一、供電方案
采用兩個獨立的10kV電源供電，每個電源均能提供75%的負荷用電。同時設(shè)置柴油發(fā)電機作為特別重要負荷、消防負荷及相關(guān)重要負荷的應急電源。對于供電方案的確定從以下兩方面進行考慮:
1)供電可靠性。大型商業(yè)項目一般位于省會以及各大城市，供電電源比較可靠，臨時停電的情況較少，限電的情況在用電緊張時期偶爾會發(fā)生，一般會避開大型商業(yè)，因此不需另外設(shè)置獨立于電網(wǎng)的自備電源供普通的常規(guī)負荷。海岸城廣場位于深圳市南山區(qū)，供電情況良好，臨時停電或限電的情況沒有發(fā)生過。
2)供電質(zhì)量。目前大型城市的供電質(zhì)量均比較良好，對于電壓波動、偏差、閃變、頻率偏差、諧波和三相電壓不平衡都能有效控制。經(jīng)過核算并綜合考量，兩套方案均能滿足規(guī)范要求和使用要求，其中方案一的可靠性較高，方案二較實用。根據(jù)供電的實際情況，附近的10kV開關(guān)站出線均已接近全部使用，能夠提供兩個獨立的10kV電源已實屬不易，想要接取三個獨立電源不太現(xiàn)實，因此采用方案二。變電所總?cè)萘康拇_定方案設(shè)計階段根據(jù)建筑物的用電指標進行估算，建筑物的用電指標參考如下:
1)全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施－電氣(2003版)推薦的用電指標:大中型商業(yè)建筑為60～120W/m2。
2)《民用建筑電氣設(shè)計手冊》(第2版)推薦的用電指標:大中型商業(yè)建筑為70～130W/m2。
3)全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施－電氣(2009版)推薦的用電指標:大中型商業(yè)建筑為60～120W/m2，變壓器容量指標為90～180V•A/m2。考慮到項目是一個超大型的商業(yè)建筑，而且定位較高，同時根據(jù)其他已建成的項目如金光華廣場、華潤萬家和益田假日廣場的設(shè)計容量，相關(guān)業(yè)態(tài)的用電指標確定為:普通商業(yè)建筑120W/m2;特殊商業(yè)建筑200W/m2;餐飲建筑300～500W/m2(根據(jù)餐飲面積的大小確定);電影院、溜冰場的負荷容量約為250kW，以最后專業(yè)公司提供的容量為準;地庫15W/m2，超市150W/m2。由于餐飲建筑所占比例較大，接近30%，初步確定為130～140V•A/m2。施工圖完成后確定采用9臺容量為2000kV•A的變壓器，變壓器容量指標約為135V•A/m2。由于本項目的良好地段和業(yè)主的優(yōu)惠政策，商業(yè)的出租率基本上是100%。經(jīng)過一年的正常運營后，業(yè)主召開總結(jié)會，進行了實地考察，最熱月滿負荷時變壓器的負荷率是69%，運營效果基本良好。同時69%的負荷率對變壓器來講是一個比較經(jīng)濟節(jié)能的運行點。經(jīng)過對各商業(yè)進行分析，商業(yè)內(nèi)雖有租戶的調(diào)整和變化，但業(yè)態(tài)種類的變化在已確定的區(qū)域內(nèi)不是很大。由于地理位置優(yōu)越，一層的餐飲建筑面積擴張較大，出現(xiàn)了部分用電緊張的情況，如一些臺位的增加(使用電爐)，通過變電所內(nèi)部分配回路的調(diào)整，使得整體商業(yè)有一個自身擴容的余量。因此在后期用電容量有一定增加的情況下，不需要做整體的增容，只需在內(nèi)部調(diào)整就能夠解決。
二、單臺變壓器容量的確定
中國申辦奧運會之后，隨著大型場館的不斷興起以及大體量及超大體量項目的涌現(xiàn)，單臺變壓器的容量不斷向大容量挑戰(zhàn)，直到2500kV•A甚至3200kV•A。這在工業(yè)電氣設(shè)計中并不罕見，但在民用建筑電氣設(shè)計中用量相對較少，同時由于上一級開閉所的限制，因此過大容量的變壓器在使用上會受到一定的限制，建議采用2000kV•A以下的變壓器較為適宜。根據(jù)當時JGJ16—92民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范第4.3.6條規(guī)定，變壓器低壓側(cè)電壓為0.4kV時，單臺變壓器容量不宜大于1000kV•A。該規(guī)范出臺為1992年，出臺時間較早，目前根據(jù)JGJ16—2008民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范第4.3.6條，變壓器低壓側(cè)電壓為0.4kV時，單臺變壓器容量不宜大于1250kV•A。廣州等大城市供電局對專用變壓器的設(shè)置要求是不宜大于1600kV•A。根據(jù)上述規(guī)范及標準，結(jié)合變壓器當時的使用情況，并根據(jù)商業(yè)面積高價值的要求，在既滿足相關(guān)規(guī)范及部門的技術(shù)要求，又滿足商業(yè)性價比的需要的條件下，變壓器的容量建議取值為1600～2000kV•A。海岸城廣場采用9臺容量為2000kV•A的變壓器。
三、變電所位置的確定
根據(jù)民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范和相關(guān)設(shè)計手冊，變電所位置的選擇原則為:①深入或接近負荷中心。②接近電源側(cè)。③進出線方便。④設(shè)備吊裝運輸方便。⑤不應設(shè)在廁所、浴室、廚房或其他經(jīng)常積水場所的正下方，且不宜與上述場所貼臨，如果貼臨，相鄰隔墻應做無滲漏、無結(jié)露等防水處理。⑥不應設(shè)在有劇烈振動或有爆炸危險介質(zhì)的場所。考慮到本項目體量較大，在變電所的設(shè)置上進行了認真研究和探討，供電半徑的界定是設(shè)置變電所的關(guān)鍵，主要從以下幾個方面考慮:
1)原則上的界定。全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施－電氣(2009年版)第3.1.3.2規(guī)定，低壓線路的供電半徑應根據(jù)具體供電條件，干線一般不超過250m。當供電容量超過500kW(計算容量)，供電距離超過250m時，宜考慮增設(shè)變電所。在本次設(shè)計中將供電半徑設(shè)置在標準的范圍之內(nèi)。2)當供電半徑超過相關(guān)標準要求則需要準確核算，可以先從電壓損失角度考慮，根據(jù)三項平衡負荷線路的電壓損失計算公式:Δu%=??3/10Un(Ｒ0'cos?+X0'sin?)。計算電壓損失百分數(shù)Δu%。根據(jù)JGJ16—2008民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范第3.4.4條規(guī)定，用電單位受電端供電電壓的偏差允許值應符合下列要求:1)220V單相供電電壓允許偏差應為標稱系統(tǒng)電壓的+7%、－10%。
2)線路的電壓損失一般考慮小于4%，利用上述公式經(jīng)計算后可以確定，變壓器的電壓損失一般小于2.7%。因此小于7%，滿足規(guī)范要求。由于計算電流一般情況下選用的為額定值并考慮了一定的余量，因此實際的電流一般會小于計算電流，電壓損失會更小。在實際運行中，能小于5%，也能滿足JGJ16—2008規(guī)范民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范第3.4.5條的要求。
3)在考慮電壓損失的同時，還應從短路容量考慮，從系統(tǒng)容量、變壓器、母線以及低壓線路幾個方面統(tǒng)一考慮。歸算到變壓器低壓側(cè)的高壓系統(tǒng)的阻抗根據(jù)下式計算Zs=(cUn)2/Ss″×103式中，Zs為歸算到變壓器低壓側(cè)的高壓系統(tǒng)阻抗，mΩ;Un為變壓器低壓側(cè)的標稱電壓，0.38kV;c為電壓系數(shù)，計算三相短路電流時取1.05。變壓器阻抗根據(jù)下式計算ZT=(UK%/100)×(U2r/Sr)當電阻值允許忽略不計時XT=(UK%/100)×(U2r/Sr)線路的零序阻抗根據(jù)下式計算Z(0)=Z(0)ph+3Z(0)p=［Ｒ(0)ph+3Ｒ(0)p］2+［X(0)ph+3X(0)p］??2式中，Z(0)為低壓配電線路的零序阻抗;Z(0)ph為相線的零序阻抗;Z(0)p為保護線的零序阻抗;Ｒ(0)ph、X(0)ph為相線的零序電阻和電抗;Ｒ(0)p、X(0)p為保護線的零序電阻和電抗。線路的相保阻抗計算根據(jù)下式計算Zph=(Ｒ2php+X2php??)式中，Zph為線路的相保阻抗;Ｒphp為相保電阻;Xphp為相保電抗。通過上述公式可計算三相短路電流和單相接地短路電流，從而確保供電半徑內(nèi)的設(shè)備供電滿足要求。關(guān)于海岸城廣場變電所的設(shè)置將從以下兩方面進行考慮:
1)一方面從技術(shù)規(guī)范角度，根據(jù)前面提到的《民用建筑電氣設(shè)計手冊以及全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施》中的要求，結(jié)合電壓損失計算公式計算，一般容量(200kW以下)的負荷干線供電300m左右基本上均能滿足要求。在滿足單層并排敷設(shè)條件下，根據(jù)民用建筑電氣設(shè)計手冊或工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊的相關(guān)參數(shù)選取的電纜規(guī)格(可選取單層敷設(shè)在墻、地板或無孔托盤上選項，一般干線都敷設(shè)在托盤上，且敷設(shè)回路數(shù)多于9根)，通過計算，基本上也能滿足短路電流計算的要求。海岸城廣場長218m，寬176m，地上部分寬138m。其中地上1層中部為市政道路，2層以上連通。結(jié)合項目的實際情況，一個變電所在技術(shù)上是可行的。
2)另一方面，從占地面積、物業(yè)管理的運營維護的角度來考慮，根據(jù)供電部門的相關(guān)要求以及工程的實際情況，變電所設(shè)于地下1層。而地下1層多為商業(yè)的黃金地帶，變電所數(shù)量越少面積越省，供商業(yè)使用的空間越多。同時，變電所越少，運營管理越簡單方便，運營維護成本也更低。海岸城廣場東西向較長，約為218m，如設(shè)兩個變電所，用電設(shè)備的配電及安裝較為方便。但從綜合技術(shù)要求及性價比兩方面來考慮，認為設(shè)置一個變電所在增加商業(yè)空間以及建成后的運營維護管理方面都有較大的優(yōu)勢，且一個變電所足以滿足本工程的供電需求。因此確定建立一個變電所。在變電所的位置選擇上，盡可能不占用可能作為商業(yè)用途的位置。結(jié)合建筑平面及結(jié)構(gòu)圖樣，認為設(shè)在商業(yè)和車庫交界的位置比較理想，對商業(yè)和公共配套區(qū)域的配電分區(qū)明確，分布合理，同時靠近大用電量的機電設(shè)備用房，做到了節(jié)能和環(huán)保。
四、結(jié)束語
通過以上對海岸城大型商業(yè)項目供配電的介紹可知，在大型商業(yè)的電氣設(shè)計中，經(jīng)濟性、可靠性是關(guān)鍵。并且，一般大型商業(yè)項目的業(yè)態(tài)會隨著經(jīng)營狀況而不斷變化調(diào)整，只有靈活機動的配電方案才能以不變應萬變，確保商業(yè)項目可持續(xù)性發(fā)展的供電需求。另外，隨著我國的國際化進程的加快，需要了解各種不同區(qū)域的用電情況。通過研究香港中國電力公司的相關(guān)數(shù)據(jù)，了解到內(nèi)地和香港的用電量使用上的差距，為電氣設(shè)計提供一定的參考，以期讓目前的電氣設(shè)計能與國際接軌，并在若干年后依然先進。以下為香港地區(qū)的用電量供參考:①復雜商業(yè)為0.3kV•A/m2。②百貨商店(包括餐飲)為0.66kV•A/m2。③百貨商店(不包括餐飲)為0.4kV•A/m2。
作者：莫建文 單位：上海科進咨詢有限公司深圳分公司