白建光 杨炜栋

一、工程概况

本项目总建筑面积为29.1万m2。地下室共四层，其中地下一层为商业，地下二层至地下四层为车库，建筑面积为9.1万m2；A栋为41层的超高层办公楼，建筑高度为215m，建筑面积为7.4万m2；B栋为45层的超高层办公楼，建筑高度为215m，建筑面积为8.6万m2；C栋为住宅，建筑高度为93m，建筑面积为1.8万m2；裙房一层～四层为商业，建筑面积为2.2万m2。

二、负荷分级及供电电源

本项目属一类超高层特大型建筑群，所有消防用电均为一级负荷；走道照明，主要业务和计算机系统，安防系统、弱电机房，客梯，排污泵等用电均为一级负荷；中型商店建筑营业厅的照明为二级负荷；一般照明、动力、空调设备等用电为三级负荷。

根据项目规模及用电负荷特性，本工程采用两路独立的10kV高压电源同时供电，互为备用，各带一半负荷。要求此两路10kV电源为双重电源彼此独立、互不影响，不能同时断电。当一路电源故障或检修断电时，另一路电源承担全部一、二级负荷。为保证消防负荷和重要负荷的供电可靠性，另设一台应急自启动型柴油发电机作为备供电源。

三、负荷计算

除住宅楼外，本工程总安装容量为29315kW（其中消防设备安装容量为4555kW）。除消防负荷外，经无功补偿后，计算负荷为19524kVA，选取变压器18台，变压器总容量26200kVA，平均负荷率为74%。另设应急自启动柴油发电机1台，常用功率为1500kW，备用功率为1875kW。

四、变配电所的设置

由于本项目用电设备较多，用电设备性质复杂，因此变配电所的规模相对较大。另外本项目处于城市中心地段，地下一层为商业用房，寸土寸金，因此将变配电所设在地下二层，且靠近冷冻站及水泵房等设备用房区域。

由于变配电所的位置选择应满足深入或接近负荷中心，进出线及设备运输要方便，并尽量减小低压线路的供电半径等原则，因此本工程设置6座10kV专用变配电房及1座10kV公用变配电房，见图1。公用变配电房由供电部门设计，本文中仅介绍专用变配电所的设计：1#商业变配电所(兼中心配电室)设于南区地下二层，为南区的商业、地下室及冷冻站供电；2#商业变配电所设于北区地下二层，为北区的商业及地下室供电；A栋1#办公变配电所设于北区地下二层，为其低区及冷冻站供电；A栋2#办公变配电所设于29层，为其高区供电；B栋1#办公变配电所设于南区地下二层，为其低区及冷冻站供电；B栋2#办公变配电所设于21层，为其高区供电。

各变配电所变压器容量选择如下：1#商业变配电所变压器容量为1600kVAx2+1000kVAx2，其中2台1000kVA变压器为商业冷冻站负荷专用；2#商业变配电所变压器容量为1600kVAx2； A栋1#办公变配电所变压器容量为1600kVAx2+1250kVAx2，其中2台1250kVA变压器为A栋冷冻站负荷专用；A栋2#办公变配电所变压器容量为1250kVAx2；B栋1#办公变配电所变压器容量为1600kVAx2+1600kVAx2，其中2台1600kVA变压器为B栋冷冻站负荷专用；B栋2#办公变配电所变压器容量为1600kVAx2。

图1 变配电所设置示意图

五、10kV供配电系统

由开闭所引来两路独立的10kV高压电源作为本工程的供电电源。此两路10kV电源引至1#商业变配电所内，其余变配电所作为分变配电所，10kV电源均由1#商业变配电所引来。1#商业变配电所内10kV高压系统采用单母线分段运行方式，中间设联络开关，平时两路电源同时供电，分列运行，互为备用。当一路10kV电源故障或检修断电时，通过手/自动操作联络开关，由另一路10kV电源给事故段母线上需继续运行的重要负荷供电。高压主进开关与联络开关之间设电气联锁，确保任何情况下只能合其中的两个开关。其余分变配电所10kV高压系统为单母线运行方式，详见图2。

图2 变配电所供配电系统示意图

六、220/380V供配电系统

所有的低压配电系统均由不同10kV母线段供电的每两台变压器结成单母线分段系统组成，平时低压母线分列运行，当一台变压器故障时，母联开关可根据需要手动投入，由另一台变压器供给两段母线重要负荷供电，手动投切转换时应先断开非保证负荷，以保证变压器正常工作。两台主开关与联络开关设电气联锁，任何情况下只能合其中的两个开关。

当城市电网的两路电源停电后，柴油发电机作为应急电源接入应急母线段，确保消防负荷及重要负荷的可靠供电。应急电源与正常电源采取双电源机械电气闭锁互投方式防止并列运行。

其中6台变压器是冷冻站专用变压器，每两台变压器之间组成低压单母线分段系统，平时低压母线分列运行，当一路10kV进线或一台变压器故障时，低压联络开关可依据需要手动投入，由另一台变压器供给两段母线重要负荷用电。两台主开关与联络开关设电气联锁，任何情况下只能合其中的两个开关。

七、电力配电系统设计

低压保护接地型式采用TN-S系统。低压配电系统采用树干式及放射式相结合供电方式。对于单台容量较大的负荷或消防等重要负荷采用放射式供电，对于照明及一般电力负荷采用分区树干式与放射式相结合的供电方式。

消防负荷采用双电源供电并在最末一级配电箱处设置自动切换装置；一级负荷采用双电源供电并在合适位置设置自动切换装置；二级负荷采用双电源供电并在合适位置设置自动切换装置或采用专用的供电回路单电源供电；三级负荷均采用单电源供电。

八、对供电可靠性的分析

以1#商业变配电所为例试分析一下其供电可靠性，从图2可见正常情况下两路10kV电源同时供电，两段10kV母线分列运行、各带约50%的负荷，互为备用，当一路电源故障停电时，其进线开关断开，这时可人工或自动闭合联络开关，由另一路电源承担全部重要负荷。

低压系统正常情况下也是母线分段分列运行，当一台变压器故障或检修时，可将母联开关人工闭合，由另一台变压器供给两段母线重要负荷用电。当两路10kV电源同时故障停电时，特别重要的负荷和重要负荷将由自备应急电源自启动柴油发电机供电。若此时又发生火灾，通过火灾自动报警系统消防联动模块动作将非消防重要负荷的联络开关断开，以确保消防负荷得到可靠供电。

通过以上分析可以看出，本供配电系统以市电为第一、二电源，柴油发电机等为第三电源，在运行方式具备充分灵活性的前提下，无论遇到任何故障都能完全满足相关规范对各级负荷供电措施的要求，确保综合体的供电可靠性。