大型建筑物及建筑群配电杂谈-厉守生

1、中国建筑技术集团有限公司中国建筑技术集团有限公司 中中 国国 建建 筑筑 技技 术术 集集 团团 有有 限限 公公 司司 China Building Technique Group Co.,Ltd. 大型建筑物及建筑群大型建筑物及建筑群 配电杂谈配电杂谈 厉守生厉守生 中国建筑技术集团有限公司中国建筑技术集团有限公司 1、引言、引言 1）、设计：用自己的智慧，尽最大的努力，依据事物（配电）、设计：用自己的智慧，尽最大的努力，依据事物（配电 ）本身的自然规律，结合工程的实际，运用前人的经验，进）本身的自然规律，结合工程的实际，运用前人的经验，进 行负责人的创造性劳动。行负责人的创造性劳动。 2

2、）、目的：为建筑物、用户和使用者建立一个安全、可靠、）、目的：为建筑物、用户和使用者建立一个安全、可靠、 简单、方便且经济的提供、分配和使用电能的设施。简单、方便且经济的提供、分配和使用电能的设施。 中国建筑技术集团有限公司中国建筑技术集团有限公司 3）、要求：设计文件（说明、主要设备表、图纸和计算书）、要求：设计文件（说明、主要设备表、图纸和计算书） 应能让施工者完整、准确、正确且方便地掌握和实施设计应能让施工者完整、准确、正确且方便地掌握和实施设计 涉及的全部内容。涉及的全部内容。 4）、设计文件的编号）、设计文件的编号 设计文件的编号体系应完整，让所有的设备或装置具有唯设计文件的编号体系

3、应完整，让所有的设备或装置具有唯 一性一性 中国建筑技术集团有限公司中国建筑技术集团有限公司 图纸目录：按系统编制图纸目录：按系统编制便于设计与系统的阅读；便于设计与系统的阅读； 按建筑平面编制按建筑平面编制便于施工和安装。便于施工和安装。 中国建筑技术集团有限公司中国建筑技术集团有限公司 2.1用电负荷大，要求更高的电源电压用电负荷大，要求更高的电源电压 建筑物的电容量几乎与建筑面积成正比，建筑物的面积越建筑物的电容量几乎与建筑面积成正比，建筑物的面积越 大，用电负荷也越大，用电负荷也越大。工程上常用单位面积负荷密度来估大。工程上常用单位面积负荷密度来估 算建筑物或建筑群的总负荷和变电容量。

4、表算建筑物或建筑群的总负荷和变电容量。表2.1列出了部列出了部 分常用的建筑物单位面积装机容量分常用的建筑物单位面积装机容量 2、用电需求的特性 中国建筑技术集团有限公司中国建筑技术集团有限公司 建筑类型建筑类型负荷密度负荷密度 （w/m） 单位面积装机容量单位面积装机容量 （VA/ m） 10万万m建筑推荐的变压器装机建筑推荐的变压器装机 容量（容量（KVA） 备注备注 住宅住宅20-5015-302500 公寓公寓40-8030-605000 旅馆旅馆50-10040-806000 办公办公60-12050-9075000 商场商场50-11040-806000 大型商场大型商场70-14

5学校学校30-7030-504000 医院医院60-11040-806500 剧场剧场60-13050-1008000 体育馆体育馆60-11040-907000 展馆展馆60-16050-1208000 研发基地研发基地60-11050-807000 车库车库5-103-8600非机械停车非机械停车 注：供参考注：供参考 表表2.1 常用建筑物负荷密度及装机容量常用建筑物负荷密度及装机容量 中国建筑技术集团有限公司中国建筑技术集团有限公司 大型建筑物，为了节省有色金属，减少线路电能损失，大型建筑物，为了节省有色金属，减少线路电能损失， 要求尽可能高的电源电压深入负荷中

6、心。电能输送距离，要求尽可能高的电源电压深入负荷中心。电能输送距离， 当输电导体截面按经济电流密度选择时，其输电负荷距与当输电导体截面按经济电流密度选择时，其输电负荷距与 电源电压成正比。在不同电压下，导体截面按经济电流密电源电压成正比。在不同电压下，导体截面按经济电流密 度选择时，常用供电电压的推荐负荷距如表度选择时，常用供电电压的推荐负荷距如表2.2。 中国建筑技术集团有限公司中国建筑技术集团有限公司 表表2.2 常用不同电压的供电能力常用不同电压的供电能力 电压（电压（KV） 最大负荷距最大负荷距 （KW.km） 负荷的传输距离（负荷的传输距离（km） 500KW1000 KW2000

7、KW5000 KW 10000 KW 20000 KW 0.2220.00.040.020.01 0.3861.30.120.060.03 6240004824124.82.41.2 105000010050251052.5 35（架空线）（架空线）1500003001507530157.5 注：本表按电缆导体截面按经济电流密度选择时的结果。 中国建筑技术集团有限公司中国建筑技术集团有限公司 若一个建筑物，变压器装机容量为若一个建筑物，变压器装机容量为8000KVA，平均负荷率，平均负荷率 按按0.6，则平均负荷功率，则平均负荷功率4800KW。从表。从表2.2可以看到，当电源可以看到，当电源

8、 电压为电压为10KV时，上级变电所应在时，上级变电所应在10km之内，否则应用更高电之内，否则应用更高电 源电压，或者增加供电回路。源电压，或者增加供电回路。 中国建筑技术集团有限公司中国建筑技术集团有限公司 从表从表2.2也可以看到：采用也可以看到：采用380V低电压供电，低电压供电，500KW宜限在宜限在 120m以内，以内，1000kw，宜在，宜在60m之内。所以当集中负荷大于之内。所以当集中负荷大于 500kw宜考虑设变电所。宜考虑设变电所。 中国建筑技术集团有限公司中国建筑技术集团有限公司 建筑规模大，功能多，用电需求多样；建筑规模大，功能多，用电需求多样； 用电设备多，供电连续性

9、要求各不相同；用电设备多，供电连续性要求各不相同； 用户多，管理模式不同，计量要求不同；用户多，管理模式不同，计量要求不同； 供电容量大，配电压等级多，配电系统结构复杂；供电容量大，配电压等级多，配电系统结构复杂； 配电系统庞大，设备、系统的安全保护复杂。配电系统庞大，设备、系统的安全保护复杂。 2.2 供电系统复杂供电系统复杂 中国建筑技术集团有限公司中国建筑技术集团有限公司 衡量电源质量的指标：电压、频率、电压电流波形和供电连衡量电源质量的指标：电压、频率、电压电流波形和供电连 续性。建筑物规模对电压质量影响大。续性。建筑物规模对电压质量影响大。 1）电压的质量）电压的质量 建筑规模大，其

10、本身功能要求电源具有更高的质量保证，同建筑规模大，其本身功能要求电源具有更高的质量保证，同 时其负荷容量大，时其负荷容量大， 2.3 供电质量要求高 中国建筑技术集团有限公司中国建筑技术集团有限公司 中国建筑技术集团有限公司中国建筑技术集团有限公司 供电范围广，还会增加系统电压的损失，降低电压质量供电范围广，还会增加系统电压的损失，降低电压质量 。 例：图例：图2.1简单表示了一个简单表示了一个10kv终端变电所配电系统末端终端变电所配电系统末端 电压损失的近似曲线示意图。假定引入建筑物电压损失的近似曲线示意图。假定引入建筑物10kv线路的电线路的电 压最大损失为压最大损失为4%；变压器阻抗为

11、；变压器阻抗为6%（曲（曲 中国建筑技术集团有限公司中国建筑技术集团有限公司 线线1）；）；0.38kv线路的干线段电缆截面线路的干线段电缆截面240mm，电缆长度，电缆长度 100m，计算电流，计算电流300A，末端支路电缆截面，末端支路电缆截面2.5mm，单相，单相 电流电流5A，电缆长度，电缆长度50m。求末端电压偏差。负荷要求电压。求末端电压偏差。负荷要求电压 偏差偏差5%。 中国建筑技术集团有限公司中国建筑技术集团有限公司 解：空载时，负荷端电压最高：解：空载时，负荷端电压最高：max = 0.40kv； 满载时，负荷端电压最低：满载时，负荷端电压最低：min = 0.36kv。 空

12、载时，空载时，10kv线路线路10 0 变压器变压器 T 0 低压线路低压线路 0.38 0 中国建筑技术集团有限公司中国建筑技术集团有限公司 满载时：满载时：10 = 4% T = 3.6% 干干 = 1% 支支 = 2.3% 10 = 0.04+0.036+0.01+0.023 = 0.109 =10.9% 超过最大电压偏差的要求。超过最大电压偏差的要求。 中国建筑技术集团有限公司中国建筑技术集团有限公司 2）电压质量改善措施）电压质量改善措施 a、采用有载调压变压器（如曲线、采用有载调压变压器（如曲线3）。）。 b、选择导线截面更大的电缆，降低线路压降。、选择导线截面更大的电缆，降低线路

13、压降。 c、选择阻抗更小的变压器，降低变压器的压降。、选择阻抗更小的变压器，降低变压器的压降。 中国建筑技术集团有限公司中国建筑技术集团有限公司 d、改善低压系统的功率因数，减小低压线路的电流值。、改善低压系统的功率因数，减小低压线路的电流值。 e、选用低谐波或无谐波的设备，减少低压线路的谐波分量，、选用低谐波或无谐波的设备，减少低压线路的谐波分量， 减小线路电流值。减小线路电流值。 f、平衡三相负荷，减小由于电压不对称引起的电压损失。、平衡三相负荷，减小由于电压不对称引起的电压损失。 g、高电压深入负荷中心，减小低电压供电距离。、高电压深入负荷中心，减小低电压供电距离。 中国建筑技术集团有限

14、公司中国建筑技术集团有限公司 建筑物应按功能分区，分楼层统计分布负荷和集中负荷，建筑物应按功能分区，分楼层统计分布负荷和集中负荷， 见表见表3.1.。 按建筑功能分区，汇总各类负荷，计算总容量。按建筑功能分区，汇总各类负荷，计算总容量。 将负荷统计资料作为建筑物进行负荷计算的基础。将负荷统计资料作为建筑物进行负荷计算的基础。 3、负荷的估算与统计、负荷的估算与统计 中国建筑技术集团有限公司中国建筑技术集团有限公司 楼层楼层 房间房间 号号 面积面积 （m） 分布负荷分布负荷集中负荷（集中负荷（KW） 密度（密度（w/ m）小计（小计（w） 空调空调 其它用其它用 电电 消防用消防用 电电 照明

15、照明插座插座 应急照应急照 明明 照明照明插座插座 应急照应急照 明明 合计合计 中国建筑技术集团有限公司中国建筑技术集团有限公司 按统计的总容量与按单位负荷密度估算总容量进行对比按统计的总容量与按单位负荷密度估算总容量进行对比 ，找出差异及原因。，找出差异及原因。 按单位建筑负荷密度计算总负荷或变压器装机容量时，按单位建筑负荷密度计算总负荷或变压器装机容量时， 应考虑建筑面积的利用率。应考虑建筑面积的利用率。 4、确定供电电压和变电所数量与位置、确定供电电压和变电所数量与位置 中国建筑技术集团有限公司中国建筑技术集团有限公司 1）屋顶设变电所：当计算功率）屋顶设变电所：当计算功率Pj大于大于

16、500kw宜设变电所；宜设变电所； 大于大于1000kw应设变电所。应设变电所。 2）塔楼楼层中间设变电所：建筑物高度超过）塔楼楼层中间设变电所：建筑物高度超过120m宜设；宜设； 超过超过150m应设。用电负荷计算功率应设。用电负荷计算功率Pj大于大于600kw宜设；宜设； 每超过每超过800kw应增加一座。应增加一座。 变压器设置的要点：变压器设置的要点： 中国建筑技术集团有限公司中国建筑技术集团有限公司 3）制冷机房宜设专用变电所。存在某季节不用制冷时，）制冷机房宜设专用变电所。存在某季节不用制冷时， 制冷机房用电宜由常用电变电所提供。制冷机房用电宜由常用电变电所提供。 4）地下室单台变

17、压器容量不宜大于）地下室单台变压器容量不宜大于2000KVA。 5）楼层变电所单台变压器容量不宜大于）楼层变电所单台变压器容量不宜大于1000KVA。 中国建筑技术集团有限公司中国建筑技术集团有限公司 6）一个变配电室变电容量，除集中负荷外，不宜大于）一个变配电室变电容量，除集中负荷外，不宜大于 5000KVA。 7）变电所的位置应便于进出线和运输。楼层变电所应）变电所的位置应便于进出线和运输。楼层变电所应 解决变压器等大型设备的运输和安装。解决变压器等大型设备的运输和安装。 8）一般情况下，变电所之间间距不宜小于）一般情况下，变电所之间间距不宜小于30m，除由，除由 于建筑面积分配引起原因除

18、外。于建筑面积分配引起原因除外。 中国建筑技术集团有限公司中国建筑技术集团有限公司 1）10kv配电系统的主结线配电系统的主结线 单母线：单电源供电；双电源供电；一用一备或两用一单母线：单电源供电；双电源供电；一用一备或两用一 备等。备等。 单母线分段：双电源，互为备用。单母线分段：双电源，互为备用。 单母线分段加旁路：重要负荷，要求不停电检修母线或单母线分段加旁路：重要负荷，要求不停电检修母线或 断路器。断路器。 双母线：重要负荷，要求不停电检修母线或断路器。双母线：重要负荷，要求不停电检修母线或断路器。 5、10kv配电系统的主结线和配电方式配电系统的主结线和配电方式 中国建筑技术集团有限

19、公司中国建筑技术集团有限公司 2）10kv配电系统的配电方式配电系统的配电方式 放射式：终端变电所，单台变压器容量大于放射式：终端变电所，单台变压器容量大于1250kv， 或用电负荷比较重要，如计算中心，数据中心，通信或用电负荷比较重要，如计算中心，数据中心，通信 中心等。中心等。 树干式：单台变压容量较小，不大于树干式：单台变压容量较小，不大于1250KVA；或用；或用 电负荷无特殊要求；单回路变连接变压器总容量不应电负荷无特殊要求；单回路变连接变压器总容量不应 大于大于2500KVA。 中国建筑技术集团有限公司中国建筑技术集团有限公司 3）变压器的保护）变压器的保护 变压器容量小于变压器容量小于1250KVA宜用熔断器保护；宜用熔断器保护； 变压器容量为变压器容量为1600KVA及以上应用断路器保护。及以上应用断路器保护。 中国建筑技术集团有限公司中国建筑技术集团有限公司 1）配电线路尽可能沿相同路径敷设，沿公共区域敷）配电线路尽可能沿相同路径