大型商住楼盘配电设计思路的探讨

刘永华

（江门云天电力设计咨询有限公司，广东江门 529051）

近年来，随着全国房地产市场的快速发展，商住楼盘占比越来越高。商住性质的楼盘具有负荷大、供电可靠性高、负荷类型多样、计费计量方式不同，既要考虑各类负荷用电大小和高可靠性，也要综合考虑投资的经济性。文章结合中铁建商住楼盘设计案例，重点探究商住楼盘用电设计。

1 楼盘基本概况

中铁建商住楼盘是集居民住宅、公寓、办公、商业体、幼儿园等为一体规划的大型楼盘，分东、西2个地块。东区地块建设24栋住宅、临街小型商铺65间、1栋幼儿园。西区地块建设公寓6栋、办公大楼2栋、低层商业10栋，为大型商业区。楼盘总建筑面积69.78万m2，规划居住户（套）数2370户，服务型公寓面积15.8 万m2（合计4059 套），商业建筑面积4.26万m2，规划办公建筑面积6.99万m2，地下室面积15.54万m2。

2 负荷的计算和确定

大型商住楼盘涉及的负荷较多，主要有公变供电的住宅负荷，以及专变供电的商业、办公、公寓、幼儿园等负荷，需根据不同负荷类别分类统计并分析负荷大小。住宅的负荷大小应依据规划的建筑面积和户数确定，现因电动汽车的不断普及，充电桩的建设成为楼盘的标配，但各地区、各城市都存在其数量的差异。充电桩的负荷大小应根据小区实际车位数量来确定。本期案例充电桩预留负荷按照地下室单位面积计取负荷。总体用电负荷见表1。

表1 用电负荷

东区住宅负荷按照公变设计标准划分和统计，住宅建筑用电负荷需要系数选取应参照GB/T 36040—2008《居民住宅小区电力配置规范》执行，其中大于400 户住宅，需要系数按照0.4 计取，100 户以内需要系数按照0.6 计取，100 至400 户之间需要系数按照0.5计取[1]。结合实际情况可得，东区住宅负荷约6192 kW，商铺负荷约250.4 kW，地下室负荷约3084 kW，总负荷约9526.4 kW。

西区以商业、公寓、办公等负荷为主，商业、餐饮需要系数按照0.7～0.85 计取，办公负荷需要系数按照0.7～0.8计取。结合实际情况可得，西区商业负荷约3211 kW，办公负荷约3915 kW，公寓负荷约6494 kW，地下室负荷约3133 kW，总计负荷约16753 kW。依据GB/T 29328—2018《重要电力用户供电电源及自备应急电源配置技术规范》要求，本期重要电力用户（高可靠负荷）为高层商业办公楼（高度超过100 m 的特别重要的商业办公楼）和集中商业部分（主要指营业面积在6000 m2以上的多层或地下大型超市和大型购物中心）[2]，高可靠负荷约4000 kW。

3 报装变压器容量的选择

3.1 东区地块

东区以住宅为主，按照电网公司要求，住宅属于公用负荷，需按照公变电房设计和配置。公变电房应按照单台变压器不超过800 kVA 计取，公变电房以尽量不超500户为原则，若超过500户，高压母线需分段设置。住宅总户数2370户，初步设定公变电房5个，与建筑设计院预留的一致。每个配电房的变压器容量要充分考虑功率因数、同时需要系数、配变经济运行系数、能效系数及当地的区域系数等因素，遵循经济运行原则合理选择容量。公用变压器的容量可以按照以下公式计算[3]：

式中，用电负荷统计依建筑面积和户数确定；同时需要系数依GB/T 36040—2008《居民住宅小区电力配置规范》要求为准；区域系数依不同地区的发展情况确定，按照当地相关文件要求一般取0.85或1.05；能效系数为0.9；功率因数为0.8；配变经济运行系数为0.7。相关系数以当地相关部门发布文件要求为准。

东区总计负荷约9526.4 kW，按照5个公用配电房设计，低压供电半径均不应超过250 m。该区合计报装变压器容量约14180 kVA，其中1号公变电房采用2×800 kVA+2×630 kVA，供电户数496户；2号公变电房采用2×800 kVA+2×630 kVA，供电户数526户；3号公变电房采用3×800 kVA，供电户数470户；4号公变电房采用4×800 kVA，供电户数392户；5号公变电房采用2×800 kVA+2×630 kVA，供电户数486户。幼儿园设立独立专变1个（1×315 kVA）。

3.2 西区地块

西区变压器以专变为主，考虑项目位于三线城市，且属于新的开发区，其实际商业和办公负荷是一个逐渐增长的过程。因此专变的选取应重点考虑节能和最优负载率，为减小专变故障影响范围，建议专变的选取不应单台超过2000 kVA。西区地块分2期建设，一期建设公寓2栋（合计1191户），低层商业楼10 栋（面积合计12633.76 m2），高可靠负荷约670 kW。一期设置独立专用配电1 座（1 号采用2×2000 kVA+1×800 kVA），合计变压器容量4800 kVA。

二期主要建设公寓4 栋（合计2761 户），办公楼2 栋（超高层1 栋），商业面积27509.24 m2，地下室78326.89 m2，高可靠负荷约3200 kW。二期配置专变电房4 座（2 号专变采用2×1600 kVA；3 号专变采用2×1600 kVA+1×1600 kVA；4 号专变采用4×1600 kVA；5号专变采用2×1250 kVA+1×2000 kV A+1×1600 kVA），合计报装变压器容量20500 kVA。

4 高压外电源接入方式

4.1 东区地块

住宅公用线路的供电网络一般采用环网接线方式，开环运行。10 kV 供电线路主干线应按长期规划选定，变电站专线总出线电缆截面不少于300 mm2（架空240 mm2），小区主环网电缆截面不少于300 mm2，当配电站所带住宅户数超过500户时，高压柜必须设两段母线。

东区地块总负荷约9526.4 kW，依据电网公司负荷报装的要求，超过8000 kW 负荷报装需考虑专线接入。依据《配电网业扩配套项目规划建设原则》，东区地块应配置公用开关站1 座，按照配电网规划技术指导原则，公用线路的10 kV 高压电缆一般最大采用高压3×300 mm2电缆，允许正常运行载流量约486 A，事故运行控制电流535 A，考虑负荷同时系数和需要系数，从110 kV 变电站新出1回10 kV 电缆线路接入公用开关站，开关站按照分段母线设置，设置联络电源（环网点、常开点）1回（联络电源需引自不同变电站或同一变电站内不同母线或公用线路），东区公用电房采用内环网接线方式，从而保证供电的可靠性。东区住宅高压接线如图1所示。

图1 东区住宅高压接线示意

4.2 西区地块

西区地块分两期建设，用电设计需考虑满足终期需要，减少外线重复投资。按照西区分期建设的要求，在西区的南侧地块设置专用开关站1座、专用配电站5座。西区商业高压接线如图2所示。

图2 西区商业高压接线示意

西区属于专变地块，依据供电要求，商业区应采用专变设置，采用独立专线电源和高可靠设计电源接入方式。依据GB/T 29328—2018《重要电力用户供电电源及自备应急电源配置技术规范》要求，地块重要电力用户（高可靠负荷）为高层商业办公楼（高度超过100 m 的特别重要的商业办公楼）和集中商业部分（主要指营业面积在6 000 m2以上的多层或地下大型超市和大型购物中心）。西区地块终期考虑从变电站新出2回10 kV 专线电缆截面3×400 mm2（正常运行电流555 A，事故运行电流610 A），每回10 kV 专线的所带变压器不超过10000 kVA 原则配置。高可靠配变总容量为4 000 kVA，依据供电配电规划电缆参照标准选用10 kV 电缆截面3×120 mm2（正常运行电流303 A，事故运行电流334 A）。

5 计量设置原则

依据《供电营业规格》和电网的要求，居民住宅实行抄表到户（一户一表）原则，属于公变的性质用电。住宅区配套的小型商业（小间临街商铺，有独立产权）可以独立设置低压计量（实行商业电价）。住宅小区的其他公共设施的负荷均采用高供低计方式。幼儿园按照独立专变供电，计量实行高供高计方式。当非居民负荷数量或容量较大时，应由专变供电。

西区地块以商业和办公为主，涉及公寓较多，不执行一户一表原则，供电计量要求设置在高压计量，统一实行商业电价计费方式，专线设置计量点应设置在变电站出线位置。高可靠负荷就近接入公网电源点，计量点应设置在用户专用配电站计量柜。西区地块全部以商业、办公电价执行。考虑计量方式的不同，设计时需认真核实计量要求和负荷类型。有充电桩负荷需独立计量（高供高计方式，大工业用电计费方式，不收取基本容量费）。

6 高可靠电源（备用电源）系统

东区地块以住宅为主，涉及负荷类别主要是居民用电、地下室照明、生活水泵、消防水泵、电梯、应急照明、消防负荷、公共景观照明、临街小型商铺、幼儿园等用电，主要采用应急柴油发电机组作为备用电源。柴油发电机组的容量配置应考虑消防负荷和非消防负荷的容量大小，选择大者为发电机组的配置原则。发电机组的自启信号应取样自公变电房的低压进线柜，取样采用无源信号，采用信号线接至发电机组信号箱，市电停电时，发电机应自启。用电负荷均采用末端双电源箱切换，满足双电源和双回路的要求。低压非消防负荷出线开关需配置消防分励脱扣，以便发生火宅时可通过消防分励脱扣切除非消防负荷，发电机应自启供所有的消防负荷。

西区地块原建筑设计院的电气设计方案为所有负荷采用单一10 kV 电源供电，二级和一级负荷全部按照柴油发电机组作为备用电源。但是柴油发电机切换的时间较长，工作时噪声大、有震动、有排烟、污染大，诸多大型柴油发电机组常年无人保养，导致应急时无法满足自启需要，从而造成切换供电的时间较长，无法满足重要负荷的供电要求。经过技术和经济对比分析，按照GB/T 29328—2018《重要电力用户供电电源及自备应急电源配置技术规范》的自备应急电源的典型配置要求，重要电力用户自备应急电源配置见表2。

表2 重要电力用户自备应急电源配置

原建筑设计院按照柴油发电机组作为备用电源的设计方案不满足规范要求，重新设计时应认真核实商业地块的消防和非消防负荷的统计（选择负荷大的类别选择备用电源容量，用户也可考虑其他负荷同步接入），本项目建议用户选择高可靠10 kV 电源作为备用电源，采用10 kV 备自投方式，能满足规范的要求。用户全部取消原备用的低压柴油发电机组，既节省了投资，也减少了柴油发电机组的占地面积，便于后期的运行和维护。外线高可靠电源的选择必须要满足重要负荷的供电要求，采用的双电源供电选择必须是不同变电站或同一变电站的不同母线。尤其是在外线通道建设中，禁止高可靠电源和常规电源两个回路采用同一通道敷设，以避免两个电源同时遭受破坏而影响供电的可靠性和安全性。

7 结束语

商住楼盘的配电设计涉及负荷的大小计算和分析、计量方式的选取、外部电源的选择、变压器容量的选取、外线通道的设计、高可靠负荷确定等内容。尤其是建筑电气设计部分，需要认真考虑外电源的接入方式和计量的要求，减少与电力设计院的差异。根据当地电网的情况和要求深入探究配电设计思路，设计出适宜、安全、可靠的配电方案，减少后期的施工变更。