多功能复合型商住小区供配电设计优化

多功能复合型商住小区供配电设计优化

黄海舟

佛山市三水恒通电力工程安装有限公司

摘要：商业及住宅两者用电需求不同，两者一起的情况下相对来说是比较复杂的。在设计时应根据实际情况进行科学合理的设计，才能确保用电安全可靠。本文根据工程案例，对商业与住宅一体化的小区供配电设计进行分析，供同行借鉴参考。

关键词：商住；供配电；设计优化

一、工程概况

某住宅区占地面积约10万m2，总建筑面积33万m2，分A、B两个区，B区为住宅区，A区是集购物、餐饮、娱乐、休闲、住宅、幼儿园等功能为一体的多功能复合型商住中心。

二、配电房设计及优化方案

（一）原初设方案

原初设方案为10kV电源从Z1电缆分接箱T接两条电缆分别进入A区中心配电室、B区中心配电室，分别供A区主供使用、B区使用；从Z2电缆分接箱T接一条电缆进入A区商业中心配电室，供A区酒店购物中心商业体备供使用。初设电缆走向示意图如图1所示。

图1初设电缆走向示意图

（二）改进分析

由于该商住小区处于繁华地段，用电比较密集，供电部门只能提供主供备供各一个10kV电源T接点供该商住一体化小区使用。为此，需要对该小区的负荷进行重新分配。

1.首先对该小区各用电点的负荷进行了采集统计：

A区共有700多户住宅用户（其中：建筑面积80～120m2的686户，建筑面积121～150m2的64户，建筑面积＞150m2的2户）；商业体建筑面积29639m2，店铺84间建筑面积11126m2，幼儿园建筑面积1680m2；公共用电及地下车库按实际负荷计共有1283.6kW。

B区共有900户住宅用户（其中：建筑面积80～120m2的314户，建筑面积121～150m2的570户，建筑面积＞150m2的16户），店铺74间建筑面积11376m2，公共用电及地下车库按实际负荷计共有1910kW。

根据表1所示及“统建住宅小区用电负荷需要系数选取表”（如表2所示），结合本地实际反复核算后，绘制出了该小区的用电负荷统计表（如表3所示）。

根据《电力工程电缆设计规范》查核：对于具有占用空间小、供电安全性可靠性高、分布电容大、安装使用方便、耐热好、重量轻、机械强度高、耐化学腐蚀、使用寿命长、维修费用低、负载能力强等优点的YJV22-8.7/15-3×300型交联聚乙烯绝缘电缆，采用电缆桥架敷设时的载流量为342.4A（10kV三芯交联聚乙烯钢铠护套电力电缆载流量428A×电缆桥架敷设校正系数0.8），可以满足A区10kV侧（342.4A＞328.7A）、B区+A区酒店购物中心备供10kV侧（342.4A＞318.5A）的供电需求。

（三）优化后的方案

根据上述分析，对10kV供电电源进行设计优化：只设置一个中心配电室A，并分别从变电站不同出线柜专线接过来的Z1、Z2电缆分接箱各T接一条YJV22-8.7/15-3×300型的电缆进入中心配电室A，Z1供A区主供使用，Z2供B区及A区酒店购物中心备供使用，从而满足了供电要求。可节省电缆72m及两个中心配电室。

根据配电室接近负荷中心、进出线方便、接近电源侧、不应设在地势低洼和可能积水的场所等的位置选择原则，并考虑到各建筑物的使用功能及分布位置，经技术、经济比较后确定：将中心配电室A设置在较符合选择原则的较宽敞的6A楼首层的同时，还分别在3A楼、5A楼、12B楼、6B楼、SY-01楼、SY-02楼首层设置住宅配电室B1、B2、B3、B4和商业配电室C1、C2。

电缆走向示意图如图2所示。

图2优化后电缆走向示意图

三、高压供配电系统及双回路设计及优化方案

（一）原初设方案

需要双回路供电的酒店及购物中心，它们分别在小区右边的SY-01三、四、五层和小区左边的SY-02一、二层，因此要采用一主一备供电方式的点有两个，主供电源由A区中心配电室母排经高压计量后配出两路10kV电源分别引至SY-01、SY-02的配电室。备供电源由A区商业中心配电室母排经高压计量后配出两路10kV电源分别引至SY-01、SY-02的配电室。SY-01、SY-02的主供电源分别供商业体全部负荷（集散式及酒店、购物中心商业体），备供电源分别供酒店、购物中心的负荷。

（二）改进分析及优化方案

经过分析后，决定采用如下优化方案：将酒店、购物中心集中在SY-02三、四、五层和一、二层。这样需要配置双回路供电的点就只有一个了。从中心配电室10kV主备两段母排经高压计量后只要配出三路（主供一路供商业配电室C1、主供备供共两路供商业配电室C2）10kV电源就可以满足商业体的用电要求了。少用了4面高压柜（出线柜、进线柜、提升柜、联络柜）及从中心配电室至C1配电室的1条电缆。

变压器容量是依据变压器的负荷率公式确定的：

式中：S为变压器容量，kVA；为视在功率，kVA；β为负荷率，SCB11型干式变压器的负荷率取70%～80%为最佳。

通过以上计算可得：C1配电室宜设置2台10/0.4kV容量为2×800kVA的干式变压器（5号、6号变压器），供SY-01集散式商业体的用电。C2配电室宜设置2台10/0.4kV容量为2×800kVA的干式变压器（7号、8号变压器），供SY-02酒店、购物中心用电。C2配电室采用双回路一主一备供电方式，即正常运行时，主供电源供电；主供电源失压时，主供电源跳闸，备供电源自动投入；主供电源恢复电压时，手动断开备供电源，手动合上主供电源。主供电源与备供电源进线开关K1、K5装设电气联锁，只能同时合上一个开关。

中心配电室A设有主备两段10kV母排。从10kV电源T接点引来的主供备供两路10kV电源在中心配电室A进行电能分配，中心配电室A设置2台10/0.4kV干式变压器，容量分别为1250kVA（3号变压器）、800kVA（4号变压器），3号变压器为采用抄表到户用电的6A楼、8A楼、9A楼供电，4号变压器为采用高供低计用电的A区地下车库、公共设施等供电。

从中心配电室（A）10kV主母排配出三路10kV电源分别引至A区住宅配电室B1、B2及B区B3，B1配电室设置1台10/0.4kV干式变压器，容量为1250kVA（1号变压器），供1A楼、2A楼、3A楼抄表到户用电。B2配电室设置1台10/0.4kV干式变压器，容量为1250kVA（2号变压器），供4A楼、5A楼、7A楼及幼儿园抄表到户用电。B3配电室设置3台10/0.4kV干式变压器，9号变压器容量为1000kVA、10号变压器容量为1250kVA，分别供1B楼、2B楼及9B楼、10B楼、11B楼、12B楼抄表到户用电；13号变压器容量为800kVA，供B区地下车库、公共设施等高供低计用电。

从B3配电室10kV母排配出一路10kV电源引至住宅配电室B4，B4配电室设置2台10/0.4kV干式变压器，容量均为1250kVA（11号、12号变压器），分别供3B楼、4B楼、5B楼及6B楼、7B楼、8B楼抄表到户用电。

改进优化后的A区一次主接线图如图3所示。B区一次主接线图如图4所示。

四、低压供配电应急发电机设计及优化方案

（一）原初设方案

应急发电机采用放射式的应急供电方式，在6A楼中心配电室A的地下层设置应急发电机组，为小区各个区域内的消防设备及其他重要设备提供应急电源。应急发电机组不仅要确保消防时在两路10kV电源均停电时各个区域内消防设备的可靠供电，而且要确保非消防时在两路10kV电源均停电时，用以维持小区平时运行的重要负荷的可靠供电。发电机组的容量选择消防时需要运行的负荷与平时运行的重要负荷中的较大者，该小区平时运行的重要负荷大于消防负荷，因此发电机组的容量根据前者确定为2100kW。

（二）改进分析及优化方案

由于SY-01商业体、SY-02酒店购物中心分属于不同的运营管理单位，这样就存在管理职责不明确的敝端。

于是，对此进行设计优化：利用C1、C2、A、B3、B4配电室现有的空间，合理地设置5台应急发电机并将其分别安排在A（600kW）、C1（300kW）、C2（500kW）、B3（350kW）、B4（350kW）配电室旁。这样，SY-01商业体、SY-02酒店购物中心及物业就可以各司其职，分别负责各自范围内的供配电设备的日常维护管理工作了，还可以节省电缆及一大跨应急发电机组的空间供地下车库使用。

商业体发电机自启动信号取于变压器组的低压进线开关QF1、QF2（一组：两个开关）的失压信号。市电、发电转换开关QF4、QF5之间加装可靠的电气及机械联锁，设手动、自动转换。采用“二合一”形式。①市电停电时，柴油发电机自启动。②火灾时，若市电停电，则启动柴油发电机，其中发电机所带的非消防类用电通过出线开关的分励脱扣器切除，所带负荷全部为消防负荷。

住宅、商铺、幼儿园、公共及地下车库等重要负荷和消防负荷母线段设电压继电器，用作其发电机自启动信号。

SY-01商业体及SY-02酒店购物中心的变压器成对运行，0.4kV低压侧设联络开关QF3，两个低压进线开关QF1、QF2与联络开关QF3之间设置了电气与机械联锁，采用“三合二”形式（任何情况下三个开关不能同时合闸，只能同时合两个开关），充分保证了供电的安全性与可靠性。

五、结束语

由此可见，多功能复合型商住小区其式样是众多的，管理模式是多样，故要在设计中“量体裁衣”因地制宜，才能设计出安全、可靠、适用的供配电系统来。