某小区供配电系统优化设计

发布于：2015-06-18 11:43:18 来自：电气工程/供配电技术 [复制转发]

1.工程简介:
某小区工程共有六栋高层住宅楼,1#楼~6#楼,建筑面积约为15.47万m2｡其中1#楼､4#楼为一类高层建筑,2#､3#､5#､6#楼为二类高层建筑｡1#楼为商住楼,建筑面积为42009.56m2,地下二层,地上二十四层,建筑高度79.5m｡地下二层平时为汽车库,战时为人防物资库｡4#楼为纯住宅,建筑面积为30228.95m2,地下一层为设备用房及自行车库,地上二十四层,建筑高度为73.1m｡2#楼为纯住宅,建筑面积为16587.72m2,地下一层,平时为自行车库,战时为六级人员掩蔽所｡地上十五层,建筑高度46.10m｡3#楼建筑面积22292.85m2,地下一层为自行车库｡地上十五层,建筑高度46.10m｡5#楼建筑面积为20511.26m2,地下一层,平时为自行车库,战时为六级人员掩蔽所｡地上一单元为十八层(带跃层),二~四单元为十五层,建筑高度58.10m｡6#楼建筑面积为13075.86m2,地下一层,平时为自行车库,战时为六级人员掩蔽所｡地上十二层,建筑高度46.10m｡除1#楼外,2#~6#楼在地下一层与首层之间均设有管道夹层,供各种设备管道敷设之用｡另外1#楼与4#楼地下一层设有变配电所1BS､2BS及柴油发电机房｡该项目属于高层建筑群｡
2.供配电系统简介:
本工程初设由某建筑师事务所完成｡原初设在整个小区内设有四个变配电所,1BS~4BS,1BS位于1#楼地下一层,2BS位于4#楼地下室,1BS及2BS内分别设有一台柴油发电机组,容量分别为528KW及440KW｡3BS及4BS均位于地下车库内,3BS紧邻3#住宅地下室;4BS紧邻5#楼地下室｡
初设10KV系统采用单环网接线方式,引入一路10KV专用高压线｡高压配电柜采用高压环网柜,型号为HXGN-12｡高压系统生活与非生活自成系统｡分开供电｡其高压系统示意图见图1｡1BS为小区总变配电所,设有17台高压柜,22台低压抽屉柜,型号为GCS,另外设有两台干式变压器,容量分别为800kVA和630kVA｡变配电室布置很紧张,显得较拥挤｡另外,从1BS高压出线电缆较多,1BS内部两根10kV出线,1BS至4BS两根10KV电缆,至2BS､3BS分别一根10KV出线｡4BS与3BS之间两根10KV电缆,3BS与2BS之间一根10KV电缆,2BS与1BS两根环网电缆｡由于要形成环网,使得整个小区10KV电缆很多,达11根｡2BS变配电室设有6台高压环网柜,两台干式变压器,容量分别为800kVA和315kVA,19台低压抽屉柜｡3BS变配电室设有6台高压环网柜,两台干式变压器,容量分别为1250kVA和315kVA,18台低压抽屉柜｡4BS变配电室设有6台高压环网柜,两台干式变压器,容量分别为1250kVA和500kVA,18台低压抽屉柜｡原初设各配电室0.4kV系统均采用单母线接线,生活与非生活用电分别采用不同的变压器供电,互不联络,其低压系统示意图见图2(以2BS低压系统图为例,其余均与此类似)｡

本工程初设10kV系统很复杂,高压环网柜数量很多,10kV电缆很多,仅1回10kV进线,采用环网供电意义不是很大｡各配电室布置较为拥挤,其中2BS配电室封闭母线穿越剪力墙,施工不方便｡0.4kV系统采用单母线接线,两台变压器之间没有联络,当其中一台检修或故障时,就得停电,运行不够灵活｡原方案有较高的设备成本,甲方希望施工图阶段对该系统进行优化设计,我院根据相关设计规范与土建及设备专业多方配合,进行多个方案的比较,对各配电室的布置进行了优化设计,最终选择了合理的供配电方案｡
3.供配电系统优化设计:
3.110kV系统优化设计:

鉴于原10kV系统很复杂,高压环网柜数量很多,达35台｡10kV电缆亦很多,达11根｡各配电室之间的在小区室外直埋的10kV电缆有9根之多,施工量较大｡考虑到本工程仅1回10kV供电,且一级负荷可由小区内柴油发电机供电,采用单环网接线方式供电意义不是很大,且高压柜台数多,使得投资增大,考虑到以上因素,在施工图设计设计时,本人对原初设10kV供电方案进行了优化设计,并征得甲方及供电部门同意,采用放射式供电,优化后的10kV系统图见图3｡①优化设计的1BS总变配电室仅选用8台高压开关柜即满足用户使用要求,原设计为17台;②1BS总变配电室选用中置式真空断路器柜,使得本供电方案保护更完善､可靠,且便于与上一级继电保护的配合与整定;③2BS~4BS配电室高压开关柜仍采用环网柜,但是每个配电室柜体数量由原6台减少为3台,高压开关柜台数的减少,使得布置更为合理,④节省造价,虽然优化后的1BS配电室断路器柜单价高于环网柜,均价每台5万,高压环网柜3万/台,但由于10kV柜体总数量的减少,仅1BS造价降低了14万,10kV改为放射式供电方案后,由1BS至2BS､3BS､4BS的出线电缆各为一根,使得10kV电缆由原单环网供电各变配电所之间的9根电缆减少为3根出线电缆,使得电缆数量和长度大大减少,工程造价进一步降低,1BS~4BS仅10kV开关柜一项为建设方节省工程投资41万元｡由于本工程的性质,建设方是房地产商,对于投资的控制是很严格的,所以合理的降低工程投资是很重要的问题,在施工图设计中应给予足够的重视｡

3.20.4kV系统优化设计
原初设0.4kV系统采用单母线接线,生活与非生活用电分别采用不同的变压器供电,两台变压器之间没有联络,当其中一台检修或故障时,就得停电,运行不够灵活｡0.4kV系统设置有保安负荷线母线段及保障负荷负荷母线段｡柴油发电机低压柜出线分别与保安负荷母线段及保障负荷母线段进行联络｡根据本工程实际情况,在施工图设计时对初设方案进行了优化,主要有以下几点变化:①0.4kV系统由原单母线接线改为单母线分段接线,增加系统运行的灵活性,当一台变压器检修或故障时,可由另一台变压器有选择性的带负荷运行,不中断供电;低负荷期,也可以一台变压器退出运行｡②去掉保障负荷母线段,把保障负荷移至保安负荷母线段进行合并,这样做的原因是为了最大限度地减少低压柜,方便配电室布置,节省造价,但我在改进此方案时,也考虑到了一旦市电停电而又有消防需求时,为了确保保安负荷(消防负荷)用电,在设计时我在保障负荷出线回路的主开关加装分励脱扣器,一旦有消防需求,通过消防中心直接切掉保障负荷回路,确保消防负荷用电;③原初设低压出线回路很多,很小的负荷如正压风机7.5KW就从低压配电柜出一回路,且每一台正压风机就一个回路,1#楼有很多台正压风机,这样出线回路多,柜体数量就多,为了节省造价,在施工图设计时,对低压出线回路按负荷性质及位置进行了会并及调整,减少了低压配电柜数量,为建设方节省了造价｡1BS配电室原初设22台低压柜,施工图时改为21台;2BS配电室原初设19台低压柜,施工图时改为16台,4BS配电室由原19台减少为16台,1BS~4BS共减少低压柜7台,为甲方节省了造价｡由在减少低压柜台数的情况下,留出了比原初设更多的备用回路,以方便建设方使用｡优化后的0.4kV系统如图4所示(以2BS配电室0.4kV系统为例,其余与此类似)｡④原初设采用GCS抽屉式开关柜,施工图考虑到甲方节省投资的要求改为GGD柜,这一改进共为甲方节省投资177万｡

3.3对变配电室的布置的改进(以4#楼2BS配电室为例)
原初设4#楼地下室2BS配电室的布置(如图5所示)不是很合理,变配电室布置在住宅下面,受剪力墙及柱的限制,变压器低压柜的布置很受限制,且从变压器到低压柜的封闭母线要穿剪力墙,如果这样,剪力墙要留洞,同是还会给施工带来不便｡在施工图设计之初,电气专业和土建专业配合对地下一层设备用房进行了大胆的调整,使得施工图设计阶段的柴油发电机房及变配电室位置更为合理,柴油机房及变配电室避开了剪力墙,成为大块可利用的面积,比较整端｡使得设备布置的余地更大,布置更趋合理,由于变配电室布置在两边电井之间,低压电缆出线从配电室出来后即分流到两边,配线相对较为合理｡柴油发电机房的布置更好地解决了油机地进风､排烟问题｡优化后的4#楼地下室2BS布置如图6所示,这是这次施工图设计优化的比较成功之处｡同时在布置变配电室设备时,我注意到灵活排列高低压开关柜及变压器的位置,多布置几种方案,从技术经济合理性出发选用合理方案,可以有减少封闭母线的长度,大电流母线如2000A,1米即可节省1万元｡这些细小的地方均是在设计时应注意的问题｡

4.结语:
这次优化设计简化了10kV系统设计,弥补了0.4kV系统的设计缺陷,优化了各配电室布置,在满足供配电安全可靠的前提下,大大方便了施工,节约了工程造价｡本次节省了10kV开关柜27台,0.4kV开关柜7台,并节省了10kV电缆,据不完全统计本次优化设计共为甲方节省200多万元人民币,达到了施工图优化设计的目的,取得了较好的效果,本工程已投运多年,运行状况良好｡