某小高层商住楼供配电系统设计

2017-04-26胡香玲侯尽然蒋锐

河南建材 2017年2期

关键词：配电箱供配电用电

胡香玲侯尽然蒋锐

1郑州电力高等专科学校（450000）2国网郑州供电公司（450000）3河南建筑材料研究设计院有限责任公司（450000）

某小高层商住楼供配电系统设计

胡香玲1侯尽然2蒋锐3

1郑州电力高等专科学校（450000）2国网郑州供电公司（450000）3河南建筑材料研究设计院有限责任公司（450000）

根据某小高层住房的相关资料和实际情况，对该商住楼的高压供配电系统进行设计。首先对该住宅楼的负荷情况进行了计算，并根据负荷情况对变压器和主要电气设备进行选择。防雷接地部分包括防雷等级、各种防雷措施、接地选择和测试方法。

供电系统；防雷接地；电气设备

随着科学技术的发展和人民生活水平的不断提高，人们对有关供配电、照明、消防、防雷接地、通信、有线电视等系统的要求越来越高，使得建筑开始走向高品质、多功能领域，并进一步向多功能的纵深方向和综合应用方向发展。

整栋楼共11层，具体情况如下：1～3层楼商住用途，其中供电功率由单位面积法计算；第4～10层楼居住用途，每个单元住两户，每一户都是两室一厅一厨一卫；负1层是设备层，置放各种负荷设备。

1 供配电系统设计

将电力系统中从降压配电变电站（高压配电变电站）出口到用户端的这一段系统称为配电系统。配电系统是由多种配电设备（或元件）和配电设施所组成的变换电压和直接向终端用户分配电能的一个电力网络系统。

1.1 负荷等级确定及要求

电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上造成的损失或影响的程度进行分级，小高层商住楼(小区)负荷等级也可按以下确定：一级负荷包括疏散楼梯、消防电梯前室及地下室的应急照明、消防水泵、排烟风机、消防电梯等；二级负荷包括部分客梯电力、生活泵电力；三级负荷包括一、二级负荷以外的其他用电负荷。

一级负荷中断供电后果严重，因此要由双电源供电，并要求当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到影响而损坏，以维持继续供电。考虑到电力网的实际情况，在发生故障时还是有可能会引起全部电源进线同时失电而造成停电事故。因此，一级负荷中特别重要的负荷，除了由电力网提供的两个电源供电外，还应增设应急电源，并且严禁将其他负荷接入应急供电系统，以保证其供电的可靠性。本设计中所有消防类、应急类的设备供电应属于一级负荷，包括一台正压风机、一台消防送风机、应急照明、设备房照明、消防泵和一台消防电梯[1]。

二级负荷供电宜用双回线路。若地区供电条件困难或负荷较小,二级负荷可由单回6 kV及以上电压等级的专用架空线路或电缆供电。当单回电缆线路供电时，应用两根电缆组成的线路，其每根电缆都应能承受100%的二级负荷。

本设计中除一级负荷外，客梯断电可能会造成重大人身伤亡，故二级负荷只有四台客梯。接线也必须双回路，增设应急发电机回路。

三级负荷接线无特殊要求。

该商住楼负荷计算（含预留）结果如表1所示。

1.2 总配电系统设计

低压配电的接线方式有放射式、树干式和混合式。树干式接线方式比较经济，但当干线发生故障时影响面大、供电可靠性差。放射式接线方式可靠性高，但导线和设备用量大。为提高供电系统的用电可靠性，同时达到节能要求，本设计采用混合式接线。由小区配电所到各楼为放射式，由各楼各总配电箱到各分配电箱、用电设备为树干式。

表1 商住楼负荷计算表

本住宅设计中，该商住楼水泵、消防控制供电，地下室、一层、二层的动力，地下室照明配电属于二级负荷,由小区配电间引来两路三相电源供电，通过配电箱送至各用电设备、回路（见图1）。各总配电箱电源采用三相五线制,TN-C-S系统接地。动力配电一般采用三相四线，TN-S系统接地。一层、二层照明，住宅照明系统为三级负荷，由小区配电间引来单相电源，通过总配电箱送至各用户配电箱（见图2）。

图1 两路电源供电系统图

图2 单路电源供电系统

1.3 变压器的选择

根据住宅提供的数据，本商住楼的负荷为二级负荷，且楼宇视在计算负荷为913.56 kVA，因此该商主楼应选用两台容量为1 000 kVA、型号为S9-1 000/10的变压器，其技术参数见表2。

1.4 电气设备的选择

供配电系统中的电气设备是在一定的电压、电流、频率和环境条件下工作的。电气设备的选择除了应满足在正常工作时供配电系统能安全可靠运行之外，还应满足在短路故障时不至损坏的条件。开关电气还必须具有足够的断流能力,并适应所处的位置、环境温度、海拔高度以及防尘、防火、防爆、防腐等环境条件[2]。

表2 S9-1000/10变压器参数表

1）开关柜、配电箱

开关柜、配电箱是接受和分配电能的装置，用它来直接控制对用电设备的配电。各种配电箱内一般装有刀闸开关、断路器、熔断器、电度表等。配电箱的种类很多，根据用途可分为电力配电箱、照明配电箱、计量箱、控制箱，按照结构不同可分为板式、箱式和柜式配电箱，根据安装形式不同可分为明装（挂在墙上）、暗装（嵌入墙内）和落地式（一般称配电柜）。配电箱还可分为户外式和户内式，在民用建筑中大量使用的是户内式。

本设计中,电压等级为0.4 kW，主要选用HC92型开关柜，GXL-1、GXL-2和XRM型配电箱。HC92型开关柜落地安装。GXL-1型主要用于单路电源引进的动力配电，为落地安装柜。GXL-2型主要用于两路电源引进的动力配电，距地1.3 m安装。XRM型主要用于照明配电，距地1.3 m安装。住宅各用户配电箱型号为PZ30。各配电箱一般多设在门厅、楼梯间或走廊的墙内。

2）电能计量装置

商业用电采用高压计量，居民用电采用低压计量到户。商业高压10 kV进线侧装设专用计量柜，安装有功电度表、无功电度表，变压器低压侧不同用户的供电回路分别装设有功电能表。监视仪表根据供电部门及建设方要求设置。为了方便管理，一般商铺分户电表集中设于每层电表间或配电间，住宅用户采用一户一表，9层以下(包括9层)的住宅楼，电表箱可集中设于首层电表间内。9层以上的住宅楼，电表箱分设于每层的电井内，为方便管理可设置远程抄表系统。梯灯及电梯用电单独计量，由住户分摊。

2 防雷与接地设计

2.1 防雷

本商住楼预计雷击次数为0.175,按雷击次数进行防雷等级分类，属第三类防雷建筑。防雷分为防直击雷和防感应雷。防直击雷：利用装设在屋顶上的避雷网（带）及避雷针混合组成防雷接闪器，网格不大于10 m×10 m。当利用建筑物钢筋混凝土柱内的钢筋作为引下线,引下线沿建筑物四周均匀（对称）布置，其平均间距不大于18 m。当利用建筑物钢筋混凝土基础（基础圈梁）内的钢筋作为引下线时，可按跨度设引下线。但引下线的平均间隙不应大于18 m。防感应雷：钢构架和混凝土的钢筋应互相连接，45 m及以上外墙上的栏杆、门窗等较大金属物与防雷装置做电气连接，建筑物周圈钢筋三根以上相互焊接。电源进户处设电源避雷器及信号避雷器，防感应雷电波[3]。

2.2 保护接地

本工程采用TN-C-S系统，进户电源在配电柜处作重复接地，主配电柜与各配电柜各设备分别进行局部等电位连接及总等电位连接，防雷接地与保护接地共用基础接地体，接地电阻≤1欧。