大型綜合性地下空間供配電設計探討

張輝

摘 要：近年來我國各大城市的開發進程逐漸加快，而與此相伴相生的，是我國越來越嚴峻的土地資源開發和使用的問題。在我國許多城市土地資源都較為緊張的前提下，地下空間的開發和使用，就越來越成為我國城市開拓土地資源的重要渠道。因此，如何對于大型的、具有高度的綜合性的地下空間進行合理的開發和設計，就成為了當前許多城市政府都在重點思考和規劃的問題。而在對大型綜合性地下空間進行設計的過程當中，供配電的設計始終是一個重要的環節。這一部分的設計不僅要立足于建筑本身的功能，還要在最大程度上滿足其管理需求和維護需求。其設計水平將直接決定地下空間的使用效率。因此，本文以我市某個大型綜合性地下空間的供配電設計為主要內容，對其供配電的設計方案進行全面的探討，以期為我市大型綜合性地下空間的使用效率的提高做出一定的貢獻。

關鍵詞：大型綜合性地下空間；供配電設計；人性化原則

中圖分類號：TU963 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）15-0147-02

0 引言

在當前的許多城市當中，地下空間的使用已經越來越普遍，不管是城市地鐵，還是地下商業街，在其設計過程當中，都離不開供配電設計這一重要環節，甚至可以說，這一環節的設計和落實水平，將會在很大程度上影響最終的地下空間的使用效率[1]。因此，本文嘗試立足于這一方面的探討，深入分析如何建設一個具有高度的人性化特點的地下綜合空間。

1 項目概況

該項目為我市某大型綜合性地下空間，總體的占地面積為29.8萬平方米。其中，有12.4萬平方米的面積，主要作為地下車庫和設備用房被使用，還有17.4萬平方米的面積，主要作為商業用地。除此之外，地下空間當中的負4層主要具備兩個功能，其一是停車庫的功能，其二是地鐵隧道的功能。地下空間的負3層，也具備三個功能，其一是地鐵站的大廳，其二是道路，最后是停車庫。而在其負二層當中，同樣有一個地鐵站大廳，除此之外，還有一部分作為過街通道被使用，除此之外，還有一部分作為商業街而存在。最后是負一層的地下空間，其中主要是商業街，除了商業街之外，其余的部分均為過街通道。從整體上來看，這一建筑主要有兩方面的功能，其一是車庫，其二是商業用途，且綜合性較強，本質上屬于公共性建筑[1]。

除此之外，該建筑還被分為幾個主要的片區，以英文字母為代稱，分別是A區、B區、C區、D區和E區。經統計，各個片區的面積分別為：A區5萬平方米，B區8萬平方米，C區9萬平方米、D區4萬平方米、E區3.8萬平方米。

2 變電所設計

2.1 負荷等級及容量

在此項工程當中，一共有三個電負荷的等級。使用一級負荷的有以下幾個部分：電子計算機和安保兩大系統、應急照明系統、消防用電系統等等[1]。其次，使用二級負荷的有以下幾個系統，除了地下室的自動扶梯系統之外，還有空調系統等，都屬于這一二級負荷級別。最后，除了屬于一二級負荷級別的系統之外，其余的都屬于三級負荷。總的來說，其各個片區的負荷分別如下：A區1020KVA；B區2920KVA負荷；C區4520KVA的負荷；D區1620KVA的負荷；E區2670KVA的負荷。

2.2 變電所設置

為了更好地滿足各個片區的用電需求，此項工程立足于建筑設計方案，為每一個片區都設置了相對獨立的變電所，數量均為一個[2]。如此一來，各個片區當中不同的功能區域的用電需求都能夠得到高效率的滿足。在選擇不同片區的變電所的所在位置的時候，充分考慮了不同片區的布局特點和人防特點，將A區的變電所安置在負一層的設備房區，除此之外的均安置在負三層的非人防區域當中[2]。如此一來，變電所一經安裝，就能夠滿足不同片區的用電需求，除此之外，也不會影響到建筑的正常運作。

2.3 供電電源

在設計供電電源的時候，此項工程充分依照我國相關文件的要求，采取了嚴格的標準。一共采用了4路十千伏的電源作為供電電源。其中有三路是作為日常的工作電源而使用的，還有一路是作為備用電源而安裝的。將這4路電源分為兩組，分別供應給該工程的五個不同片區。

2.4 自備電源

此次項目當中，采用十千伏的市政電源已經能夠使得其不同片區、不同等級的供電需求得到全面的滿足。除此之外，在當地消防局的指導之下，為了使得消防系統的電源能夠在發生災情時依然具有不間斷的供電能力，此次項目同時還增加了一個柴油發電機組。如此一來，哪怕是發生火情，消防備用電源也能夠在第一時間為消防系統進行供電。除此之外，該項目還依據每一個片區自身的用電負荷水平，為其配備了相應的柴油發電機組，以此來使其在出現意外停電情況的時候，能夠立刻啟動備用電源，將相應的損失降到最低程度。

3 配電系統的設計分析

3.1 低壓配電系統

此次項目工程當中的低壓配電系統，所采用的運行模式為單母線分段方式。其主要以兩臺相互獨立的變壓器為同一組，構成一個配電系統。與此同時，在其兩段母線之間，設置了一個開關，作為母聯開關。與此同時，這一母聯斷路器具有以下幾種功能，其一是延時自投，其二是自投手復，再者是手動投入[2]。在一般的前提下，這一開關所處的位置均為斷開位置，與此同時，兩個變壓器的運行方式為分列運行。

3.2 低壓配電方式

綜合上述討論，此項工程的低壓配電方式具體如下：

（1）消防系統的一級負荷：其主要的部分為兩路十千伏的市政電源，除此之外，還有一路備用電源，當出現意外火情的時候，這兩路電源能夠借助其線路末端，進行自如的電源切換[3]。

（2）非消防系統的一級負荷：其主要部分同樣為兩路十千伏的市政電源，除此之外，還有一路由發電機組成的備用電源。當出現意外情況的時候，其可以通過區域配電箱的作用，進行及時的切換。

（3）二級負荷的低壓配電方式：其主要的組成部分為兩路十千伏的電源，除此之外，還有一回線路，共同構成其低壓配電系統[3]。

（4）三級負荷的低壓配電方式：借助一回線路，進行統一的供電。

（5）對于能夠準許供電時間中斷小于十秒的負荷，一般來講都會采取如下的低壓配電方式。其主要的組成部分同樣為兩路十千伏的市電電源，除此之外，其一旦發生意外中斷供電事故，其兩回線路就會在其末端位置進行自主的切換。除此之外，其末端還會設置有一個用于供電的設備，要么是UPS，要么是EPS[3]。

（6）此項工程當中，對于重要負荷的部位，抑或是對于具有較大的單臺容量的設備，一般都采用放射式的配電方式。除此之外，如果是一般設備，則采用混合式的配電方式。這一配電方式一般由兩種常規的方式相結合，其一是放射式的，其二是樹干式的[4]。

3.3 配電小間、低壓配電電纜主干路由設計方式

在這項工程當中，其負三層和負四層兩層樓，本質上是作為人防工程平站結合區域而存在的。一般來講，平時的用途都是車庫停車所用。而其負一層和負二層，平時的用途都為商業所用。在參考了各個因素的基礎上，將其五個分區按照其各自的特點，設置配電小間。除此之外，在上述的車庫、商業兩大區域，也分別設置相應的配電小間。

4 照明系統

4.1 一般照明

照明系統的設置和安裝，在本質上是為了滿足此項大型綜合性地下空間工程內部的功能性照明所用[4]。由于建筑的照明本身就是能耗較高的部分，因此，為了響應國家的節能口號，此項工程的照明系統的設計過程當中，采取了許多減少光污染的措施，與此同時，也進一步對降低其電能的消耗起到了不容小覷的作用。具體而言，其在提高照明的質量、改善光源以及對其采取控制等方面，投入了不少的精力，因此，其最終的照明效果也凸顯了“以人為本”這一觀念，既滿足了用戶的日常照明需求，有能夠起到良好的視覺保護效果，在建筑內營造出更加舒適的氛圍。具體而言，在照明系統的設計過程當中，采用了如下的方式。

4.2 照明系統設計要點

（1）從A到E五個區域，其都根據區域的不同功能用途，設計了具有針對性的照明方式。從亮度、光源的顏色以及照射的均勻程度等角度出發，設計了一套更為科學的照明系統。其間還參照了國家的《建筑照明設計標準》當中的相關規定[4]。

（2）基本上各個區域采用的照明方式，都是混合式。顧名思義，也就是將一般照明和局部照明這兩類照明方式混合起來。采用的光源種類也較為豐富，不僅有LED節能型的光源，還有其它的使用效率較高的燈具。

（3）為了使得照明燈源的使用效率能夠最大化，避免電能的浪費，此項工程還采用了自動開關的方式，尤其是在其樓道等人流量不均勻的區域內。除此之外，在其他諸如商業區和停車區等地方，都采用了先進的智能控制系統，這一系統能夠根據場景的變化來對照明強度進行控制[5]。

5 結語

綜上所言，我們可以得知，在我市這項大型的綜合性地下空間的設計過程當中，其供配電的設計是一個不容小覷的內容。而其中又包含了多個環節，除了對變電所進行設計之外，還有對于配電系統的設計以及照明系統的設計等等[5]。這些系統共同構成了當前許多大型的綜合性的地下空間的供配電設計過程。只有立足于對這些設計環節的不斷優化，地下空間的使用率才能夠獲得最大程度的提高。才能夠在使其所使用的電能最為合理的基礎上，為用戶提供最為優質的用電體驗。并且在此基礎上，不斷優化整個供配電系統的性能，使其能夠為地下空間提供更好的服務，以此來使得我國的土地資源的用地緊張情況能夠得到緩解，進一步提高對于地下空間的使用率，促進我國的城市化進程，豐富我國的建筑類型，使我國各個行業的用地需求都能夠得到最大程度的滿足[5]。

參考文獻

[1] 曾秀芬.大型綜合性地下空間供配電設計[J].現代建筑電氣，2017（6）：32-36+56.

[2] 刁龍.地下空間消防用電設備及供配電系統隱患[J].土木建筑與環境工程，2013（S1）：241-243.

[3] 周春，劉藝萍，潘東嬰.超大型地下空間結構設計關鍵技術研究[C]//2015城市地下空間綜合開發技術交流會.

[4] 齊振峰.“新城市主義”理念在大型地下空間控制性規劃設計中的應用——以珠海市唐家灣濱海科技新城科創海岸工程為例[J].中外建筑，2015（4）：107-109.

[5] 王曉峰，王佾庭.地下空間消防用電設備及供配電系統隱患[J].低碳世界，2017（11）：82-83.