大型建筑物及建筑群配电杂谈-厉守生

中国建筑技术集团有限公司中国建筑技术集团有限公司ChinaBuildingTechniqueGroupCo.,Ltd.大型建筑物及建筑群配电杂谈厉守生中国建筑技术集团有限公司1、引言1）、设计：用自己的智慧，尽最大的努力，依据事物（配电）本身的自然规律，结合工程的实际，运用前人的经验，进行负责人的创造性劳动。2）、目的：为建筑物、用户和使用者建立一个安全、可靠、简单、方便且经济的提供、分配和使用电能的设施。中国建筑技术集团有限公司3）、要求：设计文件（说明、主要设备表、图纸和计算书）应能让施工者完整、准确、正确且方便地掌握和实施设计涉及的全部内容。4）、设计文件的编号设计文件的编号体系应完整，让所有的设备或装置具有唯一性中国建筑技术集团有限公司图纸目录：按系统编制——便于设计与系统的阅读；按建筑平面编制——便于施工和安装。中国建筑技术集团有限公司2.1用电负荷大，要求更高的电源电压建筑物的电容量几乎与建筑面积成正比，建筑物的面积越大，用电负荷也越大。工程上常用单位面积负荷密度来估算建筑物或建筑群的总负荷和变电容量。表2.1列出了部分常用的建筑物单位面积装机容量2、用电需求的特性中国建筑技术集团有限公司建筑类型负荷密度（w/m²）单位面积装机容量（VA/m²）10万m²建筑推荐的变压器装机容量（KVA）备注住宅20-5015-302500公寓40-8030-605000旅馆50-10040-806000办公60-12050-9075000商场50-11040-806000大型商场70-14060-1209000学校30-7030-504000医院60-11040-806500剧场60-13050-1008000体育馆60-11040-907000展馆60-16050-1208000研发基地60-11050-807000车库5-103-8600非机械停车注：供参考表2.1常用建筑物负荷密度及装机容量中国建筑技术集团有限公司大型建筑物，为了节省有色金属，减少线路电能损失，要求尽可能高的电源电压深入负荷中心。电能输送距离，当输电导体截面按经济电流密度选择时，其输电负荷距与电源电压成正比。在不同电压下，导体截面按经济电流密度选择时，常用供电电压的推荐负荷距如表2.2。中国建筑技术集团有限公司表2.2常用不同电压的供电能力电压（KV）最大负荷距（KW.km）负荷的传输距离（km）500KW1000KW2000KW5000KW10000KW20000KW0.2220.00.040.020.010.3861.30.120.060.03624000＜48＜24124.82.41.21050000＜100＜50＜251052.535（架空线）150000＜300＜1507530157.5注：本表按电缆导体截面按经济电流密度选择时的结果。中国建筑技术集团有限公司若一个建筑物，变压器装机容量为8000KVA，平均负荷率按0.6，则平均负荷功率4800KW。从表2.2可以看到，当电源电压为10KV时，上级变电所应在10km之内，否则应用更高电源电压，或者增加供电回路。中国建筑技术集团有限公司从表2.2也可以看到：采用380V低电压供电，500KW宜限在120m以内，1000kw，宜在60m之内。所以当集中负荷大于500kw宜考虑设变电所。中国建筑技术集团有限公司建筑规模大，功能多，用电需求多样；用电设备多，供电连续性要求各不相同；用户多，管理模式不同，计量要求不同；供电容量大，配电压等级多，配电系统结构复杂；配电系统庞大，设备、系统的安全保护复杂。2.2供电系统复杂中国建筑技术集团有限公司衡量电源质量的指标：电压、频率、电压电流波形和供电连续性。建筑物规模对电压质量影响大。1）电压的质量建筑规模大，其本身功能要求电源具有更高的质量保证，同时其负荷容量大，2.3供电质量要求高中国建筑技术集团有限公司中国建筑技术集团有限公司供电范围广，还会增加系统电压的损失，降低电压质量。例：图2.1简单表示了一个10kv终端变电所配电系统末端电压损失的近似曲线示意图。假定引入建筑物10kv线路的电压最大损失为4%；变压器阻抗为6%（曲中国建筑技术集团有限公司线1）；0.38kv线路的干线段电缆截面240mm²，电缆长度100m，计算电流300A，末端支路电缆截面2.5mm²，单相电流5A，电缆长度50m。求末端电压偏差。负荷要求电压偏差±5%。中国建筑技术集团有限公司解：空载时，负荷端电压最高：μmax=0.40kv；满载时，负荷端电压最低：μmin=0.36kv。空载时，10kv线路Δμ10≈0变压器ΔμT≈0低压线路Δμ0.38≈0中国建筑技术集团有限公司满载时：Δμ10=4%ΔμT=3.6%Δμ干=1%Δμ支=2.3%Δμ10=0.04+0.036+0.01+0.023=0.109=10.9%超过最大电压偏差的要求。中国建筑技术集团有限公司2）电压质量改善措施a、采用有载调压变压器（如曲线3）。b、选择导线截面更大的电缆，降低线路压降。c、选择阻抗更小的变压器，降低变压器的压降。中国建筑技术集团有限公司d、改善低压系统的功率因数，减小低压线路的电流值。e、选用低谐波或无谐波的设备，减少低压线路的谐波分量，减小线路电流值。f、平衡三相负荷，减小由于电压不对称引起的电压损失。g、高电压深入负荷中心，减小低电压供电距离。中国建筑技术集团有限公司建筑物应按功能分区，分楼层统计分布负荷和集中负荷，见表3.1.。按建筑功能分区，汇总各类负荷，计算总容量。将负荷统计资料作为建筑物进行负荷计算的基础。3、负荷的估算与统计中国建筑技术集团有限公司楼层房间号面积（m²）分布负荷集中负荷（KW）密度（w/m²）小计（w）空调其它用电消防用电照明插座应急照明照明插座应急照明合计中国建筑技术集团有限公司按统计的总容量与按单位负荷密度估算总容量进行对比，找出差异及原因。按单位建筑负荷密度计算总负荷或变压器装机容量时，应考虑建筑面积的利用率。4、确定供电电压和变电所数量与位置中国建筑技术集团有限公司1）屋顶设变电所：当计算功率Pj大于500kw宜设变电所；大于1000kw应设变电所。2）塔楼楼层中间设变电所：建筑物高度超过120m宜设；超过150m应设。用电负荷计算功率Pj大于600kw宜设；每超过800kw应增加一座。变压器设置的要点：中国建筑技术集团有限公司3）制冷机房宜设专用变电所。存在某季节不用制冷时，制冷机房用电宜由常用电变电所提供。4）地下室单台变压器容量不宜大于2000KVA。5）楼层变电所单台变压器容量不宜大于1000KVA。中国建筑技术集团有限公司6）一个变配电室变电容量，除集中负荷外，不宜大于5000KVA。7）变电所的位置应便于进出线和运输。楼层变电所应解决变压器等大型设备的运输和安装。8）一般情况下，变电所之间间距不宜小于30m，除由于建筑面积分配引起原因除外。中国建筑技术集团有限公司1）10kv配电系统的主结线单母线：单电源供电；双电源供电；一用一备或两用一备等。单母线分段：双电源，互为备用。单母线分段加旁路：重要负荷，要求不停电检修母线或断路器。双母线：重要负荷，要求不停电检修母线或断路器。5、10kv配电系统的主结线和配电方式中国建筑技术集团有限公司2）10kv配电系统的配电方式放射式：终端变电所，单台变压器容量大于1250kv，或用电负荷比较重要，如计算中心，数据中心，通信中心等。树干式：单台变压容量较小，不大于1250KVA；或用电负荷无特殊要求；单回路变连接变压器总容量不应大于2500KVA。中国建筑技术集团有限公司3）变压器的保护变压器容量小于1250KVA宜用熔断器保护；变压器容量为1600KVA及以上应用断路器保护。中国建筑技术集团有限公司1）配电线路尽可能沿相同路径敷设，沿公共区域敷设，不穿越无关区域。2）不同电压线路应单独敷设；不同功能、用途线路宜单独敷设；同一设备的主回路应与其控制回路、信号回路一起敷设（除电压不同外）。3）电缆数量较多时应采用专用通道或夹层敷设。6、配电线路敷设中国建筑技术集团有限公司4）中压及以上电路的线路，垂直敷设时应用单独的封闭井道敷设。5）电缆线路活电缆井道不应与爆炸危险场所或常用的排烟道毗邻，也不宜与消防排烟井毗邻。中国建筑技术集团有限公司6）敞开式办公或大面积场所（展馆）应选择合适的功能性用电的线路敷设方法。（架空地板、地板电缆沟、地板线槽、地下夹层、电缆通道等）结束语：建筑配电是一个系统工程，应整体规划，统筹协调，相对合理，为使用者提供安全和方便使用电能的设施。