胡香玲 侯盡然 蔣銳

1鄭州電力高等?？茖W(xué)校（450000）2國(guó)網(wǎng)鄭州供電公司（450000）3河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司（450000）

某小高層商住樓供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

胡香玲1侯盡然2蔣銳3

1鄭州電力高等?？茖W(xué)校（450000）2國(guó)網(wǎng)鄭州供電公司（450000）3河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司（450000）

根據(jù)某小高層住房的相關(guān)資料和實(shí)際情況，對(duì)該商住樓的高壓供配電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先對(duì)該住宅樓的負(fù)荷情況進(jìn)行了計(jì)算，并根據(jù)負(fù)荷情況對(duì)變壓器和主要電氣設(shè)備進(jìn)行選擇。防雷接地部分包括防雷等級(jí)、各種防雷措施、接地選擇和測(cè)試方法。

供電系統(tǒng)；防雷接地；電氣設(shè)備

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)有關(guān)供配電、照明、消防、防雷接地、通信、有線電視等系統(tǒng)的要求越來(lái)越高，使得建筑開(kāi)始走向高品質(zhì)、多功能領(lǐng)域，并進(jìn)一步向多功能的縱深方向和綜合應(yīng)用方向發(fā)展。

整棟樓共11層，具體情況如下：1～3層樓商住用途，其中供電功率由單位面積法計(jì)算；第4～10層樓居住用途，每個(gè)單元住兩戶，每一戶都是兩室一廳一廚一衛(wèi)；負(fù)1層是設(shè)備層，置放各種負(fù)荷設(shè)備。

1 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

將電力系統(tǒng)中從降壓配電變電站（高壓配電變電站）出口到用戶端的這一段系統(tǒng)稱為配電系統(tǒng)。配電系統(tǒng)是由多種配電設(shè)備（或元件）和配電設(shè)施所組成的變換電壓和直接向終端用戶分配電能的一個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

1.1 負(fù)荷等級(jí)確定及要求

電力負(fù)荷應(yīng)根據(jù)對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上造成的損失或影響的程度進(jìn)行分級(jí)，小高層商住樓(小區(qū))負(fù)荷等級(jí)也可按以下確定：一級(jí)負(fù)荷包括疏散樓梯、消防電梯前室及地下室的應(yīng)急照明、消防水泵、排煙風(fēng)機(jī)、消防電梯等；二級(jí)負(fù)荷包括部分客梯電力、生活泵電力；三級(jí)負(fù)荷包括一、二級(jí)負(fù)荷以外的其他用電負(fù)荷。

一級(jí)負(fù)荷中斷供電后果嚴(yán)重，因此要由雙電源供電，并要求當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源不應(yīng)同時(shí)受到影響而損壞，以維持繼續(xù)供電。考慮到電力網(wǎng)的實(shí)際情況，在發(fā)生故障時(shí)還是有可能會(huì)引起全部電源進(jìn)線同時(shí)失電而造成停電事故。因此，一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷，除了由電力網(wǎng)提供的兩個(gè)電源供電外，還應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源，并且嚴(yán)禁將其他負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)，以保證其供電的可靠性。本設(shè)計(jì)中所有消防類、應(yīng)急類的設(shè)備供電應(yīng)屬于一級(jí)負(fù)荷，包括一臺(tái)正壓風(fēng)機(jī)、一臺(tái)消防送風(fēng)機(jī)、應(yīng)急照明、設(shè)備房照明、消防泵和一臺(tái)消防電梯[1]。

二級(jí)負(fù)荷供電宜用雙回線路。若地區(qū)供電條件困難或負(fù)荷較小,二級(jí)負(fù)荷可由單回6 kV及以上電壓等級(jí)的專用架空線路或電纜供電。當(dāng)單回電纜線路供電時(shí)，應(yīng)用兩根電纜組成的線路，其每根電纜都應(yīng)能承受100%的二級(jí)負(fù)荷。

本設(shè)計(jì)中除一級(jí)負(fù)荷外，客梯斷電可能會(huì)造成重大人身傷亡，故二級(jí)負(fù)荷只有四臺(tái)客梯。接線也必須雙回路，增設(shè)應(yīng)急發(fā)電機(jī)回路。

三級(jí)負(fù)荷接線無(wú)特殊要求。

該商住樓負(fù)荷計(jì)算（含預(yù)留）結(jié)果如表1所示。

1.2 總配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

低壓配電的接線方式有放射式、樹(shù)干式和混合式。樹(shù)干式接線方式比較經(jīng)濟(jì)，但當(dāng)干線發(fā)生故障時(shí)影響面大、供電可靠性差。放射式接線方式可靠性高，但導(dǎo)線和設(shè)備用量大。為提高供電系統(tǒng)的用電可靠性，同時(shí)達(dá)到節(jié)能要求，本設(shè)計(jì)采用混合式接線。由小區(qū)配電所到各樓為放射式，由各樓各總配電箱到各分配電箱、用電設(shè)備為樹(shù)干式。

表1 商住樓負(fù)荷計(jì)算表

本住宅設(shè)計(jì)中，該商住樓水泵、消防控制供電，地下室、一層、二層的動(dòng)力，地下室照明配電屬于二級(jí)負(fù)荷,由小區(qū)配電間引來(lái)兩路三相電源供電，通過(guò)配電箱送至各用電設(shè)備、回路（見(jiàn)圖1）。各總配電箱電源采用三相五線制,TN-C-S系統(tǒng)接地。動(dòng)力配電一般采用三相四線，TN-S系統(tǒng)接地。一層、二層照明，住宅照明系統(tǒng)為三級(jí)負(fù)荷，由小區(qū)配電間引來(lái)單相電源，通過(guò)總配電箱送至各用戶配電箱（見(jiàn)圖2）。

圖1 兩路電源供電系統(tǒng)圖

圖2 單路電源供電系統(tǒng)

1.3 變壓器的選擇

根據(jù)住宅提供的數(shù)據(jù)，本商住樓的負(fù)荷為二級(jí)負(fù)荷，且樓宇視在計(jì)算負(fù)荷為913.56 kVA，因此該商主樓應(yīng)選用兩臺(tái)容量為1 000 kVA、型號(hào)為S9-1 000/10的變壓器，其技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2。

1.4 電氣設(shè)備的選擇

供配電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備是在一定的電壓、電流、頻率和環(huán)境條件下工作的。電氣設(shè)備的選擇除了應(yīng)滿足在正常工作時(shí)供配電系統(tǒng)能安全可靠運(yùn)行之外，還應(yīng)滿足在短路故障時(shí)不至損壞的條件。開(kāi)關(guān)電氣還必須具有足夠的斷流能力,并適應(yīng)所處的位置、環(huán)境溫度、海拔高度以及防塵、防火、防爆、防腐等環(huán)境條件[2]。

表2 S9-1000/10變壓器參數(shù)表

1）開(kāi)關(guān)柜、配電箱

開(kāi)關(guān)柜、配電箱是接受和分配電能的裝置，用它來(lái)直接控制對(duì)用電設(shè)備的配電。各種配電箱內(nèi)一般裝有刀閘開(kāi)關(guān)、斷路器、熔斷器、電度表等。配電箱的種類很多，根據(jù)用途可分為電力配電箱、照明配電箱、計(jì)量箱、控制箱，按照結(jié)構(gòu)不同可分為板式、箱式和柜式配電箱，根據(jù)安裝形式不同可分為明裝（掛在墻上）、暗裝（嵌入墻內(nèi)）和落地式（一般稱配電柜）。配電箱還可分為戶外式和戶內(nèi)式，在民用建筑中大量使用的是戶內(nèi)式。

本設(shè)計(jì)中,電壓等級(jí)為0.4 kW，主要選用HC92型開(kāi)關(guān)柜，GXL-1、GXL-2和XRM型配電箱。HC92型開(kāi)關(guān)柜落地安裝。GXL-1型主要用于單路電源引進(jìn)的動(dòng)力配電，為落地安裝柜。GXL-2型主要用于兩路電源引進(jìn)的動(dòng)力配電，距地1.3 m安裝。XRM型主要用于照明配電，距地1.3 m安裝。住宅各用戶配電箱型號(hào)為PZ30。各配電箱一般多設(shè)在門(mén)廳、樓梯間或走廊的墻內(nèi)。

2）電能計(jì)量裝置

商業(yè)用電采用高壓計(jì)量，居民用電采用低壓計(jì)量到戶。商業(yè)高壓10 kV進(jìn)線側(cè)裝設(shè)專用計(jì)量柜，安裝有功電度表、無(wú)功電度表，變壓器低壓側(cè)不同用戶的供電回路分別裝設(shè)有功電能表。監(jiān)視儀表根據(jù)供電部門(mén)及建設(shè)方要求設(shè)置。為了方便管理，一般商鋪分戶電表集中設(shè)于每層電表間或配電間，住宅用戶采用一戶一表，9層以下(包括9層)的住宅樓，電表箱可集中設(shè)于首層電表間內(nèi)。9層以上的住宅樓，電表箱分設(shè)于每層的電井內(nèi)，為方便管理可設(shè)置遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)。梯燈及電梯用電單獨(dú)計(jì)量，由住戶分?jǐn)偂?/p>

2 防雷與接地設(shè)計(jì)

2.1 防雷

本商住樓預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)為0.175,按雷擊次數(shù)進(jìn)行防雷等級(jí)分類，屬第三類防雷建筑。防雷分為防直擊雷和防感應(yīng)雷。防直擊雷：利用裝設(shè)在屋頂上的避雷網(wǎng)（帶）及避雷針混合組成防雷接閃器，網(wǎng)格不大于10 m×10 m。當(dāng)利用建筑物鋼筋混凝土柱內(nèi)的鋼筋作為引下線,引下線沿建筑物四周均勻（對(duì)稱）布置，其平均間距不大于18 m。當(dāng)利用建筑物鋼筋混凝土基礎(chǔ)（基礎(chǔ)圈梁）內(nèi)的鋼筋作為引下線時(shí)，可按跨度設(shè)引下線。但引下線的平均間隙不應(yīng)大于18 m。防感應(yīng)雷：鋼構(gòu)架和混凝土的鋼筋應(yīng)互相連接，45 m及以上外墻上的欄桿、門(mén)窗等較大金屬物與防雷裝置做電氣連接，建筑物周圈鋼筋三根以上相互焊接。電源進(jìn)戶處設(shè)電源避雷器及信號(hào)避雷器，防感應(yīng)雷電波[3]。

2.2 保護(hù)接地

本工程采用TN-C-S系統(tǒng)，進(jìn)戶電源在配電柜處作重復(fù)接地，主配電柜與各配電柜各設(shè)備分別進(jìn)行局部等電位連接及總等電位連接，防雷接地與保護(hù)接地共用基礎(chǔ)接地體，接地電阻≤1歐。

3 總結(jié)

小高層商住樓的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否科學(xué)、合理特別重要。供電可靠、控制靈活、系統(tǒng)節(jié)能、安全便捷等已成為小高層建筑的固有要求，所以在進(jìn)行供配電設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)綜合考慮各方面因素，進(jìn)行科學(xué)、合理設(shè)計(jì)。

[1]文桂萍.建筑電氣照明節(jié)能設(shè)計(jì)的探討[J].四川建筑科學(xué)研究,2007(6)：33-35.

[2]厲成斌.某國(guó)際大樓的電氣設(shè)計(jì)特點(diǎn)[J].安徽建筑,2002 (6)：20-23.

[3]林麗虹.安居工程評(píng)價(jià)要素淺析[J].安徽建筑,2003(6)： 118-120.