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      某倉儲建筑變配電設(shè)計探討

      2018-11-26 05:27:30張杰上海瀚聯(lián)建筑設(shè)計咨詢有限公司上海200434
      中國房地產(chǎn)業(yè) 2018年22期
      關(guān)鍵詞:變配電車庫用電

      文/張杰 上海瀚聯(lián)建筑設(shè)計咨詢有限公司 上海 200434

      1、項目概況

      本項目位于虹橋正核心的虹橋商務(wù)區(qū),處于緊靠虹橋交通樞紐、虹橋新地中心、國家會展中心的最佳位置。由10棟高層倉儲(11#~20#樓)和4棟多層配套(21-1#、21-2#、22-1#、22-2#樓)建筑共14棟建筑組成。其中6層的倉儲建筑有7棟,7層的倉儲建筑有3棟,均為倉儲(丙類二項的物品)用房。多層配套建筑為2層,包含食堂、培訓(xùn)廳兼籃球場等功能。2#地下車庫共2層,包含停車裝卸區(qū)、機動車停車庫、泳池及其配套用房、廚房和設(shè)備用房??偨ㄖ娣e約為171068㎡。地上計容建筑面積為89881㎡,地下建筑面積為80260.10㎡,容積率為1.8。11#、12#、14#~17#和20#樓均為6層建筑,13#、18#和19#樓均為7層建筑,建筑高度均為43m(室外地面至女兒墻)。21-1#、21-2#、22-1#和 22-2#樓 均 為 2層建筑,建筑高度分別為18.5m、15.5m、14.0m、17.0m。項目總平面圖如圖1所示。

      圖1 項目總平面圖

      2、設(shè)計目標(biāo)

      立足虹橋商務(wù)區(qū),輻射長三角經(jīng)濟圈,打造面向上海未來西部中心,連接蘇杭寧,形成多向輻射的集商務(wù)、貨運配送、電商分撥、信息服務(wù)、物流金融和配套服務(wù)功能于一體的現(xiàn)代綜合物流港。為上海及其周邊城市、園區(qū)客戶、合作伙伴等提供一體功能、延伸、連續(xù)的臨空立體商務(wù)物流空間。

      3、負(fù)荷級別

      用電負(fù)荷應(yīng)根據(jù)供電可靠性及中斷供電所造成的損失或影響程度,分為一級負(fù)荷、二級負(fù)荷以及三級負(fù)荷。在一級負(fù)荷中,當(dāng)中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷,以及特別重要場所的不允許中斷供電的負(fù)荷,應(yīng)為特別重要的負(fù)荷[1]。本項目物流配送以小型工藝品、電子產(chǎn)品、輕工產(chǎn)品等包裹類物品為主,無易燃、易爆危險品。地下車庫為I類車庫。其消防用電設(shè)備、應(yīng)急照明等用電屬一級負(fù)荷,走道照明、值班照明、無障礙照明用電、主要業(yè)務(wù)和計算機系統(tǒng)用電、安防系統(tǒng)用電、電子信息設(shè)備機房用電、客梯用電、排水泵、生活水泵、雨水回用提升泵用電亦按一級負(fù)荷考慮;其余為三級負(fù)荷。

      4、負(fù)荷估算

      負(fù)荷估算的目的是獲得供配電系統(tǒng)設(shè)計所需的各項負(fù)荷數(shù)據(jù),用以選擇和校驗導(dǎo)體、電器、設(shè)備、保護裝置和補償裝置,計算電壓降、電壓偏差、電壓波動等[2]。本項目主要為倉儲建筑,后期特殊的動力設(shè)備較多且功能復(fù)雜,負(fù)荷估算應(yīng)考慮如下因素:

      1.滿足現(xiàn)階段整個園區(qū)的各個時段的用電需求。

      2.預(yù)留出一定的容量以滿足后期改造或擴容,并考慮工程造價的因素,容量不宜過大或過小。

      本項目負(fù)荷計算采用分類統(tǒng)計的方法,對于園區(qū)內(nèi)不同功能的單體建筑,根據(jù)其自身的使用特性及用電需求,選擇合適的用電指標(biāo)。如對高層倉儲建筑,主要負(fù)荷為照明及搬運、傳送及相關(guān)的通風(fēng)保暖等工藝設(shè)備,照明用電根據(jù)《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB50034-2013的相關(guān)要求,取目標(biāo)值按單位面積法計算。工藝設(shè)備參考《工業(yè)與民用供配電設(shè)計手冊》(第四版)的相關(guān)表格及負(fù)荷指標(biāo)來取值,同時根據(jù)業(yè)主提供的工藝設(shè)備的資料,對負(fù)荷指標(biāo)進行了修正。對多層配套建筑,主要負(fù)荷為照明和空調(diào),單位面積負(fù)荷指標(biāo)參考《工業(yè)與民用供配電設(shè)計手冊》(第四版)的相關(guān)表格來取值。地下車庫的主要負(fù)荷為照明、水泵、通風(fēng)設(shè)備及叉車充電樁、電動汽車充電樁等,用電負(fù)荷采用綜合單位指標(biāo)法計算。本項目變壓器的配置容量詳表1。

      表1 變壓器配置容量表

      根據(jù)建設(shè)方提資及負(fù)荷計算的結(jié)果,本項目需變壓器的裝機容量為16646KVA,變壓器的實際裝機容量為17900KVA。

      5、供電電源

      本項目電力的最高負(fù)荷等級為一級,無一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷。經(jīng)與業(yè)主設(shè)計部及當(dāng)?shù)毓╇姽镜臏贤ǎ_認(rèn)本項目由市政提供兩路獨立的10KV電源,不設(shè)置柴油發(fā)電機組。

      6、變配電站選址及變壓器容量

      變配電站的設(shè)置原則為:1.應(yīng)深入或接近負(fù)荷中心;2.進出線方便;3.設(shè)備吊裝、運輸方便;4.不應(yīng)設(shè)在有劇烈震動或有爆炸危險介質(zhì)的場所;5.變配電站可設(shè)置在建筑物的地下層,但不宜設(shè)置在最底層等。根據(jù)對本項目建筑的分布特點及對各建筑的用電情況分析,確定10KV開關(guān)站,變配電站的布置位置如下:1.10KV開關(guān)站設(shè)置在16#樓一層。2.10KV變配電站共3個,均設(shè)在地下一層,位置如圖2所示。01#變電站內(nèi)設(shè)2臺1600KVA及2臺1250KVA變壓器,供11#樓,12#樓,16#樓及就近的地下車庫。02#變電站內(nèi)設(shè)4臺1250KVA變壓器,供13#樓,17#樓,18#樓,21-1#樓,21-2#樓及就近的地下車庫。03#變電站內(nèi)設(shè)2臺1600KVA及2臺2000KVA變壓器,供14#樓,15#樓,19#樓,20#樓,22-1#樓,22-2#樓及就近的地下車庫。

      圖2 變配電站分布圖

      7、供電方案

      本項目在16#樓一層設(shè)2進10出10KV開關(guān)站一座,開關(guān)站的2路10KV電源為獨立電源,可滿足一級負(fù)荷的供電要求。各變電站均采用二路10kV電源供電,電源由開關(guān)站引來,10KV側(cè)兩路電源同時供電,互為備用。高壓柜采用中置式金屬鎧裝開關(guān)柜,低壓柜采用抽屜式配電柜、模塊化結(jié)構(gòu)。通過高低壓柜的三遙系統(tǒng)和變壓器檢測系統(tǒng)及直流屏的通訊接口構(gòu)成一套完整的變電室計算機能量管理系統(tǒng)。0.4KV低壓主接線采用單母線分段,每兩臺分別由兩個電源供電的變壓器低壓側(cè)設(shè)母聯(lián)開關(guān),采用手動聯(lián)絡(luò)方式。在正常情況下,變壓器均同時供電,每兩臺變壓器組成一組0.4kV/0.23kV供電電源,中間設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)。故障時,部分非重要負(fù)荷自動失壓跳閘,經(jīng)手動合上低壓母聯(lián)開關(guān)以保證重要負(fù)荷的供電;待故障消除后,斷開母聯(lián)開關(guān),恢復(fù)兩路電源同時供電方式。具體如圖3所示。

      圖3 供電方案示意圖

      8、無功功率補償

      10(6)KV及以下無功補償宜在配電變壓器低壓側(cè)集中補償,且功率因素不宜低于0.9[1]。供電公司對本項目方案批復(fù)的要求為電網(wǎng)高峰負(fù)荷時用電設(shè)備功率因素應(yīng)不小于0.95。因此本項目采用低壓集中補償?shù)姆桨?,在低壓?cè)設(shè)功率因素自動補償裝置,該裝置可按無功需要自動投切,確保補償后的功率因素不小于0.95。各變壓器具體的無功補償容量詳表2。

      表2 各變電站變壓器無功補償容量表

      9、諧波治理

      交流電網(wǎng)中,由于許多非線性電氣設(shè)備的投入運行,其電壓、電流波形實際上不是完全的正弦波形,而是不同程度畸變的非正弦波。對周期性交流量進行傅里葉級數(shù)分解,得到的頻率與工頻相同的分量稱為基波,得到的頻率為基波頻率大于1整數(shù)倍的分量稱為諧波[2]。當(dāng)系統(tǒng)中的諧波過大時,會造成危險的過電壓或過電流,還會對電機、變壓器、電容、輸配電線及用電設(shè)備等產(chǎn)生不利的影響。供電公司對該項目的批復(fù)要求為,當(dāng)客戶有非線性負(fù)荷設(shè)備接入電網(wǎng)時,電能質(zhì)量須達到要求。本項目包含電梯,變頻風(fēng)機、水泵,UPS,電動汽車充電樁以及搬運、傳送等工藝設(shè)備,必須采用合理的諧波治理方案。針對本項目非線性設(shè)備電氣設(shè)備的運行特點,采用如下方式治理諧波:1.采用在變電站低壓柜總線處設(shè)置合適規(guī)格的有源濾波柜APF。2.在含諧波源設(shè)備的末端配電柜/箱安裝有源濾波裝置APF。3.在各二級配電間內(nèi)預(yù)留有源濾波裝置APF安裝位置,以便業(yè)主在招商后根據(jù)設(shè)備的運行情況按需設(shè)置APF。

      結(jié)語:

      以上是筆者在上海虹橋商務(wù)區(qū)某倉儲項目變配電設(shè)計上的一些體會。該項目建筑體量大,功能多,且需要預(yù)留工藝設(shè)備的安裝容量。建設(shè)方對同類項目的操作經(jīng)驗非常豐富,對建筑的層高等有著較為詳細(xì)的設(shè)計要求。因此本項目對于變電站的選址、設(shè)備布置以及線路敷設(shè)等都帶來了極大的挑戰(zhàn)。希望本案例能拋磚引玉,為廣大同行提供設(shè)計思路,考慮欠妥之處還望同行批評指正。

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