商场配电系统电气主接线的分析与设计

商场配电系统电气主接线的分析与设计

吴礼明

广州博厦建筑设计研究院有限公司海口分公司海南海口570100

摘要：随着公共建筑使用功能的多样化，用电设备种类越来越多，如照明、电梯、空调、消防、通信、计算机等；而且不断向智能化设备方面发展，耗电量明显增加，因而对供配电系统方面提出了许多新的要求，把供配电的可靠性、安全性、灵活性摆到了更为重要的位置。

关键词：商场配电系统；电气主接线；分析与设计

引言

配电系统是现代建筑行业及整个社会生活中不可缺少的一类能源系统，它既易于由其它能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用于各类建筑行业，如商场等生活场所，因此，配电系统电气主接线的设计在建筑商场及整个国民经济生活中应用极为广泛。配电工作要很好地为商场运行服务，切实保证商场的运行用电及安全的需要，并确实做好节能环保工作，所以配电系统的电气主接线必须达到基本标准要求。本文从商场的电气主接线分析与设计来逐一讨论。

1电气主接线设计的一般原则

电气主接线是商场运行的核心结构，是商场用电系统重要组成部分。对其有着基本的标准前提：（1）安全：供电安全性是指在电能的供应、分配和使用中，商场不应发生用电设备事故和人身事故。（2）可靠：供电的可靠性是指为确保商场正常经营连续供电的可靠程度。（3）优质：应满足商场对电压和频率等质量的要求。

2商场配电系统分析

2.1供配电系统

根据《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）规定，商场备用照明、消防用电为一级负荷，建筑中的消防水泵、防排烟设施、防火卷帘、消防电梯、应急照明等消防用电按一级负荷要求供电；扶梯、空调用电等属于二级负荷；其它为三级负荷。选定了如下供电方案。

高压双电源供电，由不同区域变电站引来两路10kV电源，高压系统设计为单母线分段，中间有联络柜。正常工作时，两路电源同时供电，互为备用，一路电源故障时，另一路电源满足商场正常营业用电要求。这样既方便检修又可满足供电要求。高压无双电源情况，应自备柴油发电机组。当市电停电时，发电机组能满足一、二级负荷用电要求。有条件时，还可保障商场正常营业。无功补偿采用低压侧集中补偿方式，功率因数按规定补偿到0.9-0.95。电源进线采用电缆进线。

低压干线的配电方式基本上采用放射式，楼层配电为放射和树干混合式。每层楼按防火分区设置强、弱电井。采用母线槽的，层间配电箱经插接箱（内设断路器）从竖井母干线取得电源。

2.2空调机组配电及控制系统

空调主机、冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔等外部设备均采用独立回路供电，即电源采用电缆或密集型插接母线，由变电所低压侧放射式至地下室制冷机房控制中心配电屏，从而保证了供电的可靠性。地上空调机组采用电力电缆树干式配电，引至电缆分接箱，由此引至楼层空调配电箱。

空调机组的控制方式分为手动、自动两种。手动控制时，空调主机与外部设备之间无电气连锁关系，各设备均可单独启动和停止，此时，空调主机由内部保护电路进行保护，此种状态主要是为了机组的调试和维修。自动控制时，各设备之间有连锁关系，机组的启动顺序：冷却塔风机—冷却水泵—冷冻水泵—主机。停机时顺序与启动时相反。在火灾自动报警方面，空调系统与火警报警信号要求有连锁控制，当确定火警发生时，消防值班室发出信号切断空调机的总电源，并将开关动作信号反馈回消防控制中心。

2.3照明系统

为了减少动力设备用电对照明线路电压波动的影响，照明用电与动力用电线路应分开供给，配电间设有一般照明和应急照明配电箱。

照明设计包括车库、商场照明，车库照明符合《建筑照明设计标准》要求，按照照度标准值（75Lx）来设计。商场灯具具体布置由专业装饰设计公司设计确定，商场照度标准值（300Lx），要求利用天然采光与人工照明相结合的方法，并限制眩光，满足照明的照度、色温、显色指数，以及照明功率密度值标准值的要求，从而达到了节能效果。

商场、地下车库、电梯间、楼梯间及主要出入口等场所应设置应急照明和疏散指示（包地面疏散指示），应急照明和应急疏散指示采用集中控制，采用36V灯具、电池供电时间不少于60分钟。设备房（变电所、水泵房、电梯机房、弱电机房、消防控制室等）设置备用照明，均自带蓄电池。供电时间不少于90分钟。

对于有特殊要求的场所，如大楼外墙，节日彩灯等设有泛光照明和特殊照明，设计时按估算负荷预留景观照明电源箱。

2.4商场电梯的设计与供电

电梯是设计是商场动力电系统设计中重要的环节，要考虑多方面的内容。首先，电梯的特点：电梯是商场中垂直交通最为重要的工具，使用频率较多的动力，其工作特点是反复用时较短，在电流和电工计算中考虑其负载是必要的。在多台电梯工况下，其电流电工计算按照长时间工作计算，如果多台电梯在短时间内处于频繁的工作状态时，这时的计算则需要按照实际情况确定。直流电梯标准负载为60%，而交流电梯为40%。第二，电梯的供电应当从配电房低压柜引出，成独立的自供电系统。商场电梯按一级负荷供电，采用双电源末端切换。实现自动切换。第三，电梯的防护装置以及主开关的选择。每个电梯都安装有独立的保护系统和主开关，而且在施工时会将其设置在最易接近和操作的地方，有利于维修和操作。主开关在故障时能够迅速切断电源，但是不断通风的功能。

3配电系统电气主要接线的方式

3.1单母线接线和单母分段接线的分析

母线接线简单明了，开关设备少，操作方便，供电的可靠性和操作灵活性很差，只能提供一个操作方式，能够适应变化的运行方式适应能力很差，母线或母线侧开关维护检修时，整个配电装置必须推出运行操作。单母分段的布线简单、清晰，操作方便，可以有各段母线分裂和并列两种运行方式，便于对母线进行检修，较少了母线检修时的停电范围，在任何一段母线故障或检修期间，该母线上的所用回路必须停电，而任何一台断路器检修时，该断路器所在回路也必须停电。10kV的用户对供电可靠性没有特别的要求，经过对两种接线方式的综合分析，单母线分段接线可以有各段母线并列或各段母线分裂。

3.2工作母线分段的双母线接线的分析

单母线分段带旁路母线接线在技术方面具有相当高的供电可靠性和运行灵活性，在任一出线断路器检修时不中断对该回路的供电。正常运行时旁路母线不带电，两段母线可以并列运行，也可以分裂运行。双母线接线在技术方面运行灵活一组母线检修时所有回路均不中断供电，检修任一回路的隔离开关时，只中断该回路的供电，检修任一回路断路器时，可用母联断路器代替工作。运行方式改变时的倒闸操作复杂，容易出线吴操作，任一回路断路器检修时，该回路仍需停电或短时停电。最终工作母线分段的双母接线具有更高的供电可靠性与运行灵活性，配电装置复杂，所用开关设备多，配电装置复杂，投资大。

3.3负荷估算及变电所位置的确定

主要进行一次设计，二次装修部分（如照明灯具的布置）由专业装饰设计公司完成。这就要求一次设计时预留供电电源，既要符合实际情况，又要留有发展变化的余地。设计初期负荷估算：根据国内数据统计表明，大型商场中的空调用电占总用电量的50%～60%。因此商场的用电基本上在100W/m2左右（国家标准为60～120W/m2）。由于空调机组只在夏季使用（北方空调还要制热），可以提高变压器的负载率。夏季最高负荷时，负荷可达到90%，即100W/m2。商场各用电负荷按防火分区就近配电。为减少变压器空载率，单台变压器的容量选择一般为1600~2000KVA。并设置2台变压器，两个供电系统。照明及其它动力负荷供电。两个供电系统之间采用分段母线联络，互为备用。空调机组用电量大，可设置空调专用变压器。当冬季不使用空调时，可以停用空调专变。

施工图阶段，由水暖专业提供具体设备容量，详细核对计算，选用此组变压器满足供电要求。由于公共建筑的用电量相当大，在确定变电所位置时，应尽可能使高压深入负荷中心。这对节约电能，提高供电质量都有重要意义。

结语

按负荷性质、用电容量、商场特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。商场配电系统主接线设计是建筑行业的重要组成部分。所以商场的配电系统电气主接线设计质量直接影响到商场行业的运营和发展。通过两种电气主接线的运行方式，运行灵活性和供电可靠性较高来比较，所以10kV选用单母线分段的接线方式是最佳选择。

参考文献：

[1]赵明.建筑电气设备.陕西：机械工业出版社，1997.

[2]周立志，李纯洁.实用电工计算手册.沈阳：辽宁技术科学技术出版社，1998.