摘要：介紹新國光商住廣場供配電系統(tǒng)的構(gòu)成，10kV雙環(huán)網(wǎng)配電系統(tǒng)的優(yōu)點，柴油發(fā)電機(jī)容量的選擇，防雷及接地系統(tǒng)的設(shè)計等。 

關(guān)鍵詞：商住廣場 供配電 防雷設(shè)計 

1 工程概況
　　本工程位于溫州市舊城區(qū)信河街東側(cè)，西臨松臺廣場，東接五馬商業(yè)步行街。總用地面積為2．72公頃(40．5畝)?？?A class=content_a href="http://www./class_free/149_1.shtml">建筑面積143000m2(含地下建筑面積27000m2)，建筑高度99．5m，主體建筑地上31層，地下2層。平面型體采用八字型布局(其頭部東接五馬街)，與對面松臺山遙相呼應(yīng)，將松臺廣場擁抱、圍合成為市民休閑性中心廣場。在八字型基地的內(nèi)部布置有下沉式商業(yè)廣場。
　　建筑物主要功能為商、住，主樓(1~4層裙房主體為八字型的兩座建筑，對稱地、均分在五馬街的南北側(cè)各一座)的1~3層為商場及少量辦公，4層為技術(shù)層及住宅的社區(qū)服務(wù)，5~30層為高檔商品住宅。在八字型的一側(cè)布置A座、B座和C座，另一側(cè)布置D座、E座和F座，共計六棟點式高層住宅。在八字型的頭部即C和D座的26層(距地81m)處用鋼結(jié)構(gòu)連廊連通(布置2層空中觀景茶吧)，面對松臺廣場形成高大的、橫跨五馬商業(yè)步行街的拱形門洞，現(xiàn)已成為溫州市有名的標(biāo)志性、立體景觀建筑。
　　同樣在八字型的頭部C和D座處地下室也連通為一體(南北長達(dá)220m)，地下1、2層在住宅塔樓落地部分為人防兼自行車庫或倉庫，其余部分為汽車庫(3層機(jī)械式立體車庫)、發(fā)電機(jī)房、冷凍機(jī)房、水泵房。
2 供配電設(shè)計
2．1 供電電源
　　本工程屬一類高層建筑，其消防設(shè)備及應(yīng)急照明為一級負(fù)荷，客梯、生活水泵、機(jī)械車庫動力、樓道照明及地下室照明等均為二級負(fù)荷。故須由2個不同的變電站引來2路獨立的電源供電，供電電壓為10kV。
　　另外為了確保供電的可靠性，還設(shè)置了柴油發(fā)電機(jī)作為應(yīng)急后備電源，應(yīng)急照明燈均自帶備用鎳鎘電池，各弱電機(jī)房均自備UPS不間斷電源。
2．2 用電負(fù)荷及變配電所設(shè)置
　　根據(jù)負(fù)荷分布，在本大樓裙房2層(供電局要求設(shè)在2層)設(shè)有2個變電所：八字型的A—B—C座一側(cè)為1#變電所，D—E—F座一側(cè)為2#變電所。2個變電所內(nèi)均設(shè)有環(huán)網(wǎng)室兼住宅變(公變)配電室、商場(專變)高低壓變配電室、變壓器室、值班室。新國光商住廣場用電負(fù)荷見表1。
2．3 應(yīng)急用電負(fù)荷及柴油發(fā)電機(jī)容量的選擇
2．3．2 柴油發(fā)電機(jī)容量的選擇
　　柴油發(fā)電機(jī)的輸出功率，既要滿足火警時消防設(shè)備的需要，又要滿足非火警故障時保障用電負(fù)荷的需要，同時還須滿足最大一臺電動機(jī)啟動的要求。由上表可知，本工程選配的柴油發(fā)電機(jī)應(yīng)滿足以下2個條件：
a．發(fā)電機(jī)的輸出功率須≥609kW；
b．發(fā)電機(jī)的輸出功率須≥527kW× 1．2(可靠系數(shù))，即≥632kW。
　　取其大者，故選配了一臺713DFHB型美國康明斯柴油發(fā)電機(jī)，其常用輸出功率為664kW／800kV·A，備用輸出功率約為713kW，能滿足最大一臺電機(jī)(110kW)啟動的要求。
　　柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)在地下1層。柴油發(fā)電機(jī)配電柜分2路輸出，1路引至1#變電所(A—B—C座)的低壓配電屏。另1路引至2#變電所(D—E—F座)的低壓配電屏。在引入處，柴油發(fā)電機(jī)提供的電源與市電常供電源開關(guān)須相互聯(lián)鎖(機(jī)械和電氣)，不得并網(wǎng)運行。當(dāng)市電2路電源因故均斷電時，柴油發(fā)電機(jī)自動起動，提供應(yīng)急備用電源，火警時保證消防設(shè)備用電，故障時(非火警)保證重要負(fù)荷用電。
2．4 高壓配電系統(tǒng)(變配電系統(tǒng)構(gòu)成見圖1)特點
2．4．1 雙環(huán)網(wǎng)多電源
　　高壓側(cè)l0kV配電系統(tǒng)采用2進(jìn)2出的雙線雙環(huán)網(wǎng)同時供電(見圖2)，開環(huán)運行方式。正常時(1#，Ⅱ#)2路l0kV電源分別由溫州市“九山變”和“小南變”2個110kV變電站的10kV側(cè)引至→隔壁2#地塊“信河公寓”的環(huán)網(wǎng)室→本工程的2#變電所(D—E—F座)的環(huán)網(wǎng)室→1#變電所(A—B—C座)的環(huán)網(wǎng)室→3＃地塊的l0kV開閉所。
3＃地塊的10kV開閉所是附近地塊幾個雙環(huán)網(wǎng)供電的開環(huán)點及提供2路后備電源的開關(guān)站(附設(shè)在本工程裙房G座1層，故也由筆者負(fù)責(zé)設(shè)計)。開閉所的2段母線之電源由溫州市“廣場變”的10kV側(cè)不同電源的2段母線直接引來。正常時“廣場變”不供電，并且開閉所的所有環(huán)網(wǎng)進(jìn)出線開關(guān)均為斷開狀態(tài)，故其2段母線均不帶電。僅當(dāng)某路環(huán)網(wǎng)供電出故障或檢修時，譬如本工程的I＃或Ⅱ＃任一路10kV電源發(fā)生故障或檢修時，在切除I＃或Ⅱ＃電源，隔離故障段后，合上3＃地塊10kV開閉所的相應(yīng)開關(guān)就可由“廣場變”反方向提供另外2路備用電源(別的幾路環(huán)網(wǎng)亦類同)。
2．4．2 全部采用負(fù)荷開關(guān)+熔斷器的環(huán)網(wǎng)柜
　　本工程10 kV配電系統(tǒng)(含3＃地塊開閉所)環(huán)網(wǎng)室及高壓配電室均采用施耐德公司生產(chǎn)的SM6型環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜，電源進(jìn)出線間隔內(nèi)設(shè)負(fù)荷開關(guān)，變壓器出線間隔設(shè)帶熔斷器的負(fù)荷開關(guān)加接地開關(guān)，且開閉所和各環(huán)網(wǎng)室的環(huán)網(wǎng)進(jìn)出線開關(guān)均帶有電動操作機(jī)構(gòu)和“三遙接口”。
　　因此，本工程10kV配電系統(tǒng)具有供電可靠性高，配電網(wǎng)線路簡單、經(jīng)濟(jì)、管理方便，環(huán)網(wǎng)柜體積小、價格低、開關(guān)繼電保護(hù)及操作簡單、故障率低、運行維護(hù)工作量小、可遠(yuǎn)程控制、便于實現(xiàn)電網(wǎng)供電自動化管理等優(yōu)點。
2．5 低壓配電系統(tǒng)
　　變電所低壓側(cè)也采用單母線分段，2路電源同時供電、分列運行，中間設(shè)有聯(lián)絡(luò)開關(guān)，當(dāng)一路電源或變壓器故障時可以進(jìn)行切換以保證重要負(fù)荷用電。
2．5．1 計量
　　商場專變采用高壓側(cè)設(shè)總計量，低壓側(cè)設(shè)分計量。住宅公變采用低壓側(cè)設(shè)總計量、住宅分計量到戶。分戶計量表箱設(shè)在各層豎井配電小間內(nèi)，且可將信息遠(yuǎn)傳至物業(yè)管理中心實行集中抄表。
2．5．2 無功補(bǔ)償
　　采用低壓干式電容器集中補(bǔ)償，補(bǔ)償?shù)焦β室驍?shù)達(dá)0．94以上，以保證10kV側(cè)功率因數(shù)≥0．9，符合供電局的要求。
2．5．3 配電方式
　　采用樹干式或放射式相結(jié)合的配電方式。
2．5．4 線路敷設(shè)
　　豎向走線，在住宅樓A、B、C、D、E、F座中心均各設(shè)有一個強(qiáng)電豎井從地下2層直到屋頂機(jī)房層，而從變電所到地下層設(shè)備用房則另設(shè)有強(qiáng)電豎井，作為給地下層冷凍機(jī)房、柴油發(fā)電機(jī)房、水泵房等處供電的母線槽或大截面電纜的專用通道。橫向水平走線則沿防火電纜橋架在通道或商場吊頂內(nèi)敷設(shè)。
2．5．5 電纜選擇
　　干線采用ZR—VV型阻燃電纜，各分支線采用ZR—BV型阻燃導(dǎo)線穿鋼管或金屬線槽(商場)沿墻、沿樓板、沿吊頂內(nèi)暗敷。
　　高層住宅主干線采用三相四線電纜，由變電所引至強(qiáng)電豎井后改用密集型插接式母線槽。
2．5．6 接地型式
　　低壓配電系統(tǒng)采用TN—S制，用電設(shè)備采用保護(hù)接地，設(shè)專用的PE線。沿各強(qiáng)電豎井豎向通長敷設(shè)一根50× 5銅排作為PE干線(由基礎(chǔ)接地主鋼筋引出)，另外隨2層橫向橋架引來的PE干線(由變電所局部等電位聯(lián)結(jié)端子排引出)ZR—VV—1×185mm2(向每座強(qiáng)電豎井各引一根)，在進(jìn)入豎井后即與井內(nèi)豎向PE干線(50× 5銅排)可靠聯(lián)結(jié)為一體。豎井每層都要作好由PE干線引出的保護(hù)接地專用端子排，地下層及住宅各層配電箱之PE線均由此引出。
　　冷凍機(jī)、商場及部分放射式配電設(shè)備的Px線隨各自的電源線由變電所引出(即三相五線)。
　　電纜溝支架、電纜橋架的保護(hù)接地線，由變電所接地網(wǎng)焊接引出—25×4鍍鋅扁鋼各自隨支架或橋架敷設(shè)，并與其焊接連通。
2．5．7 消防設(shè)備配電
　　消防設(shè)備配電采用NH—VV耐火電纜或NH—BV耐火導(dǎo)線穿鋼管暗敷，且雙路電源供電，末端自動切換。

3 防雷、接地及等電位聯(lián)結(jié)

　　本工程為二類防雷建筑物。接地型式為TN—S系統(tǒng)。防雷接地、變壓器中性點工作接地、保護(hù)接地、弱電設(shè)備接地均共用接地裝置，即利用建筑物結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)鋼筋網(wǎng)作為共用接地極，其實測接地電阻不得大于1Ω。

3．1 防雷接閃器

　　用—40×4鍍鋅扁鋼在各棟住宅樓頂部，沿女兒墻、樓梯間、電梯機(jī)房屋頂四周暗敷，并焊接連通成環(huán)狀作為避雷連接線，避雷短針(用Φ12鍍鋅圓鋼高600mm間距3m)與避雷連接線焊接連通作防雷接閃器。

　　因在C和D座住宅大樓頂部有高出屋面8m的玻璃棚鋼構(gòu)架，且在C和D座的26-28層(距地81~90m)處，采用鋼結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)成一體，建有2層空中茶吧(長30m、寬8m、高9m)。故在C和D座屋頂鋼構(gòu)架的頂端各加裝了一根Satelit／ESE6000型提前放電避雷針作接閃器，以便更好地保護(hù)空中茶吧。

　　所有屋面板(含裙房)內(nèi)各2根≥Φ20的主鋼筋均相互焊接連通在屋面形成不大于10m×10m的網(wǎng)格，并就近與屋面避雷帶、避雷針及防雷引下線焊接連通。

3．2 引下線

　　利用結(jié)構(gòu)柱內(nèi)對角線2根(≥Φ20)主鋼筋，從上到下焊接連通，并作好專用標(biāo)記，引下線間距≤18m。在每根引下線距室外地坪下-0．8m處焊接引出-50× 5鍍鋅扁鋼(為防腐蝕，包裹水泥沙漿后)埋地伸向室外，距外墻距離≥1．5m(本工程在實際施工中已將其引至環(huán)狀焊接連通的施工保護(hù)用的護(hù)坡鋼樁，并與之焊接連通)。

　　防雷引下線其上端與接閃器(避雷帶、避雷網(wǎng)格、避雷針)，下端與接地裝置，中間與各層均壓環(huán)均相互焊接連通。

3．3 接地裝置

　　利用結(jié)構(gòu)樁基基礎(chǔ)及承臺外側(cè)周邊內(nèi)各2根(≥Φ20)主鋼筋相互焊接連通作垂直接地體，周邊地梁上部的2根(≥Φ20)主鋼筋相互焊接連通成環(huán)形水平接地體。網(wǎng)格狀的地梁內(nèi)各2根、(≥Φ20)主鋼筋均相互焊接連通作為接地干線，與垂直接地體及環(huán)形水平接地體均相互焊接連通(并與所在處底板內(nèi)主鋼筋焊接連通)作為共用接地裝置。接地電阻不得大于1Ω(實測為0．3Ω)。

3．4 均壓環(huán)

4層(即裙房屋頂)以上，每層利用外墻周邊圈梁內(nèi)2根(≥Φ20)主鋼筋相互焊接連通作均壓環(huán)，并與經(jīng)過的防雷引下線焊接連通，同時在該處與所在層樓板鋼筋網(wǎng)焊接連通。

3．5 等電位聯(lián)結(jié)

　　本工程等電位聯(lián)結(jié)包括以下幾部分：

a．住宅和商場屋頂?shù)牟Ａ镤摻Y(jié)構(gòu)及所有突出屋面的金屬構(gòu)件、金屬爬梯、金屬屋面板、金屬欄桿均與屋面避雷帶焊接連通。

b．突出屋面的冷卻塔、風(fēng)機(jī)、航空障礙燈等設(shè)備不帶電的金屬外殼及其支架、水管、風(fēng)管、電線管等均與屋面避雷帶作等電位聯(lián)結(jié)。

c．空中茶吧的鋼屋面、鋼構(gòu)架的上部及下部底端均多點分別與避雷帶、均壓環(huán)或防雷引下線焊接連通，并按結(jié)構(gòu)要求在焊接處作軟彎(余量大于300mm)。

d．每層外墻的金屬欄桿、門窗等與均壓環(huán)連通(每一構(gòu)件不少于兩處)。玻璃幕墻的支架、鋼龍骨等(每層、多點)與均壓環(huán)連通成等電位，以防側(cè)擊雷。

e．架空或埋地進(jìn)出建筑物的所有金屬管道、金屬構(gòu)件、電纜金屬外皮及其保護(hù)鋼管等，在進(jìn)出建筑物處(通過與由基礎(chǔ)接地主鋼筋網(wǎng)焊接引出的200×200×6預(yù)埋鋼板相連通)與防雷接地裝置作等電位聯(lián)結(jié)。

f．各管道井及各電梯井所在處，均由基礎(chǔ)接地主鋼筋網(wǎng)焊接引出-40×4鍍鋅扁鋼與金屬管道及電梯導(dǎo)軌作等電位聯(lián)結(jié)。

g．住宅衛(wèi)生間作輔助等電位聯(lián)結(jié)，并設(shè)置等電位聯(lián)結(jié)端子箱。

h．水泵房、冷凍機(jī)房均設(shè)有局部等電位聯(lián)結(jié)用端子板(用40× 4鍍鋅扁鋼由基礎(chǔ)接地主鋼筋網(wǎng)焊接引出)。

3.6 柴油發(fā)電機(jī)房工作接地

　　室內(nèi)環(huán)形接地干線采用50× 5鍍鋅扁鋼，與柱上由基礎(chǔ)接地主鋼筋網(wǎng)焊接引出的4塊200×200×6預(yù)埋鋼板焊接連通，并與機(jī)房等電位聯(lián)結(jié)LEB端子板焊接連通。LEB端子板另外再與2根直接由基礎(chǔ)接地主鋼筋網(wǎng)焊接引出的50× 5鍍鋅扁鋼焊接連通，以保障實測接地電阻不大于1Ω。

3．7 變電所工作接地

　　室內(nèi)環(huán)形接地干線采用50× 5鍍鋅扁鋼，與柱內(nèi)8塊200×200×6預(yù)埋鋼板焊接連通(通過柱內(nèi)2根≥Φ20主鋼筋與基礎(chǔ)接地主鋼筋網(wǎng)焊接連通而接地)，并與室內(nèi)等電位聯(lián)結(jié)LEB端子板連通。另外再用2根50×5銅排直接由基礎(chǔ)接地主鋼筋網(wǎng)焊接引上與LEB端子板聯(lián)結(jié)(以保障接地電阻不大于4Ω)。各變壓器中性點均用50× 5銅排與LEB端子板連通接地。

3．8 消控中心及各弱電機(jī)房工作接地

　　均直接從基礎(chǔ)接地主鋼筋網(wǎng)焊接引出，采用一根BVR-50mm2導(dǎo)線穿UPVC32管，暗敷引至各機(jī)房工作接地端子板。弱電豎井豎向通長敷設(shè)一根40×4銅排作為接地干線(由基礎(chǔ)接地主鋼筋網(wǎng)焊接引出)。

3．9 過電壓保護(hù)

　　變壓器高壓側(cè)裝有氧化鋅避雷器，低壓側(cè)裝有過電壓電涌保護(hù)器。高層屋頂電梯等設(shè)備的配電箱、高層住宅的各層總配電箱、消控中心及各弱電機(jī)房的配電箱均裝有過電壓電涌保護(hù)器。

參考文獻(xiàn)

1 戴瑜興主編．民用建筑電氣設(shè)計手冊．北京：中國建筑工業(yè)出版社，1999：53~163，704~776

2 中國航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計研究院編．工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊．第二版．北京：水利電力出版社，1994：22~51，675~709