淺談公寓改造建筑供配電系統設計

徐超

摘要：隨著新建建筑的發展降速，已有建筑的改建裝修工程將會越來越多，如何在原有建筑空間內滿足當下供配電需求成為新的議題。

關鍵詞：改造建筑;公寓裝飾裝修;供配電設計。

本文以一地塊（含南、北區各一幢公寓）的裝飾裝修工程為例，拋磚引玉，淺談改造建筑供配電設計。

1. 系統設計

1.1. 負荷等級

1.1.1. 公寓：

（1） 消防用電設備（包括消防泵、防排煙風機、防火卷簾、消防電梯、火災自動報警系統、應急照明等）、安防系統、主要通道的照明用電，排污泵、生活水泵、客梯用電均為一級負荷;

（2） 其余負荷均為三級負荷。

1.2. 供電電源

1.2.1. 本工程的市政供電電源擬利用原有線路，需向當地供電部門申請增容。由電業提供兩路獨立的10kV電源（雙重電源），當一路10KV電源發生故障時，另一路電源不應同時受到損壞。

1.2.2. 主變電所設置于原變電所位置（能源樓一層）; 另在南區公寓樓的一層新增設分變電所，以縮短低壓供電線路，達到節省造價和減少線路損耗的目的。

1.2.3. 10kV/0.4kV用戶主變電所內設置干式變壓器，為北區供電;在南區公寓樓的一層設置分變電所，為南區公寓區供電。

1.2.4. 北區公寓底層設置低壓總配電間，電源由主變電所沿電纜溝引來，再向公寓的各類負荷供電。

1.3. 變配電系統

1.3.1. 變配電所

（1） 10kV/0.4kV主變電所設有機械進、排風設備，并采取防水、防潮措施，變電所設置電纜夾層。10kV配電柜采用電纜下進下出方式;0.4kV配電柜均采用電纜上進上出方式。

（2） 南區10kV/0.4kV分變電所內，10kV配電柜采用電纜下進側出方式;0.4kV配電柜均采用電纜上進上出方式。

1.3.2. 變配電系統主接線

（1） 本工程10kV中壓主接線采用單母線分段運行方式，中間不設聯絡。

（2） 低壓0.4KV側采取單母線分段加手動聯絡方式，電氣加機械聯鎖，平時分列運行，當一路電源失電時，通過手動方式聯絡，另一路電源可帶全部的一級負荷和二級負荷。

1.3.3. 繼電保護方式

（1） 10 kV按需設置繼電保護裝置，設置過流、速斷、接地、變壓器超溫保護等，以保護電力設備和線路短路故障等，并滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求。

（2） 變壓器高壓側采用三相過流、速斷、單相接地保護及變壓器超溫報警。

（3） 變壓器低壓側總開關采用智能保護器，可調節。

1.3.4. 操作方式及操作電源

（1） 主變電所的10 kV開關的操作方式采用直流彈簧操作，直流110V由直流屏輸出，采用鉛酸免維護電池。

（2） 分變電所的10 kV開關的操作方式采用交流操作，交流220V由變電所內的EPS電源柜輸出。

1.3.5. 功率因數補償方式

本工程在0.4kV側采用電容集中自動補償，補償后的高壓側的功率因數應達到0.9;為抑制諧波干擾，保證電源質量，變電所的0.4kV配電母線側采用調諧式電抗、電容器組。

1.3.6. 諧波預防與治理

（1） 在變壓器出線側總開關及大功率諧波源設備所在回路設置具有諧波檢測功能的儀表，來檢測與監視諧波情況。

（2） 在電力電容器補償柜中串接14%電抗器，以針對抑制3次以上的諧波進行抑制。

（3） 采用D，Yn-11接線繞組的配電變壓器，以阻斷3n次諧波對上級電網的影響。

（4） 設計中所選用LED光源均應配用通過CCC和EMC認證的驅動電源，功率因數不小于0.95。

（5） 對重要弱電設備配電線路采用專線配電。

1.4. 備用及應急電源

1.4.1. 建筑電子信息系統的UPS電源：

（1） 消防系統、安防系統、廣播系統、通信系統等設施配備UPS不間斷電源，以保證系統的安全運行和數據的不丟失。

（2） 公寓的管理用計算機系統的負荷將配置專用的UPS電源，以保證系統的安全運行和數據的不丟失。

1.4.2. 消防應急照明及疏散指示系統電源：

（1） 消防應急照明及疏散指示系統分區域由集中電源供電。

（3） 系統蓄電池電源供電的持續工作時間不小于0.5h，蓄電池達到使用壽命周期后標稱的剩余容量應保證放電時間滿足上述規定的持續工作時間。

1.5. 電力設計

1.5.1. 高壓干線系統：

（1） 由10kV主配電室至10kV/0.4kV分變電站的10kV配電干線采用放射式配電方式。

（2） 用戶側10kV室內配電電纜采用WDZAN-YJY-8.7/10kV型交聯電纜，采用金屬托盤或電纜溝敷設。

1.5.2. 低壓干線系統：

（1） 由低壓配電室至各用電點的配電方式根據不同情況分別以樹干式或放射式配電至各層配電箱。本工程電力干線的最大工作電壓降不大于2%，分支線路的最大工作電壓降不大于3%。

（2） 一級負荷均采用雙電源供電并設自投裝置，二級負荷可采用專路供電，或采用雙電源供電并設自投裝置。

1.5.3. 對重要負荷如消防用電設備（包括消防泵、噴淋泵、消防電梯、正壓及排煙風機、消防報警系統電源、應急照明等）、通信機房、消防中心、客梯等用電均采用雙電源末端自動切換供電，以保證其供電的可靠性。

1.5.4. 為便于管理和監控，各風機、空調箱、水泵等設備的控制箱均有手、自動轉換、就地和遠程遙控的控制要求，現場配電箱設置啟、停按鈕，自動控制及調節由相應的BA、FA實施，各受控設備的狀態及故障報警均送至控制中心。

1.5.5. 消防設備采用直接啟動方式且過載保護只報警、不跳閘;消防設備配電裝置均設置明顯的消防標志。

1.5.6. 消防泵、噴淋泵等設備采用消防智能數字巡檢配電裝置以保證其可靠運行。

1.5.7. 配電箱內電器元件連接應穩定、可靠、安全，達到一級防護，元件連接采用梳狀銅排加絕緣嵌條，排骨式匯流銅排套熱縮套管并加絕緣罩。

1.5.8. 操作者與元件帶電部分隔離，操作時防護等級達IP20（二級防護）。

1.5.9. 兩電源進入同一配電箱，需要作絕緣防護夾板加以隔離。

1.6. 建筑物防雷：

1.6.1. 原則上利用建筑物原有的防雷系統，對其進行鍍鋅保護處理，對原有腐蝕嚴重的防雷裝置進行更換處理。

1.6.2. 雷電電磁脈沖防護：

（1） 建筑物電子信息系統防雷電電磁脈沖防護等級定為：B級。

（2） 電子信息系統設備配電線路采用TN-S系統的接地型式。

1.7. 接地及安全

1.7.1. 電氣裝置的接地分為功能接地和保護接地。各種接地采用共用接地網，共用接地網利用原有建筑基礎的地下金屬結構網，需進行實測接地電阻，要求接地電阻值小于等于1歐姆，若達不到要求，再補打接地裝置。

1.7.2. 交流電氣裝置的接地，包括配電變壓器中性點接地和電氣裝置與設備的保護接地。

1.7.3. 配電變壓器高壓側工作于不接地系統，低壓系統電源接地點與該變壓器保護接地共用接地網;

1.7.4. 低壓配電系統的接地形式為TN-S制。

1.7.5. 保護等電位聯結

從建筑物外進入的供應設施管道可導電部分，在靠近入戶處進行等電位聯結。

（1） 進入建筑物的供應設施的金屬管道;

（2） 在正常使用時可觸及的裝置外可導電結構、集中供熱和空調系統的金屬部分;

（3） 便于利用的鋼筋混凝土結構中的鋼筋;

1.7.6. 潮濕場所的安全防護

（1） 裝有浴盆或淋浴器的房間，應設置局部的輔助保護等電位聯結，將保護導體與外露可導電部分和可接近的外界可導電部分相連接。電氣配電回路裝設額定剩余動作電流不超過30mA的剩余電流保護器。

1.7.7. 防靜電接地：

（1） 煤氣管道、輸油管道、注油設備的所有金屬體均作防靜電接地;防靜電接地采用聯合接地方式。

（2） 防靜電接地的接地線采用絕緣銅導線，對移動設備則采用可撓導線，最小截面為6mm2。

1.7.8. 弱電機房應設置從結構主筋引出的等電位連接板，機房內應構成等電位連接網絡、機房內電器和電子設備的金屬外殼、機柜、機架、金屬管、槽、屏蔽線纜外層、信息設備防靜電接地、安全保護接地、電涌保護器（SPD）接地端等均應以最短的距離與等電位連接網絡連接。

總結：改造建筑的空間局限性比較大，如變電所的位置、空間布局。管井的尺寸大小、亦或者樓層的層高限制，都對供配電系統及管線布置提出諸多限制。另一方面，考慮工程經濟性，對原有電氣配置是否可以利舊使用，新舊設備的融合運行，也是改建建筑供配電系統設計的重要考慮因素。希望為大家在碰到類似的工程供配電系統時做些參考。