

电力现状如下:

① 周边有元山变和桥头变两个变电站,距离项目均约2 km。② 桥头变进线已有市政排管,外线施工时不受外界因素影响。③ 元山变进线经规划路引入,规划路在建状态,外线施工受规划路施工进度影响,需同步跟催进度。

1.2.2 高压供电方案对比

高压供电方案一示意图如图1所示。

图1 高压供电方案一示意图

机房设置:在地下一层设置1座10 kV开闭所,5处商业变电所。

供电方式:按两路10 kV市政进线,两路高压同时使用,互为备用,变压器低压之间均设联络[6]。方案一高压主接线图如图2所示。

图2 方案一高压主接线图

供电容量:回路一供电容量为7 900 kVA,回路二供电容量为7 700 kVA。

商业计量方式:开闭所进线处按供电局要求设置电业高压计量;按业态要求,大商业、超市、金街在变配电所内设置物业高压计量。

高压供电方案二示意图如图3所示。

图3 高压供电方案二示意图

机房设置:在地下一层设置1座35 kV开闭所和1座10 kV开闭所,5处商业变电所。

供电方式:按1路35 kV和1路10 kV市政进线,两路高压一用一备,变压器低压之间均设联络。方案二高压主接线图如图4所示。

图4 方案二高压主接线图

供电容量:主用回路所带容量为11 100 kVA,备用回路所带容量为4 500 kVA。

商业计量方式:开闭所进线处按供电局要求设置电业高压计量;按业态要求,大商业、超市、金街在变配电所内设置物业高压计量。

高压供电方案三示意图如图5所示。

图5 高压供电方案三示意图

机房设置:① 在住宅地块地上一层设置一座35 kV总开闭所和一座10 kV总开闭所;② 在商业地块地下一层设置一座10 kV开闭所,4处商业变电所。

供电方式:商业及住宅地块共用1路35 kV和1路10 kV市政进线,两路高压一用一备,变压器低压之间均设联络。方案三高压主接线图如图6所示。

图6 方案三高压主接线图

负荷分布情况如表6所示。

表6 负荷分布情况

1.2.3 高压供电方案结论

通过以上方案对比分析,考虑投资成本,最终确定高压方案如下。

整体供电方案:外线10 kV供电,商业两路10 kV,互为备用(满足一、二级负荷供电要求)。

柴油发电机组:因安徽地区无强制配建柴油发电机房的要求,在市政条件满足供电负荷等级的前提下,可不设置柴油发电机组。

1.3 低压配电系统方案

1.3.1 地下车库配电系统

采用放射式供电方式。除根据规范要求在各个防火分区设置的配电箱外,结合地库功能和布局,设置总配电箱,分区域进行供电,供电级数不超过三级。同时,还需要考虑充电车位不少于规划车位的20%负荷容量,并专线配电。在保证供电半径的前提下,尽量减少变电所出线数量。

1.3.2 大商业配电系统

采用树干式和放射式相结合的供电方式。对大容量负荷或有特殊要求的用电负荷采用放射式供电,商铺用电、公共照明、空调等负荷采用树干式供电,其中商铺用电干线采用密集型母线槽(具有载流量大,扩展方便,容易施工等优点)。

1.3.3 金街配电系统

采用树干式和放射式相结合的供电方式。对商铺用、大容量负荷或有特殊要求的用电负荷采用放射式供电;公共照明等负荷采用树干式供电。因金街仅有两层,商铺干线不适用母线槽,故商铺干线采用电缆放射式引入。

1.4 变(配)电所所址选择

1.4.1 变(配)电所设置原则

变(配)电所设置原则如下[7-8]:① 变(配)电所应靠近负荷中心。② 所址标高宜在50年一遇高水位,无法避免时,站区应有可靠的防洪措施,并应高于内涝水位。③ 当有多层地下层时,不应设置在最底层;当只有地下一层时,应采取抬高地面和防止雨水、消防水等积水的措施;应设置设备运输通道;应根据工作环境要求加设机械通风、去湿设备或空气调节设备。④ 结合方案条件,利用地库较不利的位置作为设备房;尽量不占用停车位,还地库一个完整空间。⑤ 变电所上部的步行街要避免设置商铺厨房、卫生间;开闭所、制冷机房变电所、超市变电所、2#商业变电所上部为室外,建筑需做好防水、排水处理。

1.4.2 所址方案分析

供电半径及电气预留:室内步行街电气竖井覆盖半径为40～60 m,室内步行街屋面桥架电气竖井覆盖半径为30～50 m;室外步行街电表间供电半径约80 m。

(1) 变(配)电所分布与实际情况做相应的调整:调整1#商业变电所轮廓,更好地融入超市布局;因受人防区及供电半径影响,2#商业变电所和金街变电所下移,靠近负荷中心;调整制冷机房变电所布局,避开上部楼梯间。变(配)电所平面图如图7所示。

图7 变(配)电所平面图

(2) 将地下变(配)电所投影至一层,规避地上功能房的冲突:变电所上部的步行街要避免设置商铺厨房、卫生间;开闭所、制冷机房变电所、超市变电所、2#商业变电所上部为室外,建筑需做好防水、排水处理。变(配)电所一层投影线平面图如图8所示。

图8 变(配)电所一层投影线平面图

(3) 因金街不独立设置变电所,采用与大商业共用变压器方式,所以变(配)电所供电路由及距离平面图如图9所示。

图9 变(配)电所供电路由及距离平面图

2 结 语

建筑供配电设计不只是针对建筑单体的设计,还需要提前与地方供电公司做好沟通,并考察项目周边的市政条件。在验算单体负荷的同时,还需要考虑市政接驳点,和供(配)电房、强弱电管道井的位置,通过设计方案的比对,从而减少反复沟通导致的时间损失,得以控制整个项目的投资费用。

在做商业设计时需要与同团队不同专业工程师做好提资沟通,同时需要与建设单位做好需求沟通,汇总、消化、落实才能够做出满足需求的最优方案。