某大型綜合體項目10kV供電方案設計與用戶端智能配電系統應用

徐霜

安科瑞電氣股份有限公司 上海 嘉定 201801

    1　項目簡介

    本項目為大型商業綜合體，包括1棟260m超高層辦公樓、1棟100m辦公樓、1棟100m酒店及辦公樓，以及商業裙樓、地下車庫等。項目總建筑面積約34.4萬m2 ，各部分的建筑面積、建筑高度等見表1。

    表1 項目概況表

    2　供電容量確定

    2.1變壓器安裝容量計算的幾點考慮

    中壓供電系統的設計應根據項目特點，依據國家設計規范及當地供電設計規定，確定可靠、安全、經濟、合理的方案。大型綜合體項目負荷等級一般為一級，當采用10kV電壓等級供電時，多數采用兩路10kV電源（雙重電源）進線，單母線分段運行，設聯絡開關。平時兩路電源同時分列運行，互為熱備用；當一路電源故障時，通過手/自動操作聯絡開關，由另一路電源負擔全部負荷（或一、二級負荷）。當兩路電源供電容量不能滿足要求時，可以采用多組電源進線（每組均為雙路）。因此電氣負荷計算是配電設計的最基礎性工作，是供電總體方案確定、變電所規劃、配電系統設計及配電平面設計的依據。一般步驟為在項目設計的前期階段利用變壓器單位面積安裝指標進行估算；在初步設計階段利用負荷密度指標進行初算，對估算值進行修正；施工圖階段利用需要系數法進行詳細計算，對初算值進行修正。影響負荷計算的因素：空調方案、建筑平面布局及功能、可靠性因素及經濟因素等。

    本項目在變壓器安裝容量計算時，遵循下列原則：

    考慮到商業區域業態的不確定及投入使用后仍會出現經常性的調整，應保證足夠的電影容量預留，在計算取值時采用中間偏上數值。

    本項目酒店為五星級酒店，經營方對于電影的可靠性要求較高，應考慮在1臺變壓器故障的情況下，另一臺變壓器仍能保證酒店的基本運行，因此酒店專用變壓器負荷率設計值不宜過高。

    辦公建筑的用電容量相對穩定，裝修照明用電量不會很大，主要用電負荷為計算機等辦公設備。應盡量避免辦公用電的變壓器安裝容量過大，造成變壓器的實際運行負荷率偏低。甲方根據一已建項目：一臺1600kVA變壓器低壓側額定電流值為2300A左右，而實際運行值年平均值才為700A左右，變壓器全年運行平均負荷率為30%左右；提出目前一些辦公建筑變壓器安裝容量偏大，建議負荷計算時予以考慮。

    2.2變壓器安裝容量

    本項目辦公類建筑面積比較高，占到50%左右，應合理的確定辦公建筑的變壓器容量，盡量避免甲方提到的已建項目出現的情況。因此在辦公建筑負荷計算時采用中間偏下數值。

    本項目實際變壓器安裝容量29100kVA，共設置變壓器20臺。變壓器平均單位面積安裝容量為84VA/m2，各分區變壓器單位面積安裝容量見表2。

    表2 各分區單位面積變壓器安裝容量

    3　供電方案設計

    本項目變壓器安裝容量為29100kVA，已經超出了10kV電壓等級的供電能力。對于10kV電源的供電容量各地供電部門有不同規定，一般為8000-16000kVA。在項目前期階段確定采用2組10kV電源進線的方案，電源分組方案見表3。

    表3 10kV電源分組方案

    2組10kV電源的分組主要考慮3個原則：供電距離相近、同類功能、2組電源容量盡量平衡。最終確定電源分組方案為方案3，設置2處中壓總配，A-1#總配變壓器安裝容量為13000kVA，B-1#總配變壓器安裝容量為16100kVA。供電方案是采用2組電源進線，每組為2路10kV電源，2路電源同時工作，當1路電源失電時，由另一路電源帶全部負荷（或一、二級重要負荷），供電系統如圖1。

    圖1所示供電系統為一級負荷典型的接線圖，此方案為大型公建項目常用方案，滿足設計規范，可靠性較高。但是，當地供電部門不允許此種接線方式，當地供電部門要求：中壓母線不允許做母聯開關，中壓運行方式為一用一備，手動切換。于是按照供電部門要求進行調整，供電系統設計如圖2所示。但是該地區供電高可靠性貼費為330元/kVA，圖2所示系統備用容量為29100kVA，按規定需繳納供電高可靠性貼費為960萬元。甲方不接受繳納如此多貼費，希望調整方案。

    最終經甲方，供電部門及設計院三方協商，確定供電方案如圖3，采用二用一備中壓供電方案。2路主用電源引自1個區域變電站，1路備用電源引自另1區域變電站。且備用容量為變壓器總安裝容量的50%，即14550kVA，這樣既不會因為備用容量太多而多繳納供電高可靠性貼費，也不會因為2路主供電源同時失電時，備用容量仍可以保證該項目一般數量的變壓器滿負荷運行。