山西能源學院校區電力工程設計方案

張 磊

(太原市市政工程設計研究院，山西 太原 030001)

山西能源學院校區電力工程設計方案

張 磊

(太原市市政工程設計研究院，山西 太原 030001)

結合山西能源學院新校區的電力設計實例，分析了該校區的電力負荷等級，根據其用電指標，制定了具體的供配電設計方案，并探討了室外電力管路的敷設方式，從而保證學校電能的安全穩定供應。

電力負荷，變壓器，電纜敷設

0 引言

隨著經濟對能源需求的旺盛增長，全國煤炭工業呈現出快速發展的態勢。經山西省人民政府批準，在山西煤炭管理干部學院的基礎上，組建“山西能源學院”。

電能的安全穩定供應成為學校學習、生活得以正常持續的基礎，因此供配電系統設計，應著眼于安全、可靠、優質、經濟的基本要求，立足于節能、低碳和可持續發展的理念。本設計首先對能源學校進行負荷估算，選擇相應的變壓器臺數和容量，從而確定其具體的供電系統。再對其外網電纜敷設進行論述，選擇合理、經濟的敷設方式。

1 工程概況

山西能源學院新校區建設規模：在校標準生總數6 000人考慮。新校區規劃占地面積約620.15畝，建筑總面積規劃約22萬m2，凈容積率0.60左右。學校位于緯六街以南，新建路以東，緯五街(學院街)以北。

2 工程設計

2.1 現狀分析

校區現狀為農田，無供配電設施。在校區東南角處規劃新建市政110 kV大學城變電站一座。

2.2 負荷等級分析

新建校區工程為一級負荷用戶，教學樓及公寓樓均為多層建筑物。校區內消防設備用電、應急照明、消防保安控制室、網絡機房為一級負荷；生活水泵、動力中心的用電為一級負荷；中水泵、潛水泵、電梯為二級負荷；實驗室用電、教學樓照明、學生公寓及辦公用電為三級負荷。

2.3 供配電設計

根據用電指標采用單位容量法對不同使用性質的建筑物分別作負荷估算。

根據山西能源學院的用地性質以及發展規模，參照相應的用電標準，對其用電負荷進行預測。學生公寓按照每平方米用電負荷20 W計算；教工公寓按照每平方米用電負荷35 W計算；公共建筑按照每平方米用電負荷20 W～30 W計算、空調用電負荷60 W。除教學樓按20%考慮空調負荷，其他公共建筑按50%考慮空調負荷。

供電電源：新校區由本地塊東南角規劃的110 kV變電站提供二路10 kV專用電源。

電壓等級：為減少電壓層次，按照我國現行的電壓標準，校區按照兩個電壓層次考慮，中壓供電電壓為10 kV，低壓配電為0.4 kV/0.23 kV。

全校區設置1座10 kV開閉所，9座10/0.4 kV變配電所。

1)在校區的東南角區域設置一座10 kV中心開閉站(與1號變配電室合建)。

2)1號變配電室內設置兩臺變壓器，供電范圍包括實驗中心、能源經濟、電氣工程及其自動化樓、機械設計制造及其自動化等。變壓器安裝容量約為：1 550 kVA。擬設置兩臺800 kVA變壓器。

3)2號變配電室內設兩臺變壓器，供電范圍包括行政中心、會議中心等。變壓器安裝容量約為：1 010 kVA。擬設置兩臺500 kVA 變壓器。

4)3號變配電室內設兩臺變壓器，供電范圍包括綜合教學樓等。變壓器安裝容量約為：1 560 kVA。擬設置兩臺800 kVA 變壓器。

5)4號變配電室內設兩臺變壓器，供電范圍包括新能源科學與工程樓、能源與動力工程樓、資源勘查工程樓、安全工程樓、采礦工程樓等。變壓器安裝容量約為：1 250 kVA。擬設置兩臺630 kVA 變壓器。

6)5號變配電室內設兩臺變壓器，供電范圍包括男生公寓、體育場等。變壓器安裝容量約為：1 240 kVA。擬設置兩臺630 kVA 變壓器。

7)6號變配電室內設兩臺變壓器，供電范圍包括圖書館、學生活動中心等。變壓器安裝容量約為：1 000 kVA。擬設置兩臺500 kVA 變壓器。

8)7號變配電室內設兩臺變壓器，供電范圍包括食堂、后勤服務中心。變壓器安裝容量約為：1 200 kVA。擬設置兩臺630 kVA變壓器。

9)8號變配電室內設兩臺變壓器，供電范圍包括女生公寓等。變壓器安裝容量約為：1 200 kVA。擬設置兩臺630 kVA變壓器。

10)9號變配電室內設兩臺變壓器，供電范圍包括教師公寓、體育館(預留)等。變壓器安裝容量約為：1 000 kVA。擬設置兩臺500 kVA變壓器。

本工程總計預估變壓器安裝容量為：11 240 kVA。10 kV中心開閉站設置在校區的東南角，其余變配電室均為建筑物內設備用房。

2.4 10/0.4 kV變配電所及10 kV校園中心開閉站

本工程自市政外網引來兩路10 kV高壓電源至校區中心開閉站，再由此引出高壓配電回路至1號～9號變配電室。高壓供電方式為雙路環式供電。

各區段變配電室內的兩路高壓電源同時供電，并列運行。高壓為單母線分段接線方式，高壓側設手動聯絡開關，與兩路進線開關互鎖。平時各自承擔總負荷的一半，當其中一路高壓電源故障時，另一路能夠承擔全部一、二級負荷用電。計量方式為中心開閉站設高壓計量，各級分變配電室低壓側設總計量。采用在配電變壓器低壓母線上設置自動調節式靜電電容器柜的集中補償方式，補償后的功率因數達到0.95。高壓配電室內設手車式真空斷路器開關柜，低壓柜選用抽屜柜。為方便電纜走線，變配電室下方設有電纜溝。

2.5 室外電力管路敷設

1)0.4 kV低壓直埋電纜敷設。室外低壓電纜均采用YJV22低壓電纜直埋敷設，電纜埋深大于0.7 m,電纜上下各鋪0.1 m厚細砂,并加保護蓋板電纜,其覆蓋寬度應超過電纜兩側各50 mm(見圖1)。回填砂土中不應有石塊或其他硬雜物，不準回填垃圾土等不符合要求的土。除特殊標注外其余穿越道路及連廊處每根電纜均穿DN150熱浸塑鋼管保護。

電纜溝槽、檢查井基坑全部采用人工開挖。挖方時可視土質情況適當放坡。溝內有積水時應排干再回填。

電纜轉彎時大于電纜外徑20倍，電纜轉彎端及末端埋設標志樁。各變配電室至出戶低壓電纜檢查井段采用電纜穿DN200熱浸塑鋼管敷設方式。

2)10 kV中壓排管敷設。中壓(10 kV)進線部分敷設4根DN200涂塑鋼管混凝土包封敷設,主路部分敷設16根MPP160/6管混凝土包封敷設(見圖2)。過路管道為DN150熱浸塑鋼管。

a.電纜排管的埋設深度不應小于0.8 m；管道在車行道下面敷設時，不應小于1.0 m。

b.電纜排管應有不小于0.3%的排水坡度。

c.電纜排管連接處，管孔應對準，接縫應嚴密，不得有地下水和泥漿滲入。

排管要求：電纜管不應有穿孔，裂縫和顯著的凹凸不平，內壁應光滑；金屬電纜管不應有嚴重銹蝕。硬質塑料管不得用在溫度過高或過低的場所。在易受機械損傷的地方和在受力較大處直埋時，應采用足夠強度的管材。

電纜管的加工及連接應符合下列要求：管口應無毛刺和尖銳棱角。電纜排管管材采用MPP160/6管。兩電纜檢查井間的排管坡度不小于3‰回填時，管中間空隙采用混凝土現澆，混凝土采用C20細石混凝土,排管兩側，管頂上回填土要求無雜質黃土，逐層夯實,壓實系數不小于0.93。電纜管在彎制后，不應有裂縫和顯著的凹癟現象，其彎扁程度不宜大于管子外徑的10%；電纜管的彎曲半徑不應小于所穿入電纜的最小允許彎曲半徑。回填土應由人工將其填入溝內，回填應逐層進行，回填時請用方木棒搗固棒進行搗固。

3 結語

本次設計完成了對山西能源學院校區電氣設計。節約能源是現在社會的發展趨勢，所以在滿足建筑物對使用功能的要求和確保安全的前提下，應盡可能減少建設投資，最大限度的減少電能與各個資源的消耗。選用節能設備、均衡負荷、補償無功、減少線路消耗、降低運行與維護費用，提高能源的綜合利用率，提高設備運行效率，減少電能的直接或間接損耗。設計時盡可能提高電能質量、合理調整負荷、選取合理的設計系數、在特殊用電的情況下選擇合理的節能措施，提高負荷率和設備利用率節約電能。在民用建筑電氣工程設計的過程中要貫徹適用、安全、經濟合理、技術先進的原則。

[1] JGJ 16—2008，民用建筑電氣設計規范[S].

[2] GB 50054—2011，低壓配電設計規范[S].

[3] GB 50053—2013，20 kV及以下變電所設計規范[S].

[4] JGJ 310—2013，教育建筑電氣設計規范[S].

[5] 全國民用建筑措施——電氣[Z].2009.

[6] GB 50217—2007，電力工程電纜設計規范[S].

[7] 12系列建筑標準設計圖集[Z].

[8] 中國航空工業規劃設計研究院.工業與民用配電設計手冊[M].第3版.北京：中國電力出版社，2006.

[9] 唐 海.建筑電氣設計與施工[M].第2版.北京：中國建筑工業出版社,2010.

On campus power projects at Shanxi Energy College

Zhang Lei

(TaiyuanMunicipalEngineeringDesignInstitute,Taiyuan030001,China)

Combining with the power design in the new campus of Shanxi Energy College,the paper analyzes the power load levels at the campus,makes out the design scheme for the power supply and distribution according to its power use indexes,and explores the pavement approaches for the outdoor power strategies,so as to ensure the safe and stable supply of the power of the college.

power load,transformer,cable pavement

2015-10-14

張 磊(1982- )，男，工程師

1009-6825(2015)36-0126-02

TU852 < class="emphasis_bold">文獻標識碼：A

A