房地产开发项目供电方案设计分析

陈新伟

(上海璟东房地产开发有限公司,上海 200125)

1 供电方案的重要性

地产开发过程中供电方案至关重要，包含项目供电安装容量、开关站及变电站位置、尺寸及土建条件,将直接影响项目供电方案申报和项目规划总图批复。

2 编制供电方案应遵循安全、可靠、经济、合理的原则

2.1 安全性

应满足电网和项目安全用电的要求,确保用户对电网电能质量的影响满足国家标准的规定。

2.2 可靠性

供电电源、应急电源的供电线路、接入方式、运行方式等应合理可靠，满足对项目供电可靠性的要求。

2.3 经济性

应满足项目近期和远期对电力的需求，变压器容量、台数选用适当；无功补偿装置配置应符合国家和电力行业标准规定，计量方式、计量点设置、计量装置选型配置正确。

2.4 合理性

项目用电性质分类正确；供电电压选择合理。

3 供电方案编制前需向供电部门索要原始设计资料

原始设计材料主要包括以下几方面：

(1)供电电压、线路规格、长度及回路数。

(2)电网中性点接地方式及电网系统单相接地电容电流值。

(3)供电端的继电保护方式(有无自动化合闸装置等)及对用户受电端的继电保护设置和时限配合的要求。

(4)对功率因数的要求。

(5)对大型特殊用电负荷启动和运行方式的要求。

(6)电能计量要求(计费专用电能计量装置或专用电能计量柜的安装位置是在进线断路器之前还是之后)及电费收取方式(包括计算方式、奖惩规定、地区电价等)。

(7)供电端电源母线的电压在最大负荷和最小负荷时的电压偏差范围。

4 建筑分类

根据项目规划经济技术指标条件,包括各业态(商业、办公、酒店、住宅、地下车库)建筑高度、建筑面积、容积率等规划条件，依据《建筑设计防火规范》(GB 50016-2014)中的建筑分类(表1),确定项目建筑分类。

表1 建筑分类

5 负荷分级

结合建筑分类并依据《建筑设计防火规范》(GB 50016-2014)电气配电及依据《民用建筑电气设计规范》(JGJ 16-2008)附录A民用建筑各类建筑确定用电负荷分级(表2)。

表2 民用建筑用电负荷分级

一级负荷：一级负荷的供电系统应有两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。

二级负荷：二级负荷的供电系统宜由两回线路供电，以保证开关、线路损坏引起的断电。

“两个电源”是指两个独立的、互不影响的电源。

“两回线路供电”是指供电的线路有两回，这两回线路可能是一个电源，也可能是两个电源。

6 电压等级确定

6.1 《民用建筑电气设计规范》(JGJ 16-2008)

当用电设备总容量在250 kW及以上或变压器容量在160 kVA及以上时，宜以10(6)kV供电；当用电设备总容量在250 kW以下或变压器容量在160 kVA以下时，可由低压供电。

6.2 国家电网公司《业扩供电方案编制导则》

客户用电设备总容量在250 kW及以下或需用变压器容量在250 kVA及以下者，可采用低压380 V供电(表3)。在用电负荷密度较高的地区，经过技术经济比较，采用低压供电的技术经济性明显优于高压供电时，低压供电的容量可适当提高。

表3 供电压等级的确定标准

7 负荷计算

(1)方案设计或初步设计阶段确定计算容量时，可采用单位指标法，并根据估算结果确定变压器容量和台数，各类建筑物的指导用电指标见表4。

表4 各类建筑物的单位建筑面积用电指标

(2) 依据《建筑电气常用数据》(19DX101-1)、供电部门指导用电指标、地产开发企业机电设计指标，变压器配置容量指标，并结合变压器节能评价指标,估算下列指标：

① 变压器安装容量=住宅用电负荷×KP+公共建筑用电负荷×KP+地下车库用电负荷×KP+电动汽车充电装置负荷×KP。KP为配置系数， 综合考虑同时率、功率因数、设备负载等因素确定。

② 根据变压器配置指标估算项目安装容量。S=[商业面积(m2)×商业变压器容量指标(VA/m2)+办公面积(m2)×办公变压器容量指标(VA/m2)+…+…]/1 000。

8 变电站布置

8.1 变电站布置原则

根据《20 kV及以下变电所设计规范》(GB 50053-2013)，变电站布置原则如下：

(1)宜靠近负荷中心(节能、节约成本)。

(2)宜靠近电源侧(节约成本、便于施工)。

(3)应方便进出线(便于施工及后期维护)。

(4)不应设置在距离振动或者高温场所。

(5)不应设置在厕所、浴室、厨房或者其他有积水的地方的正上方、正下方，也不宜与设置在上述场所贴邻的地方，当贴邻时，相邻的隔墙应做无渗漏、无结露的防水处理。

依据《住宅建筑电气设计规范》(JGJ 242-2011)中的4.2.1条，单栋住宅建筑用电设备容量为250 kW以下时，宜多栋住宅集中设置配电所；单栋住宅建筑用电设备总容量在250 kW以上时，宜每栋住宅设置配电所。假设每栋单体供电容量为300 kW，结合以上条件，提出一种变电站布置方案，如图1所示。

图1 变电站布置方案示意图

变电站的设置牵涉到各专业各部门，如消防车道、消防登高场地、交通动线、园林绿化、建筑日照分析、防火间距等，上述明显方案不合理，设计不仅要考虑国家规范，还要考虑设计的合理性、便捷性、成本、人性化等因素。

8.2 供电半径压降校验

线路电压损失如图2所示。

图2 线路电压损失示意图

电压偏差计算公式如下：

ΔUx=δUl+e-∑ΔU

式中：ΔUx为线路末端的电压偏差,%；ΔUl为线路首端的电压偏差,%；e为变压器分接头的电压提升,%；ΔU为线路总的电压损失,%。

利用《工业与民用供配电设计手册》(上册)表9.4-3中所提出的线路电压降计算公式校验供电半径：

Δu%=ΔUa%IL

式中：Δu%为电压损失百分比,%;ΔUa%为三相线路每1A·km的电压损失百分数，%/(A·Km)[电压降%/(A·km),可查《工业与民用供配电设计手册》(上册)表9.4-19];I为负荷计算电流，A;L为线路长度，km。

在供电容量、负荷计算电流不变的情况下，增加电缆截面积，可增加低压供电半径。

分析线路电压降计算公式的计算结果可知：在供电半径满足150 m时，电压降满足干线压降小于2%；在满足干线压降2%时，供电半径在150 m基础上可增加30～50 m；如果电缆截面积扩大一级，则供电半径可增加约40 m，供电半径约250 m。这也满足《全国民用建筑工程设计技术措施——电气》2009中第3.1.3条第2款的规定：低压线路的供电半径，干线一般不超过250 m。

8.3 合理的变电站设置方案

合理布设变电站位置，除了要考虑项目总安装容量外，还要结合项目当地供电局的相关要求。有的地方规定，电业变电站一般不允许设置在地下室；而北京顺义、杭州余杭、武汉等地则允许变电站设置在地下车库内，这样可以节约地面空间，优化绿化空间以及儿童、老人活动场所，提升小区居住品质。综合考虑各方因素，图3所示的变电站设置方案则相对较为合理：变电站及开关站靠近市政电源进线侧，进出线方便，便于设备运输及维护，又位于小区经济价值相对较低的部位，且满足供电半径不超过250 m,满足干线压降小于2%，满足防火间距3 m。考虑到住宅建筑的特殊性及电磁辐射和人居环境等因素的影响，建议室外变电站的外侧与住宅建筑外墙的间距不宜小于20 m。因为距离10/0.4 kV变压器外侧20 m处的电磁场强度一般小于10 V/m，处于安全范围。小于100 kW的配套用电、别墅用电采用电业分支箱配电，电业分支箱设置在绿化带内，进行绿化装饰处理。所以，地产开发在供电方案定案阶段，会综合考虑成本、国家技术规范、项目品质、客户入住体验、供电部门文件要求以及合理性等各方因素，以达到供电的安全、经济、可靠、合理。

图3 合理的变电站设置方案示意图

9 结束语

从项目启动到项目受电交付的项目开发周期全过程，电气专业在其中都至关重要，尤其是变电站的设置直接影响到供电配套成本、节能标准，影响人居住的周边环境、园区交通动线、园区园林绿化以及活动空间品质。