劉永華

（江門云天電力設(shè)計(jì)咨詢有限公司，廣東江門 529051）

近年來，隨著全國房地產(chǎn)市場的快速發(fā)展，商住樓盤占比越來越高。商住性質(zhì)的樓盤具有負(fù)荷大、供電可靠性高、負(fù)荷類型多樣、計(jì)費(fèi)計(jì)量方式不同，既要考慮各類負(fù)荷用電大小和高可靠性，也要綜合考慮投資的經(jīng)濟(jì)性。文章結(jié)合中鐵建商住樓盤設(shè)計(jì)案例，重點(diǎn)探究商住樓盤用電設(shè)計(jì)。

1 樓盤基本概況

中鐵建商住樓盤是集居民住宅、公寓、辦公、商業(yè)體、幼兒園等為一體規(guī)劃的大型樓盤，分東、西2個(gè)地塊。東區(qū)地塊建設(shè)24棟住宅、臨街小型商鋪65間、1棟幼兒園。西區(qū)地塊建設(shè)公寓6棟、辦公大樓2棟、低層商業(yè)10棟，為大型商業(yè)區(qū)。樓盤總建筑面積69.78萬m2，規(guī)劃居住戶（套）數(shù)2370戶，服務(wù)型公寓面積15.8 萬m2（合計(jì)4059 套），商業(yè)建筑面積4.26萬m2，規(guī)劃辦公建筑面積6.99萬m2，地下室面積15.54萬m2。

2 負(fù)荷的計(jì)算和確定

大型商住樓盤涉及的負(fù)荷較多，主要有公變供電的住宅負(fù)荷，以及專變供電的商業(yè)、辦公、公寓、幼兒園等負(fù)荷，需根據(jù)不同負(fù)荷類別分類統(tǒng)計(jì)并分析負(fù)荷大小。住宅的負(fù)荷大小應(yīng)依據(jù)規(guī)劃的建筑面積和戶數(shù)確定，現(xiàn)因電動(dòng)汽車的不斷普及，充電樁的建設(shè)成為樓盤的標(biāo)配，但各地區(qū)、各城市都存在其數(shù)量的差異。充電樁的負(fù)荷大小應(yīng)根據(jù)小區(qū)實(shí)際車位數(shù)量來確定。本期案例充電樁預(yù)留負(fù)荷按照地下室單位面積計(jì)取負(fù)荷?？傮w用電負(fù)荷見表1。

表1 用電負(fù)荷

東區(qū)住宅負(fù)荷按照公變?cè)O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)劃分和統(tǒng)計(jì)，住宅建筑用電負(fù)荷需要系數(shù)選取應(yīng)參照GB/T 36040—2008《居民住宅小區(qū)電力配置規(guī)范》執(zhí)行，其中大于400 戶住宅，需要系數(shù)按照0.4 計(jì)取，100 戶以內(nèi)需要系數(shù)按照0.6 計(jì)取，100 至400 戶之間需要系數(shù)按照0.5計(jì)取[1]。結(jié)合實(shí)際情況可得，東區(qū)住宅負(fù)荷約6192 kW，商鋪負(fù)荷約250.4 kW，地下室負(fù)荷約3084 kW，總負(fù)荷約9526.4 kW。

西區(qū)以商業(yè)、公寓、辦公等負(fù)荷為主，商業(yè)、餐飲需要系數(shù)按照0.7～0.85 計(jì)取，辦公負(fù)荷需要系數(shù)按照0.7～0.8計(jì)取。結(jié)合實(shí)際情況可得，西區(qū)商業(yè)負(fù)荷約3211 kW，辦公負(fù)荷約3915 kW，公寓負(fù)荷約6494 kW，地下室負(fù)荷約3133 kW，總計(jì)負(fù)荷約16753 kW。依據(jù)GB/T 29328—2018《重要電力用戶供電電源及自備應(yīng)急電源配置技術(shù)規(guī)范》要求，本期重要電力用戶（高可靠負(fù)荷）為高層商業(yè)辦公樓（高度超過100 m 的特別重要的商業(yè)辦公樓）和集中商業(yè)部分（主要指營業(yè)面積在6000 m2以上的多層或地下大型超市和大型購物中心）[2]，高可靠負(fù)荷約4000 kW。

3 報(bào)裝變壓器容量的選擇

3.1 東區(qū)地塊

東區(qū)以住宅為主，按照電網(wǎng)公司要求，住宅屬于公用負(fù)荷，需按照公變電房設(shè)計(jì)和配置。公變電房應(yīng)按照單臺(tái)變壓器不超過800 kVA 計(jì)取，公變電房以盡量不超500戶為原則，若超過500戶，高壓母線需分段設(shè)置。住宅總戶數(shù)2370戶，初步設(shè)定公變電房5個(gè)，與建筑設(shè)計(jì)院預(yù)留的一致。每個(gè)配電房的變壓器容量要充分考慮功率因數(shù)、同時(shí)需要系數(shù)、配變經(jīng)濟(jì)運(yùn)行系數(shù)、能效系數(shù)及當(dāng)?shù)氐膮^(qū)域系數(shù)等因素，遵循經(jīng)濟(jì)運(yùn)行原則合理選擇容量。公用變壓器的容量可以按照以下公式計(jì)算[3]：

式中，用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)依建筑面積和戶數(shù)確定；同時(shí)需要系數(shù)依GB/T 36040—2008《居民住宅小區(qū)電力配置規(guī)范》要求為準(zhǔn)；區(qū)域系數(shù)依不同地區(qū)的發(fā)展情況確定，按照當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)文件要求一般取0.85或1.05；能效系數(shù)為0.9；功率因數(shù)為0.8；配變經(jīng)濟(jì)運(yùn)行系數(shù)為0.7。相關(guān)系數(shù)以當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門發(fā)布文件要求為準(zhǔn)。

東區(qū)總計(jì)負(fù)荷約9526.4 kW，按照5個(gè)公用配電房設(shè)計(jì)，低壓供電半徑均不應(yīng)超過250 m。該區(qū)合計(jì)報(bào)裝變壓器容量約14180 kVA，其中1號(hào)公變電房采用2×800 kVA+2×630 kVA，供電戶數(shù)496戶；2號(hào)公變電房采用2×800 kVA+2×630 kVA，供電戶數(shù)526戶；3號(hào)公變電房采用3×800 kVA，供電戶數(shù)470戶；4號(hào)公變電房采用4×800 kVA，供電戶數(shù)392戶；5號(hào)公變電房采用2×800 kVA+2×630 kVA，供電戶數(shù)486戶。幼兒園設(shè)立獨(dú)立專變1個(gè)（1×315 kVA）。

3.2 西區(qū)地塊

西區(qū)變壓器以專變?yōu)橹?，考慮項(xiàng)目位于三線城市，且屬于新的開發(fā)區(qū)，其實(shí)際商業(yè)和辦公負(fù)荷是一個(gè)逐漸增長的過程。因此專變的選取應(yīng)重點(diǎn)考慮節(jié)能和最優(yōu)負(fù)載率，為減小專變故障影響范圍，建議專變的選取不應(yīng)單臺(tái)超過2000 kVA。西區(qū)地塊分2期建設(shè)，一期建設(shè)公寓2棟（合計(jì)1191戶），低層商業(yè)樓10 棟（面積合計(jì)12633.76 m2），高可靠負(fù)荷約670 kW。一期設(shè)置獨(dú)立專用配電1 座（1 號(hào)采用2×2000 kVA+1×800 kVA），合計(jì)變壓器容量4800 kVA。

二期主要建設(shè)公寓4 棟（合計(jì)2761 戶），辦公樓2 棟（超高層1 棟），商業(yè)面積27509.24 m2，地下室78326.89 m2，高可靠負(fù)荷約3200 kW。二期配置專變電房4 座（2 號(hào)專變采用2×1600 kVA；3 號(hào)專變采用2×1600 kVA+1×1600 kVA；4 號(hào)專變采用4×1600 kVA；5號(hào)專變采用2×1250 kVA+1×2000 kV A+1×1600 kVA），合計(jì)報(bào)裝變壓器容量20500 kVA。

4 高壓外電源接入方式

4.1 東區(qū)地塊

住宅公用線路的供電網(wǎng)絡(luò)一般采用環(huán)網(wǎng)接線方式，開環(huán)運(yùn)行。10 kV 供電線路主干線應(yīng)按長期規(guī)劃選定，變電站專線總出線電纜截面不少于300 mm2（架空240 mm2），小區(qū)主環(huán)網(wǎng)電纜截面不少于300 mm2，當(dāng)配電站所帶住宅戶數(shù)超過500戶時(shí)，高壓柜必須設(shè)兩段母線。

東區(qū)地塊總負(fù)荷約9526.4 kW，依據(jù)電網(wǎng)公司負(fù)荷報(bào)裝的要求，超過8000 kW 負(fù)荷報(bào)裝需考慮專線接入。依據(jù)《配電網(wǎng)業(yè)擴(kuò)配套項(xiàng)目規(guī)劃建設(shè)原則》，東區(qū)地塊應(yīng)配置公用開關(guān)站1 座，按照配電網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)指導(dǎo)原則，公用線路的10 kV 高壓電纜一般最大采用高壓3×300 mm2電纜，允許正常運(yùn)行載流量約486 A，事故運(yùn)行控制電流535 A，考慮負(fù)荷同時(shí)系數(shù)和需要系數(shù)，從110 kV 變電站新出1回10 kV 電纜線路接入公用開關(guān)站，開關(guān)站按照分段母線設(shè)置，設(shè)置聯(lián)絡(luò)電源（環(huán)網(wǎng)點(diǎn)、常開點(diǎn)）1回（聯(lián)絡(luò)電源需引自不同變電站或同一變電站內(nèi)不同母線或公用線路），東區(qū)公用電房采用內(nèi)環(huán)網(wǎng)接線方式，從而保證供電的可靠性。東區(qū)住宅高壓接線如圖1所示。

圖1 東區(qū)住宅高壓接線示意

4.2 西區(qū)地塊

西區(qū)地塊分兩期建設(shè)，用電設(shè)計(jì)需考慮滿足終期需要，減少外線重復(fù)投資。按照西區(qū)分期建設(shè)的要求，在西區(qū)的南側(cè)地塊設(shè)置專用開關(guān)站1座、專用配電站5座。西區(qū)商業(yè)高壓接線如圖2所示。

圖2 西區(qū)商業(yè)高壓接線示意

西區(qū)屬于專變地塊，依據(jù)供電要求，商業(yè)區(qū)應(yīng)采用專變?cè)O(shè)置，采用獨(dú)立專線電源和高可靠設(shè)計(jì)電源接入方式。依據(jù)GB/T 29328—2018《重要電力用戶供電電源及自備應(yīng)急電源配置技術(shù)規(guī)范》要求，地塊重要電力用戶（高可靠負(fù)荷）為高層商業(yè)辦公樓（高度超過100 m 的特別重要的商業(yè)辦公樓）和集中商業(yè)部分（主要指營業(yè)面積在6 000 m2以上的多層或地下大型超市和大型購物中心）。西區(qū)地塊終期考慮從變電站新出2回10 kV 專線電纜截面3×400 mm2（正常運(yùn)行電流555 A，事故運(yùn)行電流610 A），每回10 kV 專線的所帶變壓器不超過10000 kVA 原則配置。高可靠配變總?cè)萘繛? 000 kVA，依據(jù)供電配電規(guī)劃電纜參照標(biāo)準(zhǔn)選用10 kV 電纜截面3×120 mm2（正常運(yùn)行電流303 A，事故運(yùn)行電流334 A）。

5 計(jì)量設(shè)置原則

依據(jù)《供電營業(yè)規(guī)格》和電網(wǎng)的要求，居民住宅實(shí)行抄表到戶（一戶一表）原則，屬于公變的性質(zhì)用電。住宅區(qū)配套的小型商業(yè)（小間臨街商鋪，有獨(dú)立產(chǎn)權(quán)）可以獨(dú)立設(shè)置低壓計(jì)量（實(shí)行商業(yè)電價(jià)）。住宅小區(qū)的其他公共設(shè)施的負(fù)荷均采用高供低計(jì)方式。幼兒園按照獨(dú)立專變供電，計(jì)量實(shí)行高供高計(jì)方式。當(dāng)非居民負(fù)荷數(shù)量或容量較大時(shí)，應(yīng)由專變供電。

西區(qū)地塊以商業(yè)和辦公為主，涉及公寓較多，不執(zhí)行一戶一表原則，供電計(jì)量要求設(shè)置在高壓計(jì)量，統(tǒng)一實(shí)行商業(yè)電價(jià)計(jì)費(fèi)方式，專線設(shè)置計(jì)量點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在變電站出線位置。高可靠負(fù)荷就近接入公網(wǎng)電源點(diǎn)，計(jì)量點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在用戶專用配電站計(jì)量柜。西區(qū)地塊全部以商業(yè)、辦公電價(jià)執(zhí)行?？紤]計(jì)量方式的不同，設(shè)計(jì)時(shí)需認(rèn)真核實(shí)計(jì)量要求和負(fù)荷類型。有充電樁負(fù)荷需獨(dú)立計(jì)量（高供高計(jì)方式，大工業(yè)用電計(jì)費(fèi)方式，不收取基本容量費(fèi)）。

6 高可靠電源（備用電源）系統(tǒng)

東區(qū)地塊以住宅為主，涉及負(fù)荷類別主要是居民用電、地下室照明、生活水泵、消防水泵、電梯、應(yīng)急照明、消防負(fù)荷、公共景觀照明、臨街小型商鋪、幼兒園等用電，主要采用應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組作為備用電源。柴油發(fā)電機(jī)組的容量配置應(yīng)考慮消防負(fù)荷和非消防負(fù)荷的容量大小，選擇大者為發(fā)電機(jī)組的配置原則。發(fā)電機(jī)組的自啟信號(hào)應(yīng)取樣自公變電房的低壓進(jìn)線柜，取樣采用無源信號(hào)，采用信號(hào)線接至發(fā)電機(jī)組信號(hào)箱，市電停電時(shí)，發(fā)電機(jī)應(yīng)自啟。用電負(fù)荷均采用末端雙電源箱切換，滿足雙電源和雙回路的要求。低壓非消防負(fù)荷出線開關(guān)需配置消防分勵(lì)脫扣，以便發(fā)生火宅時(shí)可通過消防分勵(lì)脫扣切除非消防負(fù)荷，發(fā)電機(jī)應(yīng)自啟供所有的消防負(fù)荷。

西區(qū)地塊原建筑設(shè)計(jì)院的電氣設(shè)計(jì)方案為所有負(fù)荷采用單一10 kV 電源供電，二級(jí)和一級(jí)負(fù)荷全部按照柴油發(fā)電機(jī)組作為備用電源。但是柴油發(fā)電機(jī)切換的時(shí)間較長，工作時(shí)噪聲大、有震動(dòng)、有排煙、污染大，諸多大型柴油發(fā)電機(jī)組常年無人保養(yǎng)，導(dǎo)致應(yīng)急時(shí)無法滿足自啟需要，從而造成切換供電的時(shí)間較長，無法滿足重要負(fù)荷的供電要求。經(jīng)過技術(shù)和經(jīng)濟(jì)對(duì)比分析，按照GB/T 29328—2018《重要電力用戶供電電源及自備應(yīng)急電源配置技術(shù)規(guī)范》的自備應(yīng)急電源的典型配置要求，重要電力用戶自備應(yīng)急電源配置見表2。

表2 重要電力用戶自備應(yīng)急電源配置

原建筑設(shè)計(jì)院按照柴油發(fā)電機(jī)組作為備用電源的設(shè)計(jì)方案不滿足規(guī)范要求，重新設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)認(rèn)真核實(shí)商業(yè)地塊的消防和非消防負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)（選擇負(fù)荷大的類別選擇備用電源容量，用戶也可考慮其他負(fù)荷同步接入），本項(xiàng)目建議用戶選擇高可靠10 kV 電源作為備用電源，采用10 kV 備自投方式，能滿足規(guī)范的要求。用戶全部取消原備用的低壓柴油發(fā)電機(jī)組，既節(jié)省了投資，也減少了柴油發(fā)電機(jī)組的占地面積，便于后期的運(yùn)行和維護(hù)。外線高可靠電源的選擇必須要滿足重要負(fù)荷的供電要求，采用的雙電源供電選擇必須是不同變電站或同一變電站的不同母線。尤其是在外線通道建設(shè)中，禁止高可靠電源和常規(guī)電源兩個(gè)回路采用同一通道敷設(shè)，以避免兩個(gè)電源同時(shí)遭受破壞而影響供電的可靠性和安全性。

7 結(jié)束語

商住樓盤的配電設(shè)計(jì)涉及負(fù)荷的大小計(jì)算和分析、計(jì)量方式的選取、外部電源的選擇、變壓器容量的選取、外線通道的設(shè)計(jì)、高可靠負(fù)荷確定等內(nèi)容。尤其是建筑電氣設(shè)計(jì)部分，需要認(rèn)真考慮外電源的接入方式和計(jì)量的要求，減少與電力設(shè)計(jì)院的差異。根據(jù)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的情況和要求深入探究配電設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)出適宜、安全、可靠的配電方案，減少后期的施工變更。