汤志标

【摘要】为适应建筑用电发展趋势，本文通过对具体工程案例的设计，浅谈一下变配电设计的一些体会。

【关键词】综合体 负荷分级 变配电设计

1 项目概况

本工程选址用地位于珠海市横琴区，包括两栋22-27层的高层办公楼，以及三层裙房和两层地下室，总建筑面积为104163平方米，建筑高度 99.9米，计算容积率建筑面积约73068平方米，其中办公建筑面积为64598平方米，商业建筑面积为8470平方米，公共步行空间建筑面积为3995平方米。本工程为一类高层建筑，高层办公楼耐火等级为一级，裙房耐火等级为二级，地下室耐火等级为一级。主要使用功能包括车库、设备用房、商业及办公。

2 负荷分级

不同的用户或同一用户的不同用电设备在因供配电系统发生故障停电时所产生的损失和影响是不一样的，或者说供配电系统中的用户或用电设备的重要程度是不一样的，为考虑这种影响，需要按一定的原则对供配电系统的负荷的重要性加以区别，这就是负荷分级的概念。

我国国家标准GB-50052-2009<<供配电系统设计规范>>中规定：电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在对人身安全、经济损失上所造成的影响程度进行分级。按该规范的规定将电力负荷分为三级，具体规定如下。

1）一级负荷：消防设备用电（消控中心、消防水泵、防火卷帘、防排烟风机等）、应急照明及疏散指示标志灯、火灾自动报警系统用电、安防系统用电、地下室设备房用电、生活水泵，排污潜水泵，消防电梯及塔楼客梯用电等。

2）二级负荷：空调、裙楼厨房动力等。

3）三级负荷：其余不属于一、二级负荷的普通照明和动力用电。

3 容量计算

本工程共选用六台SCB11，21/0.4kV D，yn11的变压器，变压器的总安装容量为7700kVA。分别为公共变电所选用2台SCB11-1600/21，北塔变电所选用2台SCB11-1250/21，南塔变电所选用2台SCB11-1600/21，平均负荷率为83%左右。

4 供电电源

在确定了总的安装容量后，就可以确定20kV电源的进线数量。本工程总安装容量为7700kVA，根据南方电网的运营要求，本工程采用一路20kV电源供电，市政电网20kV电源经市政电缆沟穿管埋地敷设至本工程开关房，由开关房引至本工程高压总配电房。进建筑物处设人孔井，由人孔井穿管埋地引入。

1、本工程共设置六台变压器，其中设置两台1600kVA的公共变压器，编号分别为1ZB1、1ZB2；两台1250kVA的北塔变压器，编号分别为2ZB1，2ZB2；两台1000kVA的南塔变压器，编号分别为3ZB1、3ZB2。总安装容量为7700kVA，从附近市政变电站引入一路20KV专变电源供电。电源直接引入主变电所高压配电房，经过高压计量后，引出4路20kV出线分别引至变压器1ZB1～2，2ZB1～2，同时引出两条20KV高压回路经电缆桥架敷设至南塔分变电所高压配电房。

2、本工程主变电所设常用功率为800kW应急自启动柴油发电机组一台，一保证本工程的消防负荷及一、二级负荷供电。市电与自发电的自动切换开关加机械与电气联锁，防止倒供电。

3、在变压器1ZB1与1ZB2、2ZB1与2ZB2、3ZB1与3ZB2之间装设低压联络开关。 在正常供电时，所有变压器投入运行，各联络开关断开，变压器分列运行。当1ZB1与1ZB2、2ZB1与2ZB2、3ZB1与3ZB2中有一台因故障或检修退出运行时，经手动减少相应母线上的负荷后，再合上相关的联络开关。

5 变电所设计

本建筑主要功能划分如下：商业主要集中在1～3层裙房，办公主要集中在南北两栋塔楼。变电所设置前期也经过了多轮方案比较，诸如：在哪里和设置多少个变电所、变压器是否上楼、商业变电所是否分开、公寓变电所是否集中设置等。最终根据各个功能分区，将变电所按以下布置：

本工程共设三个变电站，变配电所均设在地下一层。分别为：公共主变电站，设置两台1600kVA干式变压器，主要为裙楼和地下室服务，考虑到市政电源从北面进电缆，将公共主变电站设于北塔核心筒下面；北塔分变电站，设置两台1250kVA干式变压器，主要为北塔服务，考虑到变电所需要深入负荷中心、进出线方便、接近电源侧等因数，将北塔分变电站设于北塔核心筒下面；南塔分变电站，设置两台1000kVA干式变压器，主要为南塔服务，考虑到变电所需要深入负荷中心、进出线方便、接近电源侧等因数，将南塔分变电站设于南塔核心筒下面。

众所周知，供配电系统的可靠性是项目的关键。在满足电气设计规范相关要求的同时，还要综合考虑各方案的经济性，在可靠性和经济性这两大指标中寻求最佳平衡点，是每一个设计师所追求的终极梦想。

6 高压供电系统

1）20kV断路器采用真空断路器。20kV进线柜的真空断路器短路分断能力为31.5kA，变压器出线柜的真空断路器短路分断能力为25kA。

2）继电保护及信号装置

继电保护方式及信号装置的设置，采用微机综合继电保护装置，其测量、继电保护单元为带微处理器的数字式电力测量仪表，其电压及电流分别接自柜内PT和CT。

3）计量

采用高压集中计量，在20kV电源集中设置专用计量装置。

7 低压配电系统

1）变压器低压侧采用单母线分段方式运行，设置母联开关，联络开关设自投自复/手动转换开关。平时两段母线分列运行，当其中一段母线故障时，手/自动切换联络开关。自投时应自动断开三级负荷，以保证变压器正常工作。确保用电回路由发电机房引来，消防负荷由双回路供电，并在最末端配电箱自动切换。

2）为保证供电的连续性，弱电系统重要电子设备采用不间断电源（UPS）作为备用电源；所有疏散指示灯和火灾事故照明灯采用自带蓄电池的灯具，连续供电时间不应小于30min，初始供电时间不少于90min

3）变压器主进开关与联络开关设电气联锁，任何情况下只能合其中的2个开关。

4）计量与管理

在单独办公区内每户分别安装电表，大用电部位（厨房、中央空调用电、电梯用电）分别安装电表，方便计量，提高用能管理水平，增强用户的节能意识。

8 重点分析

在变配电设计中变压器容量的确定是比较重要的一部分。然而，由于各专业系统的复杂性，商业业态的不确定性等一系列因素，造成商业部分设计频繁变更。本工程商业业态至少经过四次大的修改，但回头反思，还是有一些规律可循的。商业业态的变化无非是以下几种：餐饮的增加与减少问题，商铺的大小分割，主力店面积的扩大与缩小。针对以上几点，可以在与建设方、管理公司等部门充分沟通的基础上，将变压器容量适当作一些预留，解决餐饮增加的问题；将小商铺按面积先预留到楼层总配电箱，并预留备用回路，待最终商业业态确定后再进行图纸修改。

本工程设计之初变压器安装容量以及低压柜开关都做了适当预留，因此后期餐饮大面积改动及增加的时候，不影响系统容量及变电所布置，另外楼层电表箱事先仅按防火分区预留，直到商业业态最终确定之后，才将末端小配电箱设计完善，避免了一次又一次的修改。

9 结束语

近年来城市综合体项目越来越多，规模越来越大，设计难度越来越大，对设计师来讲是挑战更是机遇。应该根据具体项目具体分析，争取使设计更加安全、可靠、经济。以上是笔者对实际工程设计的一点体会，在这里与大家分享交流，希望得到同行的批评指正，共同提高設计水平。