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某大型商場(chǎng)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

更新時(shí)間：2014-05-23

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霍麗麗

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801

1 商場(chǎng)概況

該工程建設(shè)地點(diǎn)在遼寧省鐵嶺市高新經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)，有A1、A2兩個(gè)地塊組成，每個(gè)地塊-1F使用功能為地下停車(chē)場(chǎng)、水暖設(shè)備用房、柴油發(fā)電機(jī)及配電間，2F～4F使用功能為電影院、餐飲用房、商業(yè)用房及零售用房。A1地鐵建筑面積為110000m2，包括售樓中心、-1F停車(chē)場(chǎng)、奧特萊斯商業(yè)及餐飲、水世界游樂(lè)場(chǎng)、酒店等。A2地塊建筑面積約為100000m2，包括-1F停車(chē)場(chǎng)、地上地中海部分和加州部分，包括餐飲、零售、商業(yè)和電影院等使用功能。加州部分由多個(gè)獨(dú)立的四層以下單體，上面加一個(gè)屋面，構(gòu)成一個(gè)完整的建筑物。

2 供電電源的確定

該工程屬于大型商場(chǎng)，根據(jù)JGJ 16-2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》，大型商場(chǎng)及超市的經(jīng)營(yíng)管理用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)用電屬于一級(jí)負(fù)荷重特別重要負(fù)荷，大型商場(chǎng)及超市營(yíng)業(yè)廳的備用照明用電屬于一級(jí)負(fù)荷，大型商場(chǎng)及超市的自動(dòng)扶梯、空調(diào)用電屬于二級(jí)負(fù)荷。該工程建設(shè)單位只能提供一路10kV市政電源，需設(shè)柴油發(fā)電機(jī)作為一、二級(jí)負(fù)荷備用電源。

根據(jù)JGJ 16-2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.1.2條第2款，在方案及初步設(shè)計(jì)階段，柴油發(fā)電機(jī)容量可按配電變壓器總?cè)萘康?0%～20%進(jìn)行估算。在施工圖設(shè)計(jì)階段，可根據(jù)一級(jí)負(fù)荷、消防負(fù)荷以及某些重要二級(jí)負(fù)荷的容量，按下列方法計(jì)算的zui大容量確定。

1）按穩(wěn)定負(fù)荷計(jì)算發(fā)電機(jī)容量。

2）按zui大的單臺(tái)電動(dòng)機(jī)或成組電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的需要，計(jì)算發(fā)電機(jī)容量。

3）按起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，發(fā)電機(jī)母線(xiàn)允許電壓降計(jì)算發(fā)電機(jī)容量。

根據(jù)以上計(jì)算，一般來(lái)講，柴油發(fā)電機(jī)容量應(yīng)按第（1）款，按照該工程消防負(fù)荷與臨時(shí)停電時(shí)，滿(mǎn)足重要負(fù)荷和餐飲及商鋪照明用電負(fù)荷大者選取總負(fù)荷容量進(jìn)行計(jì)算。

3 柴油發(fā)電機(jī)電源與市電供電的配合

考慮到該工程餐飲及商鋪照明負(fù)荷屬于三極負(fù)荷，臨時(shí)停電會(huì)有應(yīng)急照明和疏散指示照明啟動(dòng)，并不會(huì)造成重大影響。因此選用兩路電源保障，一回路線(xiàn)路供電方案。供電方案如圖1，該系統(tǒng)方案由一路10kV高壓電源同時(shí)供電，單母線(xiàn)分段運(yùn)行，兩臺(tái)變壓器互為備用，柴油發(fā)電機(jī)作為第二電源。具體運(yùn)行方式如下：

1)正常情況下，QS1、QF1、QS2、QF2、QF7、QF8、QF9、QF10、QF11皆處于合閘；

2)QF3、QF4、QF5分閘；

3)當(dāng)市電變壓器TM1和TM2一路故障或檢修停電時(shí)，可合QF4，此時(shí)由單一變壓器暫時(shí)供電，但一般負(fù)荷應(yīng)停止供電，以免變壓器過(guò)分超載；

4)當(dāng)市電失電后，兩臺(tái)變壓器電源皆失電后，應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組在15～30S內(nèi)向應(yīng)急母線(xiàn)段供電，此時(shí)在確認(rèn)QF1、QF2斷開(kāi)后，QF5投入工作，QF6亦可合閘，兩個(gè)重要負(fù)荷母線(xiàn)段，分別向重要負(fù)荷供電，保證了兩個(gè)線(xiàn)路直供至負(fù)荷末端；

5)市電恢復(fù)后，QF4分閘，QF3先斷開(kāi)，然后QF1、QF2投入工作；

6)QS1、QS2、QS3三組隔離開(kāi)關(guān)，僅供QF1、QF2、QF5檢修時(shí)起到隔離作用。

圖1

4 供電電源位置的設(shè)置

4.1 開(kāi)閉所和中心變電所配電系統(tǒng)

開(kāi)閉所建在城市主要道路的路口附近、負(fù)荷中心區(qū)和兩座高壓變電站之間，匯集若干條變電站10kV出線(xiàn)作為電源，以相同電壓等級(jí)向用戶(hù)供電的開(kāi)關(guān)設(shè)備的集合，并且具有出線(xiàn)保護(hù)，主要起轉(zhuǎn)輸左右。在大型商場(chǎng)只需供電部門(mén)提供一路10kV進(jìn)線(xiàn)，且經(jīng)兩臺(tái)10kV/0.4kV變壓器降壓到商場(chǎng)使用。為保證進(jìn)線(xiàn)電源的有效供電，在開(kāi)閉所內(nèi)部，高壓配電柜采用SF6絕緣緊湊開(kāi)關(guān)柜，進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)采用真空開(kāi)關(guān)，10kV進(jìn)線(xiàn)柜和出線(xiàn)柜上配安科瑞電氣股份有限公司的AM5-F進(jìn)線(xiàn)保護(hù)裝置，具有三段式過(guò)流保護(hù)、兩段零序過(guò)流保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)。

中心配變電所深入負(fù)荷中心，所內(nèi)有起開(kāi)閉和分配電能作用的高壓配電裝置，將若干條10kV出線(xiàn)電壓分別送至其他變電所，且母線(xiàn)上可設(shè)置變壓器，為臨近建筑物提供電壓供電電源。本商場(chǎng)項(xiàng)目中心配電所進(jìn)線(xiàn)10kV配出，通過(guò)變壓器編程交流0.4/0.23kV低壓配出，在高壓側(cè)有計(jì)量。在10kV變壓器出線(xiàn)柜上配AM5-T變壓器保護(hù)裝置，具有變壓器高溫報(bào)警、變壓器超溫跳閘、電流速斷保護(hù)、定時(shí)限過(guò)流保護(hù)、零序過(guò)流保護(hù)。

表1 開(kāi)閉所和中心配電所二次設(shè)備

開(kāi)關(guān)柜類(lèi)型	產(chǎn)品名稱(chēng)	產(chǎn)品型號(hào)	具備功能
進(jìn)線(xiàn)柜/出線(xiàn)柜	線(xiàn)路保護(hù)裝置	AM5-F	電流速斷保護(hù)、兩段定時(shí)限過(guò)流保護(hù)、兩段零序定時(shí)限保護(hù)
變壓器出線(xiàn)柜	變壓器保護(hù)裝置	AM5-T	電流速斷保護(hù)、定時(shí)限過(guò)流保護(hù)、變壓器高溫報(bào)警、超溫跳閘、零序過(guò)流保護(hù)
高壓柜	開(kāi)關(guān)柜綜合測(cè)控裝置	ASD200	一次模擬圖動(dòng)態(tài)顯示、溫濕度測(cè)量與控制、高壓帶電指示、語(yǔ)音報(bào)警

4.2 供電半徑

供電半徑就是從電源點(diǎn)開(kāi)始到其供電的zui遠(yuǎn)負(fù)荷點(diǎn)之間的線(xiàn)路的距離，指供電線(xiàn)路物理距離，而不是空間距離。低壓供電半徑指從配電變壓器到zui遠(yuǎn)負(fù)荷點(diǎn)的線(xiàn)路的距離。供電半徑取決于以下兩個(gè)因素的影響：1）電壓等級(jí)（電壓等級(jí)越高，供電半徑相對(duì)越大）；2）用戶(hù)終端密集度（即電力負(fù)載越多，供電半徑越�。�。

根據(jù)《全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施——電氣》2009年版規(guī)定，低壓線(xiàn)路的供電半徑應(yīng)根據(jù)具體供電條件，干線(xiàn)一般不超過(guò)250m，當(dāng)供電容量超過(guò)500kW，供電距離超過(guò)250m時(shí)，應(yīng)考慮增設(shè)變電所。由于本項(xiàng)目為自維用電，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖04DX101-1《建筑電氣常用數(shù)據(jù)》表3.6電力線(xiàn)路合理輸送功率和距離，供電半徑按照250m設(shè)計(jì)。

4.3 中心變配電所的位置

根據(jù)JGJ 16-2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》第4.2.2條，配變電所可設(shè)置在建筑物的地下層，但不宜設(shè)置在zui底層。配變電所設(shè)置在建筑物地下層時(shí)，應(yīng)根據(jù)環(huán)境要求加設(shè)機(jī)械通風(fēng)、去濕設(shè)備等。從中心變電所引至本地塊其他分變電所可采取以下幾種方式。

1)屋面上線(xiàn)槽敷設(shè)。

2)屋面下線(xiàn)槽敷設(shè)。

3)10kV電纜引至中心變電所，再沿電氣豎井引至室外，從室外再通過(guò)分變電所下面的電氣豎井引至各分變電所。

5 低壓配電方案

5.1 柴油發(fā)電機(jī)的合理配電

根據(jù)建設(shè)單位提出的要求，本商場(chǎng)項(xiàng)目工程的餐飲和商鋪的照明在市電檢修或失電的情況下要求能保證正常經(jīng)驗(yàn)，所以柴油發(fā)電機(jī)除作為消防負(fù)荷的供電之外，也負(fù)責(zé)為臨時(shí)停電時(shí)餐飲和商鋪照明提供供電。供電方案如圖2給出。本方案考慮消防負(fù)荷與應(yīng)急負(fù)荷或備用負(fù)荷分別采用不同低壓母線(xiàn)段供電，非消防供電母線(xiàn)不會(huì)對(duì)消防供電母線(xiàn)干擾，消防負(fù)荷與保障負(fù)荷總斷路器不同時(shí)合閘。

圖2

5.2 消防負(fù)荷與非消防負(fù)荷的低壓配電

由于本工程性質(zhì)為商場(chǎng)，為人員密集場(chǎng)所。根據(jù)近年來(lái)許多建筑物在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，雖然城市電網(wǎng)有電，但是供配電系統(tǒng)的主斷路器合不上閘，導(dǎo)致消防設(shè)備不能啟動(dòng)滅火。在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，由于切除非消防電源不準(zhǔn)確或低壓配出回路的斷路器上、下級(jí)保護(hù)配合不好，許多普通配電線(xiàn)路因消防水四溢，導(dǎo)致配電線(xiàn)路短路或過(guò)載，引起配電系統(tǒng)越級(jí)跳閘。消防負(fù)荷因此失去工作電源而不能啟動(dòng)，延誤了*滅火時(shí)間。大多是消防負(fù)荷與普通負(fù)荷共用同一進(jìn)線(xiàn)斷路器或同一低壓母線(xiàn)段。

圖3

所以本工程中采用了如圖3所示的方案，將消防負(fù)荷與非消防負(fù)荷在低壓母線(xiàn)段上分開(kāi)。且在低壓消防負(fù)荷出線(xiàn)柜上配置了安科瑞電氣股份有限公司的AFPM3-AVI消防設(shè)備電源監(jiān)測(cè)器，能實(shí)時(shí)、有效的監(jiān)測(cè)消防設(shè)備的電源。并在消防控制室內(nèi)安裝安科瑞公司的AFPM100消防設(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)由監(jiān)控器、中繼器、傳感器（監(jiān)控模塊）和傳輸纜線(xiàn)組成。監(jiān)控器zui多可管理128個(gè)監(jiān)控模塊，每個(gè)回路可管理32個(gè)監(jiān)控模塊。其中監(jiān)控模塊具有過(guò)壓、欠壓、過(guò)流、缺相、錯(cuò)相報(bào)警，同時(shí)具有時(shí)間存儲(chǔ)功能�？刂破鞑捎矛F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通信技術(shù)，上位機(jī)管理軟件可以時(shí)刻監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)送報(bào)警信息。

在每路低壓出線(xiàn)柜上配置了安科瑞公司的ALP系列低壓線(xiàn)路保護(hù)器，具有過(guò)流、零序、斷相等保護(hù)功能，有效保護(hù)低壓配電線(xiàn)路，保證回路斷路器可靠動(dòng)作。本項(xiàng)目低壓配電系統(tǒng)中二次設(shè)備見(jiàn)表2。

表2 低壓配電系統(tǒng)二次設(shè)備

產(chǎn)品名稱(chēng)		產(chǎn)品型號(hào)	具備功能
ACM配電線(xiàn)路過(guò)負(fù)荷監(jiān)控裝置		ACM3	分體式配電線(xiàn)路過(guò)負(fù)荷監(jiān)控，檢測(cè)線(xiàn)路電流，2段式過(guò)負(fù)荷報(bào)警，2-15測(cè)電流諧波監(jiān)測(cè)
PZ系列多功能儀表		PZ96L-E3/4	三相電流、電壓、有功功率、無(wú)功功率、有功電能、無(wú)功電能、頻率、功率因數(shù)、LCD顯示
消防設(shè)備電源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)	消防設(shè)備電源監(jiān)控模塊	AFPM3-AVI	實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)一路三相交流電壓和電流、1路繼電器輸出、1路開(kāi)關(guān)量輸入、事件記錄、
	消防設(shè)備電源狀態(tài)監(jiān)控主機(jī)	AFPM100
	消防設(shè)備電源狀態(tài)監(jiān)控軟件

圖4 AFPM100消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)接線(xiàn)

6 結(jié)論

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，商業(yè)建筑不斷增多，這些建筑綜合性強(qiáng)、建筑面積大且業(yè)態(tài)復(fù)雜。本文針對(duì)大型多層商場(chǎng)變配電中遇到的一些實(shí)際建筑電氣設(shè)計(jì)配電問(wèn)題，結(jié)合實(shí)例，對(duì)設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題和實(shí)際做法進(jìn)行分析比較。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：

霍麗麗，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)橹悄芘潆娤到y(tǒng)設(shè)計(jì)，: :