浅谈高层住宅建筑电气方案设计

引言

基于江门市海逸星辰小区工程设计分析其用电负荷要求,以确定其配电房选址及容量。本工程总建筑面积为107656.8m2,由7栋一类高层住宅建筑、4栋低层商业、1栋高层公寓及地下车库组成,本文对该小区的用电负荷等级及供电要求、变配电所选址、用电负荷计算及配电系统设计等相关问题进行了分析。

1用电负荷等级及供电要求

根据GB50016一2014《建筑设计防火规范》、JGJ16一2008《民用建筑电气设计规范》附录A的要求,消防用电负荷、应急照明、航空障碍照明、走道照明、警卫照明、安防系统用电、客梯用电、排污泵、生活水泵用电为一级负荷,其他负荷为三级负荷。

根据JGJ16一2008要求,一级负荷应由两个电源供电,当一个电源发生故障时,另一个电源不应同时受到损坏;2009版措施要求,一级负荷需要双电源末端互投。所有主供电源由低压配电房引出,备用电源由发电机房引至,在末端配电箱设置双电源切换装置以满足一级负荷用电。

本工程柴油发电机房设置在地下车库,由柴油发电机组提供第二回路应急电源。当市电停电、缺相、电压或频率超出范围,或变压器故障时,取变压器低压主开关上端头失压信号作为发电机的延时启动信号,延时5s自动启动柴油发电机组,柴油发电机组30s内达到额定转速、电压、频率后,投入额定负载运行。当市电恢复30s后,由ATs自动恢复市电供电,发电机组经冷却延时自动停机。应急电源与市电采取电气和机械联锁,防止应急电源与市电并列运行。当采用自备发电设备作为备用电源时,自备发电设备设置自动和手动启动装置。设置自动报警或停止运行等预防措施,确保当柴油发电机房及储油间通风设备发生故障时能阻止可燃物释放或使设备断电。

2变配电房选址

应根据建筑特点、用电负荷计算、选址环境、可靠的供电条件及节能等因素来选择变配电所的位置,应选择在靠近负荷中心、接近电源侧、方便进出线、方便设备运输的场所,并考虑以后的发展预留容量。

根据现行规范及当地供电部门要求,变电站、配电所原则上不采用地下或半地下式,且避免设置在低洼点,严禁设置在建筑物的最底层,其室内外标高应高于建筑物外市政道路、排水设施标高0.3m。变配电所不应设在潮湿、经常有积水的卫生间、厨房等正下方,若受条件限制设在正下方,可在此处设置局部双层板,并留0.5m高夹板,以便检修。所有变配电所不应有任何给排水管道或其他无关管线穿越,电房位置不能有伸缩缝。

根据海逸星辰小区性质,设置2个公变房及1个专变房,1#公变房对1~3栋住宅及低层商业供电,2#公变房对4~7栋住宅供电:专变房对高层公寓配电。在2栋、6栋、公寓首层分别设置变配电所,大门向小区内开启,采用双开门,门宽不少于2.0m、高不少于2.5m,门前可停放工程车。

3用电负荷计算及配电系统设计

根据现行规范,对于用电负荷,建筑面积80m2及以下住宅按4kw/套,81~120m2的住宅按6kw/套,121~150m2的住宅按8kw/套,面积超过150m2的按60w/m2,商业按照100w/m2(若商铺层高较高,可选取150w/m2)计算。

3.1用电负荷计算

按上述依据计算本工程负荷,如表1所示。

每个配电房的变压器容量应该充分考虑功率因数、同时需要系数、配变经济运行系数、能效系数以及当地的区域系数等因素,遵循经济运行原则合理选择。变压器容量按以下公式计算:

以上功率因数、同时需要系数、配变经济运行系数、区域系数以及能效系数按以下原则取值:

(1)功率因数取0.8。

(2)100户及以下同时需要系数取0.6,100~400户取0.5,400户及以上取0.4。

(3)配变经济运行系数取0.7。

(4)区域系数目前江门地区取1.05。

(5)能效系数取0.9,今后可按节能设备应用的实际情况进行相应调整。

10层以上的高层建筑公用变压器单台容量不应超过800kVA,本次工程按照地区标准在变配电房预留充电桩容量。根据以上要求,确定各变配电房容量如表2所示。

各台变压器低压侧应装设无功自动补偿装置,无功自动补偿装置容量按变压器容量的20%~40%设置,采用共补与分补相结合的补偿方式,补偿后功率因数在0.95以上。

3.2配电系统设计

本工程采用TN-S系统,配电采用放射式和树干式相结合的接线方式,住宅、商铺按一户一表计量,电表箱设在各栋地下一层集中电表间内:大商业、办公按不同使用性质及使用用户分别计量,住宅用电负荷计量应采用一户一表制,采用集中抄表形式。住户、商户配电箱开关选用能同时切断相线中性线的断路器,并采用自恢复式过欠压脱扣保护。

工程所有消防用电回路其过负荷保护应作用于信号,而不作用于切断电路:若采用空气断路器保护,其整定电流应不小于设备额定电流的1.5~2倍,以防切断电路。

4结语

本文根据国家标准规范对海逸星辰小区用电负荷等级、变配电所选址、用电负荷计算及配电系统设计等进行了简单分析。高层建筑电气方案的设计直接影响到整个建筑的设计,而且与使用和维护密切相关,设计人员应有一定的超前意识,更多考虑节能、环保、实用、易操作等要求,为住户提供更实用、更贴切、更安全的居住条件。