高等院校電力增容及配電改造建設(shè)方案分析

黃惠青 張家章

(1.福建農(nóng)林大學(xué) 福建福州 353007；2.福建信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 福建福州 353002)

0 引言

近年來隨著高校招生規(guī)模不斷擴(kuò)大和教育事業(yè)的發(fā)展，特別是重點(diǎn)高校科研業(yè)務(wù)激增，原有高校配置的用電容量越來越不適應(yīng)發(fā)展需要，迫切需要增加供電容量，以適應(yīng)和滿足校區(qū)教學(xué)和科研的需求。我國高等院校的建設(shè)，基本上是在數(shù)十年的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展的，老校區(qū)如何在既定空間中考慮用電容量的增加，以滿足近期及遠(yuǎn)期用電需要。筆者多年從事高校配電增容管理工作，現(xiàn)以某大學(xué)老校區(qū)配電增容為例，對此研究探析高等院校配電增容規(guī)劃建設(shè)應(yīng)考慮的問題。

1 項目配電系統(tǒng)現(xiàn)狀

主要從以下幾個方面了解學(xué)校用電情況：①供電公司提供電源情況，了解學(xué)校總用電容量、從市政變電站引入的專線高壓電纜運(yùn)行情況，根據(jù)電纜運(yùn)行情況考慮是否在原有線路上增容；②各配電房變壓器情況，了解總電房與各分電房變壓器裝機(jī)容量，各配電房內(nèi)是否可以擴(kuò)容以及變壓器是否需要更換；③各電房運(yùn)行情況，了解各電房高峰期用電情況，明確是否超負(fù)荷運(yùn)行；④低壓供電情況，了解各電房在學(xué)校的具體位置、低壓供電范圍以及主要用電負(fù)荷情況；⑤高壓饋線路徑情況，了解總電房到各分電房電纜饋線路徑，同時了解校區(qū)內(nèi)地下管網(wǎng)情況，明確哪些路段可以開挖，哪些路段有可用預(yù)埋管，特別老校區(qū)，如果沒有完整的地下管網(wǎng)綜合圖，將可能給后期施工帶來很多不可預(yù)見的棘手問題，具體某高校基本用電情況如表1所示。

表1 某高校基本用電情況

通過深入分析，校內(nèi)各電房用電基本處于超負(fù)荷運(yùn)行情況，同時供電公司提供的一路專線電纜也長期處于滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，學(xué)校總用電量已經(jīng)嚴(yán)重制約了不斷發(fā)展的教育事業(yè)。根據(jù)建設(shè)“雙一流”高等院校的要求，學(xué)校將引進(jìn)多個科研團(tuán)隊，增加新科研設(shè)備；同時為改善學(xué)生學(xué)習(xí)生活條件，需要在學(xué)生宿舍安裝空調(diào)和熱水器，教學(xué)樓、圖書館安裝空調(diào)，因此必須向供電公司申請增容。

2 項目電力增容及配電改造規(guī)劃建設(shè)方案

2.1 項目近期及遠(yuǎn)期用電規(guī)劃

針對學(xué)校現(xiàn)有各類建筑物需要用電增容摸底情況，掌握學(xué)校近期及遠(yuǎn)期需要用電增容的建筑物主要有以下幾類：①引進(jìn)科研團(tuán)隊增加科研設(shè)備；②學(xué)生宿舍需要安裝空調(diào)和熱水器；③部分建筑物線路老化，需要進(jìn)行線路改造及增加新的用電設(shè)備；④正在建設(shè)即將投入使用的建筑物；⑤學(xué)生食堂、教學(xué)樓和圖書館安裝空調(diào)；⑥已立項擬建設(shè)的建筑物。

根據(jù)以上各類用電情況，估算學(xué)校近期和遠(yuǎn)期需要用電增容情況。學(xué)校近期及遠(yuǎn)期需要增容的用電負(fù)荷估算情況如表2所示。

通過分析計算得出，本校區(qū)近期及遠(yuǎn)期各類型建筑用電容量缺口將達(dá)到17 285 kVA。

表2 近期及遠(yuǎn)期需要增容的用電負(fù)荷估算情況

2.2 項目電力增容規(guī)劃方案

2.2.1 申請增容規(guī)劃方案

①根據(jù)學(xué)校遠(yuǎn)近期用電情況分批申請，分期建設(shè),明確近期申請新增容量情況；②明確是否新增專線，根據(jù)申請的容量提前與供電公司溝通是否需要新增專線；③明確新建配電房及裝機(jī)容量，根據(jù)學(xué)校新增用電容量密集區(qū)域并結(jié)合校園規(guī)劃情況選址新建配電房，按低壓電纜供電半徑250m范圍以內(nèi)考慮；④明確原有配電房內(nèi)部情況，核實原有配電房內(nèi)部是否有預(yù)留增容空間及是否可以通過更換變壓器容量來達(dá)到增容目的。

2.2.2 配電房選址規(guī)劃

配電房位置的選擇將影響配電工程運(yùn)行的安全性、供電的可靠性和投資費(fèi)用，配電房位置的選擇應(yīng)滿足以下條件[2]：盡量靠近低壓用電負(fù)荷區(qū)域，最好位于各低壓用電負(fù)荷的中心位置；低壓電纜進(jìn)出線方便；盡量接近供電電源側(cè)；高低壓設(shè)備運(yùn)輸方便；不宜與廁所、浴室或容易積水的場所相連；不應(yīng)設(shè)在地勢低洼和可能積水的場所。考慮校園整體規(guī)劃，盡量在新建建筑物樓內(nèi)建設(shè)配電房。

2.3 項目高低壓電纜調(diào)整方案

2.3.1 新增高壓專線電纜情況

根據(jù)供電公司提供的專線電纜情況，提前了解市政道路上的線路走向及是否有預(yù)留電纜通道，提前做好規(guī)劃部門、市政部門及供電部門的審批工作；學(xué)校內(nèi)部電纜通道應(yīng)根據(jù)校園地下管網(wǎng)情況盡量安排開挖合理路徑。

2.3.2 總電房高壓饋線電纜路徑規(guī)劃方案

根據(jù)學(xué)校申請增容情況，校區(qū)供電由原來的一條專線電纜供電(一座開閉所)變?yōu)閮蓷l專線電纜供電(兩座開閉所)，并結(jié)合校內(nèi)各配電房及新建配電房容量情況，需要對兩座開閉所的高壓饋線重新規(guī)劃調(diào)整，按分區(qū)域管理及錯峰供電原則，將學(xué)校的用電區(qū)域分成東南片區(qū)和西北片區(qū)兩個供電區(qū)域，各配電房從開閉所饋線柜獨(dú)立出線，徹底改變從一個配電房環(huán)網(wǎng)柜出線到另一個配電房的供電方式，這樣既提高了供電可靠性，又方便學(xué)校管理。

結(jié)合學(xué)校現(xiàn)有配電房變壓器增容以及新建設(shè)配電房負(fù)荷情況，根據(jù)兩條專線供電分區(qū)管理原則，整理學(xué)校增容規(guī)劃方案。校區(qū)增容規(guī)劃調(diào)整方案如表3所示。

表3 校區(qū)增容規(guī)劃調(diào)整方案

2.3.3 低壓電纜調(diào)整方案

低壓出線的調(diào)整，根據(jù)就近原則將部分超負(fù)荷配電房低壓用電調(diào)整到新建配電房，以保證學(xué)校用電安全；部分原來供電半徑超過250 m的低壓用電調(diào)整到附近的分電房供電，以減少原來超負(fù)荷運(yùn)行的分電房的低壓用電，達(dá)到節(jié)能用電目的。

2.3.4 低壓電纜路徑調(diào)整的敷設(shè)原則

根據(jù)學(xué)校增容建設(shè)情況以及老校區(qū)特點(diǎn)，涉及低壓電纜調(diào)整參考以下原則，應(yīng)符合下列規(guī)定[3-5]：①應(yīng)避免電纜遭受機(jī)械性外力、過熱、腐蝕等危害；②滿足安全要求下，應(yīng)保證電纜路徑最短；③應(yīng)便于敷設(shè)、維護(hù)；④宜避開將要挖掘施工區(qū)域；⑤充分利用校內(nèi)原有的電力預(yù)埋管道；⑥沒有預(yù)埋管道的路段，應(yīng)在施工過程中盡量多預(yù)留管道；⑦早期的鋁芯電纜盡量更換銅芯電纜；⑧有破損經(jīng)常出問題的電纜更換新電纜；⑨電纜比較多且沒有安裝套管的路段，可以適當(dāng)考慮變更電纜溝敷設(shè)。

3 結(jié)論

高等院校老校區(qū)用電是保證學(xué)校正常教學(xué)、科研與生活的基礎(chǔ)性保障工作。配電增容能不能到位，能不能最大限度地發(fā)揮作用，滿足教學(xué)、科研及生活的需要，要求高校工程建設(shè)管理專業(yè)技術(shù)人員要去解決的工作。做好此項工作，要從校區(qū)用電情況，近遠(yuǎn)期用電需求，高低壓電纜路徑的安排，配電房選址等諸多因素綜合考慮，來實現(xiàn)和確保用電增容的安全、供電的可靠和投資建設(shè)的經(jīng)濟(jì)。

高等院校配電增容實施建議：用電增容申請前應(yīng)先充分與供電公司方案人員和設(shè)計人員認(rèn)真分析各項數(shù)據(jù)，明確需要增容及容量總體分配情況；配電增容申請容量，并得到批復(fù)后，設(shè)計單位根據(jù)批復(fù)方案進(jìn)入正式的設(shè)計工作；高校科研項目不斷有新增實驗設(shè)備，應(yīng)在估算容量時做好充分預(yù)留。