淺談高校綜合樓供配電設計

張健

摘 要：文章結合工程實例，介紹高層綜合樓供配電相關設計內容。希望通過文章的分析與論述，能夠為相關人員提供一定的參考與借鑒。

關鍵詞：綜合樓；供配電；負荷等級

引言

供配電系統是電力系統的重要組成部分，也是電氣設計的重要環節。本文結合天津某高校新校區綜合樓實例，對供配電相關設計內容做了一些闡述，供同行參考。

1 工程概況及設計依據

本項目位于天津某高校新校區內（已竣工投入使用），總建筑面積38234.1平方米，地上建筑面積32834.3平方米，地下建筑面積5399.8平方米。其中建工學院19989.5平方米，環境學院13545.6平方米。本工程屬于多層公共建筑，最高點高度21.85米，建筑層數地上五層，地下一層。地下室局部為人防，戰時為甲級、常六級、核六級二等人員掩蔽所。

設計依據主要為：（1）業主提供的設計任務書及相關專業提供的條件；（2）現行國家及地方的規范及標準。建筑功能及使用方的使用要求作為設計依據，直接影響供電區域的劃分和供電系統的建立，合理的供配電設計能夠更好服務項目的整體經營和可靠運行。

2 負荷等級

本工程屬于高等院校，為多層綜合樓，樓內消防負荷及重要用電設備按一級負荷要求供電（主要包括：消防設備、應急照明、計算機系統用電、安防系統、電子信息設備機房、客梯電力、潛污泵等電源），另樓內為校區提供弱電服務的網絡匯聚點內供電電源按一級負荷供電，其余用電設備按三級負荷供電。人防供電要求，戰時：戰時通信用電及應急照明為戰時一級負荷；各防護單元內戰時風機、潛水泵、三種通風方式裝置系統及部分平時照明為戰時二級負荷，其它均為戰時三級負荷。平時：應急照明、排煙風機、消防補風機、防火卷簾門等消防用電為一級負荷，其它均為三級負荷。本工程非消防一級負荷：185kW；消防負荷一級負荷：310kW。

3 供電電源及負荷狀況

本工程地下一層設置一座變配電所，本變配電所向本地塊組團內A、B、C樓供電，本項目為A樓。擬考慮采用10kV專線進線供電。考慮本工程實際使用情況，按照當地供電部門及業主的要求，變配電所，共計引入二路10kV專線進線，且此二路10kV應屬雙重電源（即當一路電源發生故障時，別一路不至于同時受到損壞）且任一路電源均可以負擔樓內一、二級負荷供電。

高壓側主接線擬考慮采取單母線分段。

變電器低壓側主接線擬考慮采取單母線分段，為本樓供電的兩臺變壓器間設母聯開關，采用手動聯絡方式，電氣加機械聯鎖，平時分列運行，當用戶高壓電纜故障或一臺變壓器檢修或故障時，另一臺變壓器可帶全全部消防及重要負荷。

由于本樓內有兩個學院，在本樓一層左右兩側靠近負荷中心的區域分別設置低壓配電間，由變電所低壓電纜引來電源，再進行二次分配，便于不同學院后期管理與維護。

由于本樓屬于綜合樓，兼具教學、實驗、辦公、會議等功能，在實驗室內分別設置普通照明配電箱和實驗動力設備配電箱（防止實驗設備的沖擊電流對照明系統造成影響；也便于實驗設備的配電，較靈活，供電安全及可靠性提高），對于容量較大的實驗室負荷或重要負荷從低壓配電室放射式配電（配電線故障互不影響，提高供電的可靠性，以免影響其他用戶正常用電）；重要實驗室單獨設置接地裝置，精密儀器設備加失壓保護裝置（因為電動機正常運轉時如遇電源電壓消失，電動機停止運行；此時電源電壓突發恢復正常，電機可能自行起動，從而可能造成機械設備損壞，嚴重的更可能造成人身事故），實驗室配電出線回路都需帶漏電保護器，除實驗室外的房間設照明配電箱。

繼電保護方式，10V開關柜擬采用微電腦式多功能繼電保護器來進行繼電保護。變壓器高壓側擬采用三相過流、速斷、單相接地保護及變壓器高溫報警、超高溫跳閘。變壓器低壓側總開關（斷路器）擬選用智能保護器，采用長延時、短延時、速斷保護。繼電保護采用電腦式裝置，并帶有通訊接口。

功率因數補償方式，變壓器低壓側設置成套靜電電容器自動補償裝置，以集中補償形式使高壓側功率因數提高至0.9以上。

4 計量

在用戶變電所高壓配電室設置供電局專用量電柜，高供高計方式量電。在低壓側出線回路設置數字化多功能儀表，帶電能計量并有數據輸出端口，可供業主進行內部計量。

各層實驗室、辦公室、教室、會議室等照明、實驗用電均在樓層總箱處設置多用戶集中數字電能計量裝置，可根據業主需求設置限電、購電裝置；各層公共場所（公燈、衛生間等）按層統一設置計量裝置。

各計量裝置通過RS-485總線進行聯網，并通過校內網上傳至能源管理中心，樓內中央空調、給水按單體建筑進行總流量計量，預留傳輸線路，信息傳至能源管理中心。

設在弱電機房內的能源監測系統主機設備、數據傳輸設備、數據采集器應由本房間內的配電箱提供專用回路供電，并采用UPS作為備用電源，要求UPS連續供電時間不小于180分鐘。

數字水表準確度等級應不低于2.5級，并具有累計流量的功能。熱量表計量準確度應不低于2.0級。多功能電能表和數字電能表的精度等級應不低于1.0級，電流互感器精度等級應不低于0.5級。

5 配電線路及敷設方式

低壓配電間配電柜的饋電線路均采用WDZA（N）-YJY-1kV低煙無鹵A類阻燃（耐火）電纜沿電纜橋架敷設。配電總箱配或分配電箱配出線路采用WDZC（N）-YJY-1kV低煙無鹵C類阻燃（耐火）導線穿金屬橋架或穿管在吊頂或樓板內敷設。分配電箱配出支線照明回路采用導線穿線槽或穿管在吊頂或樓板內敷設，插座回路采用導線穿線槽或穿管在吊頂內或埋地敷設，平面圖中未注明線型號者均為WDZC（N）-BYJ-750V型。平面圖中照明回路及插座回路未注導線根數者均為三根（除單極開關至燈具連線為二根外）。至重要設備的低壓配電線路的配電方式采用放射式，至一般設備的配電方式采用放射與樹干混合方式配電。每層設置電氣垂直豎井，電氣垂直豎井內設置樓層配電箱及安裝垂直電纜橋架。施工結束后采用防火材料將樓板的預留孔封堵。消防控制室、消防水泵、消防電梯、防排煙風機等消防及重要用電設備采用雙回路供電，并在最末一級配電箱處設置自動切換。且消防設備控制箱中的過負載保護只作用于報警信號而不應作用于切斷線路。消防用電設備及其配電設均應有明顯標志。出層配電間內配電箱至各分配電箱的支干線采用電纜沿橋架在吊頂內敷設或采用導線穿線槽或穿管在吊頂或樓板內暗敷。由線槽引出的配電線纜穿可撓電線管保護。暗敷采用JDG（套接緊定式鍍鋅鋼導管）或穿SC（鋼管）保護。消防用電線路的雙電源線路分設于兩路封閉式金屬線槽或金屬橋架內，線槽應做防火處理，配線暗敷設時應穿管敷設于不燃燒結構體內，且保護層厚度不小于30mm。消防用電線路的雙電源線路敷設在同一橋架上時，應在其間安裝防火隔板。消防線路明敷鋼管時應刷放火涂料。

6 照明配電

各類房間或場所的照明功率密度值均按《建筑照明設計標準》規定的目標值選取。辦公室、會議室、實驗室等均采用高光效嵌入式熒光燈。走廊、電梯前室，樓梯間采用節能燈。空調機房、地下車庫等場所采用高光效熒光燈。消防控制中心、防排煙機房、變配電所、配電間、消防電梯機房等重要機房設置備用照明，其照度為原照度的100%。教室內選用高光效熒光燈，管吊安裝，黑板照明單獨設置。本樓內所有有窗房間內的照明控制沿平行外窗方向順序設置開關，有效提高照明節能效率。疏散走道及疏散樓梯設置應急疏散照明，應急燈具可在滿足當地消防部門要求下使用LED節能型光源，且疏散照明的照度值在一般區域內不低于0.5lx，在人員密集區域不低于5lx。應急照明電源除采用雙電源供電并在末端自切外，其燈具均選用自帶蓄電池應急燈具，火災時可以自動點亮，疏散指示燈具斷電持續時間大于30分鐘，消防工作區域內燈具持續時間不小于180分鐘。

設計中所選用熒光燈具均采用高品質、節能型、高顯色熒光燈管，并配高功率因數的電子鎮流器。自補償功率因數>=0.92，開敞式熒光燈的效率應大于75%。

7 接地

本工程接地型式采用TN-S系統，凡在正常情況下不帶電的用電設備金屬外殼均應與專用PE線可靠連接。采用聯合接地方式，利用大樓基礎樁基及承臺內主鋼筋作接地極，接地電阻不大于0.5歐姆。變壓器中性點工作接地、防雷接地，電氣設備保護接地，電梯控制系統的功能接地，計算機功能接地，等電位聯結接地，及其它電子設備的功能接地合用同一接地體。

8 智慧校園的弱電系統

本工程利用承載網的方式將通信及計算機網絡系統、能源監控及管理系統集中在一起，利用統一的傳輸平臺，有效的節省了信號傳輸網絡的投資。在校園內統一設置能耗監控與管理系統，對各建筑內水、暖、電各項能耗進行分類分項計量，并將數據傳輸至校園能源管理中心主機進行分析整理，為學校后勤管理的決策提供強有力的數據支持。根據智慧校園要求在較大的教室內設置考試視頻監控系統（獨立于視頻安防系統）；還設置了多媒體教學系統和信息發布系統。設置了覆蓋全樓的無線WIFI系統。

參考文獻

[1]JGJ16-2008.民用建筑電氣設規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2008.

[2]工業與民用配電設計手冊（第三版）[M].北京：中國電力出版社，2005.