电气工程设计优化与成本控制

11电气工程设计优化与成本控制前言：随着万达的高速发展及运营管理部门对电气功能要求的不断提高，对电气成本管控工作提出了更高的要求，理解建造标准、了解设计方法成为设计阶段电气成本管控的基础，本文从供配电工程、室内电气工程、泛光照明工程、弱电工程四个方面对电气工程的建造标准、设计方法及万达已实施的项目的成本管控经验做了详尽的介绍，供借鉴参考。一、供配电工程1、设计用电容量计算依据：工程的用电容量的大小决定了供配电工程的成本，容量越大成本越高。根据2013版建造标准，各业态用电负荷密度如下:百货、超市：150W/㎡;KTV:120W/㎡;电玩：110W/㎡;西式快餐：250KW或签约容量;餐饮（无燃气）：200~250W/㎡;家电、影城、次主力店（非餐饮）、精品服饰、公共区：100W/㎡;餐饮（有燃气）:150~200W/㎡;甲A：110W/㎡。甲B：90W/㎡;公寓、普写：80W/㎡;五星级酒店:110W/㎡;地下车库：20W/㎡;物管用房：80W/㎡;如下为依据13版建造标准的变压器选型计算书222、供配电系统示意图3、外电源工程：外电源工程指上一级变电站至项目开闭所的独立专用电源线路工程。上一级变电站是指为在建项目提供电源的变电站，通常是220/35KV、110/10KV、66/10KV、35/10KV变电站，由城市供电部门掌控。外电源的选择主要依据：（1）电压等级：外电源常用的供电电压有：10KV、20KV、35KV。选用什么电压等级外电源需根据当地供电条件来决定。（2）项目总用电容量：设计电容量越大，外电源回路越多。（3）每一条独立专用回路供电容量：电源电压等级越高，每回路所带的容量越大。通常情况下10KV专用回路所带容量在6000—10000KVA左右，20KV专用回路所带容量在10000—16000KVA左右，35KV专用回路所带容量在16000—25000KVA左右。（4）开闭所的供电方式，通常商业综合体每个开闭所应采用两路独立专用电源供电。1）两路电源同时供电，互为备用；当其中一路中断供电，另一路电源应能满足全部一级负荷及二级负荷的供电要求。外电源回路数=总用电容量/每条回路的供电容量。这是经济上较合理的一种方式，设备利用率高，成本最优。2）两路电源供电，一用一备；正常工作时，一路电源供电，另一路备用（不带负荷）33外电源回路数=2x（总用电容量/每条回路的容量）供电可靠性高，成本高，所有负荷100%备供。（5）根据外电源工程成本选择外电源电压等级，同时具备10KV、20KV、35KV外电源电压等级时进行成本测算，综合比较，选择最合理的方式。（6）举例说明丹东万达广场大商业总容量34070KVA，外电源采用10KV电压供电，电缆采用YJV—10KV—3X400规格，每条回路可带9000—10000KVA容量，拟采用4路独立10KV专用回路供电。红线内设两个开闭所，分别带17520KVA和16550KVA容量，每个开闭所采用2路独立电源供电，每条回路同时供电，互为备用。（7）外电源工程成本主要包括1）、上一级变电站间隔费用：一个间隔出一条独立专用回路。2）、电缆工程费：电缆供应、安装工程费。3）、电缆管道占用费：铺设专用电缆回路时，利用原来已有的管道。4）、电缆管道建设费：原来没有电缆管道，需新建电缆管沟和顶管施工。5）、市政工程破坏补偿费：道路、绿化。6）、供电高可靠费多回路供电时，除最大一路供电回路外的其余回路都要按容量收取。按备供容量收取。不收取，部分城市不收取此项费用。一般住宅采用单回路环网形式供电，不收取。4、变配电工程（1）开闭所：开闭所又叫开关站，位于在建项目内，主要是用来接收外部电源，再合理分配给具体的用户变电所，开闭所对前级变电站起保护作用。开闭所工程主要包括高压配电柜和引至变电所高压电缆工程，影响成本的主要方面：1）电压等级：一般有35KV、35/10KV、10KV、20KV，根据外电源提供的电压来决定，同等条件下优先考虑10KV电压等级。2）转接容量：根据当地供电部门要求确定。通常大商业10KV开闭所在12000—20000KVA，20KV在20000—30000KVA，35KV在40000—50000KVA。3）供电电源要求：大商业、酒店、甲写、住宅专变按一级负荷用户供电，开闭所应采用双电源供电。住宅公变可采用单电源供电或单电源环网供电。444）设置位置：应尽可能靠近所带的变电所，减少电缆敷设长度。5）高压配电系统标准配置：进线柜、出线柜、直流屏。6）招标关注要点：高压配电柜型分为：中置柜、环网柜。中置柜中真空断路器的额定电流和分断能力主要技术参数对成本影响较大，综合保护器只要满足基本功能要求即可，不需要太多的功能。同样参数真空断路器进口品牌价格是国产品牌价格2-3倍。若当地供电部门没有特别要求应采用国产品牌。环网柜分为SF6气体绝缘型和空气绝缘型，主要元器件由负荷开关和熔断器组成。同样功能的品牌柜（如SM6、safeplus柜）的价格是国标柜价格2倍以上，有条件的情况下尽可能使用国标产品柜。开闭所至各变电所的电缆选型、路由，降低电缆及桥架成本。自动化远程监控系统：若当地供电部门没有强制要求，不需作。（2）变电所，主要设备包括高压柜、变压器、低压柜，设计优化中注意：1）设置位置：应设置在所带负荷中心，以便减少低压电缆敷设长度，降低电压损失，可减小电缆截面。2）容量配置：通常大商业独立变电所容量不低于2000KVA，不超过8000KVA，使配电设备数量达到最优配置。3）独立计量：百货、超市、酒店需要独立计量，设独立变电所，直接向供电部门缴纳电费。4）低压出线回路设置：重要负荷、容量较大的独立业态采用放射式，一般负荷、相同功能性质负荷采用树干式。供电半径不超过250米，备用回路预留20%。每个出线回路选择一个低压断路器，按用电容量计算电流选择断路器整定电流，满足预期短路分断能力。出线回路的设置数量，决定了配电柜配置数量。低压断路器选型配置表：负荷计算电流（A）开关额定电流(A)负荷计算电流（A）开关额定电流(A)I510160≦I1802255≦I1016180≦I20025010≦I1520200≦I25030015≦I2025250≦I3003605520≦I2532300≦I33040025≦I3040330≦I37045030≦I4050370≦I41050040≦I5063410≦I45055050≦I6080450≦I52063060≦I75100520≦I58070075≦I90125580≦I66080090≦I125160660≦I750900125≦I160200750≦I83010005）配电设备成本关注点高压配电柜：变压器容量800KVA以上选用中置柜，800KVA及以下可选用环网柜。应选用通用的国家标准柜型。真空断路器应尽可能选用国产品牌，额定电流和分断能力等技术参数要选择合理。综合保护器满足基本要求。直流屏电池的容量设计计算要合理，选择性价高的免维护铅酸蓄电池品牌。变压器：选用干式、节能型，接线方式选择D.yn11。绝缘耐热等级可选H级或F级。铁芯须采用高导磁特性冷压延方向性硅钢片，高低压线圈采用无氧铜导线（或铜箔）绕制。变压器的效率和负荷能力曲线要高，局部放电满足要求，耐受短路能力和绝缘水平要达到国家实验标准。低压配电柜：可采用抽屉式、固定分割式柜型，按照建造标准选择低压断路器品牌，影响断路器成本的主要因素有极限短路分断能力Icu，运行短路分断能力Ics，附件功能（电动操作、二段或三段保护、分励、欠压）。根据实现的功能需要合理选择。计量仪表要求数字式、带远传通讯接口、电度测量精度达到5%、馈出柜需要电度和电流计量功能。低压补偿装置只要满足功率因数大于0.9。火灾漏电报警装置：在放射式干线回路布置、照明类和综合类用电负荷回路布置、消防照明和动力负荷回路需布置、其它纯动力负荷回路不需设置。采用分布式布置方式。谐波治理：可采取有源滤波、无源滤波以及组合方式来进行谐波治理。各商业广场差异较大，应先找出谐波来源，进行针对性治理。二、室内电气工程661、干线电缆、母线及桥架设计选型依据（1）电缆、母线按断路器整定电流、电压损失、机械强度、动热稳定性等参数来设计选型。（2）电缆选型标准。按建造标准大商业消防负荷选用低烟无卤B级阻燃耐火电缆WDZBN，其它负荷采用低烟无卤B级阻燃电缆WDZB。超高层建筑（高度超过100米）消防设备干线及分支干线采用矿物绝缘电缆。空气环境温度30度，并列修正系数0.79(不多于3回路或3根多芯电缆数敷设时)回路计算电流I(A)断路器长延时整定电流I(A)电缆规格（mm2）50≦I60802560≦I751003575≦I901253590≦I12516070125≦I16020095160≦I18022595180≦I200250120200≦I250300150250≦I300360240300≦I330400240330≦I370450300（3）母线选型主要参数。断路器计算整定电流、短路耐受电流、温升、防护等级等。母线规格选型控制表回路计算电流I(A)开关额定电流母线额定电流规格（A）I≤525630630630＜S≤660800800660＜S≤83010001000830＜S≤1040125012501040＜S≤1330160016001330＜S≤1660200020001660＜S≤208025002500772080＜S≤2660320032002660＜S≤3330400040003330＜S≤416050005000（4）母线使用原则。室内步行街商铺用电、百货照明等电流超过800A以上,2500A以下的干线。（5）母线含铜量检测。以电阻率大小现场检测，含铜量越低，电阻率越大导体截面积越大。含铜量通常要达到99.9%，电阻率小于0.01777（Ω.mm²/m）。（6）母线温升值。在满负荷运行时，母线槽内部最高温度减去环境温度，规范规定，最大温升值不大于70K。温升值越大，母线槽内部温度越高，内部及周围的绝缘材料设备老化越快，使用寿命急剧缩短，甚至容易引起火灾事故。（7）桥架配置原则。电缆总截面不大于桥架内截面积的40%。（8）电缆桥架。使用功能上分槽式、梯式。板材分冷镀锌、热镀锌。厚度：300mm宽以下的1.2mm，400mm宽以下的1.5mm，700mm宽以下的2mm，其它见选型表。电力电缆填充率不大于40%,控制电缆填充率不大于50%电缆桥架内线缆总截面控制表桥架宽度(mm)桥架高度(mm)电力电缆总截面(mm2)控制线路总截面(mm2)厚度(mm)200100S≤8000S≤100001.22501008000＜S≤100008000＜S≤125001.225015010000＜S≤1500012500＜S≤187501.230010010000＜S≤1200012500＜S≤150001.230015015000＜S≤1800018750＜S≤225001.240010012000＜S≤1600015000＜S≤200001.540015016000＜S≤2400022500＜S≤300001.540020024000＜S≤3200030000＜S≤400001.550010016000＜S≤2000020000＜S≤25000250015020000＜S≤3000030000＜S≤37500250020030000＜S≤4000040000＜S≤50000260010020000＜S≤2400025000＜S≤3000028860015030000＜S≤3600037500＜S≤45000260020036000＜S≤4800050000＜S≤60000270010024000＜S≤2800030000＜S≤35000270015036000＜S≤4200045000＜S≤525002.570