商业建筑供配电系统设计探讨

商业建筑供配电系统设计探讨

黄海舟

佛山市三水恒通电力工程安装有限公司

摘要：商业建筑由于商业业态功能不同，对于供配电系统要求比较高，具有用电多样性及不确定性。因此，这就需要供配电系统设计时需要具备一定的可调整性，多重等级负荷的混合要求等。本文主要求就商业建筑的供配电系统设计进行探索，供同行借鉴参考。

关键词：商业建筑；业态功能；供配电系统；负荷密度

一、商业建筑的概念

商业建筑是商业房地产的简称，与住宅地产以住宅为核心的开发形式相比，商业建筑属于复合型地产，是地产与商业有机结合的产物。商业建筑在推进整个社会的发展中，作为城市经济增长重要支撑，对于整个社会的进步、社会财富的积累都起着重要作用。

商业建筑的概念有广义和狭义之分：广义上讲，商业建筑是指各种非生产性、非居住性物业，包括办公楼、公寓、会议中心以及商业服务业经营场所等；狭义上讲，商业建筑指用于各种零售、餐饮、娱乐、健身服务、休闲等经营用途的房地产形式。

二、商业建筑供配电系统特点及设计原则

（一）供配电系统特点

商业建筑由于其商业业态的丰富性，决定其电气系统既要符合相关设计规范，又要符合各商业业态的商业需求，因此商业建筑电气系统具有综合、大型、复杂的特点，其具体表现在：（1）系统庞大：商业建筑多以城市综合体的形式进行规划设计，其体量多在十万平方米以上，各类等级负荷混合，用电总需求量大；（2）功能复杂：购物中心、大型超市、餐饮娱乐、影院以及写字楼等均有其特定的电气需求，因此电气设计师在进行整体电气功能规划的同时，还要兼顾各个单体的需求；（3）多方沟通：商业建筑的电气设计还要配合景观照明、广告系统以及室内装修等二次设计工作，这就需要设计师在设计前后做大量的沟通协调工作。

（二）设计原则

（1）经济性：在符合各类规程、规范的前提下，以经济适用原则满足各项商业经营需求，简化供配电系统结构。（2）可靠性：合理确定负荷等级，确保各类运行方式下供电系统的连续性和可靠性。（3）灵活性：充分考虑项目商业的特点，满足各商业业态功能的使用需求，电气设计预留拓展空间。

3、商业建筑供配电系统的设计

3.1负荷密度的确定

商业建筑供配电系统设计的难点在于各用电单位负荷密度的确定。原因一方面在于各业态用电负荷差异较大；另一方面在于国家现行规范没有对商业项目中不同类别商业的用电指标进行细化，工程设计缺少依据，只能依靠设计人员的工程经验进行计算。

因此，如何合理的确定各业态的负荷密度就成为商业建筑供配电系统设计的核心问题。所以在项目前期，设计人员一方面要积极与销售部门进行良好沟通，确定各商业业态形式、商铺面积和性质；另一方面还要搜集相近区域案例中同类型业态电气设计资料，作为设计参考。表1为某商业建筑各业态负荷密度指标。

（b）公寓的配电干线负荷计算时，需要系数与总户数有关。一般当户数N≤12时，Kx=0.95～1.0；1272时，Kx=0.45。

（c）配电最末端商铺入户箱或层配电箱，一般取Kx=1，；各回路干线计算时，Kx=0.7～0.8；变电所各配电变压器计算时，Kx=0.4～0.6。

3.3无功补偿

增加无功补偿装置，可以最大限度减少供电线路损耗，提高电能质量。但补偿量并非多多益善，补偿不当也可能会引起电网电压波动、谐波增大等问题。因此在遵循相关规范的前提下，无功补偿装置的设置我们遵循以下原则：

（a）高压侧或低压侧设无功功率集中补偿装置。高压侧功率因数不小于0.9；低压侧功率因数不小于0.95。

（b）无功补偿装置中应适当串联电抗器。

（c）当负荷中含有大量感性负载时，应增设有源或无源滤波器。

（d）投切方式（手动、自动）的选择应遵循《民用建筑电气设计规范JGJ16-2008》第3.6.4及3.6.5的规定。

3.3电能计量

我国目前的电价体系较为复杂，用途上分为住宅用电价、商业用电价、工业用电价；时间上又分为季节电价、行业电价、昼夜电价；用电量上又有阶梯电价。与此同时，商业建筑各业态对电能计量又都有各自明确要求，因此商业建筑的电气计量具有自身明显的特点：

（a）购物中心、大型超市、酒店、影院及写字楼宜采用高压计量。

（b）公共负荷实行低压分路计量，计量位置为低压出线处。

（c）公寓、出租型写字楼、单体商铺宜集中设置计量表，尤其要核实是否需要设置预付费式计量表。

3.4低压配电

（a）变配电间的设置：除满足规范要求以外，尤其要注意配电柜的布置顺序，尽量按照各业态单元集中出线的方式布置配电柜，保证馈出电缆走向最短。

（b）配电方式：重要负荷和单台容量较大的负荷采用放射式配电方式；照明及一般性负荷采用树干式与放射式结合的配电方式。

（c）断路器的设置：变压器出线回路、母联回路要设置两段保护断路器（过载长延时、短路短延时）；低压出线回路要设置三段保护断路器（过载长延时、短路短延时、瞬时过电流）；上下级断路器的保护要考虑选择性，避免扩大故障范围。另外，断路器的短路电流分断能力也是一项很重要的设计指标，一般不应低于所在位置的短路计算电流。对于末端配电，我们通常选择6～10kA分断能力的断路器；而变压器低压侧出线回路断路器的短路电流分断能力还和跟变压器的容量有关，如表3-3所示。同时，断路器的设置还要考虑其保护线路的载流量问题，一般要求断路器整定动作电流不大于所保护线路载流量的0.80倍。

（d）导体的选择：商业建筑各业态用电具有较大的不确定性，且随着经济发展和科技进步，用电量有越来越大的趋势。因此我们在选择载流导体时，除满足载流量要求外，要考虑一定的裕量以满足负载在一定范围内可调。目前，商业建筑在配电末端支线多采用电力电缆供电，而干线多采用插接母线供电。每层电气竖井均预留备用插接箱，方便上下层负荷变化时可就地进行调整；且相比电缆，插接母线具有更优良的供电可靠性。

（e）消防负荷：商业建筑中消防设备分布较为分散，但高规又要求“消防设备应采用专用供电回路，且应与一般配电回路严格分开”。因此工程实践中，多从变电所不同母线段分别馈出一条消防专用回路，并在靠近设备处另设配电柜，再由此配电柜放射式配电至末端双电源互投箱。

4、总结与展望

本文在商业建筑供配电系统设计方面做了一些尝试性的总结和探讨，但由于个人视角及所搜集商业资料的局限性，文中所述内容在深度及专业性上尚存诸多不足，还有待进一步深入研究。同时，笔者在参与实际的设计管理工作中，深感到我国现行规范《商店建筑设计规范JGJ48-88》的滞后性，造成目前商业建筑设计“经验至上”，缺乏具体条目的约束和指导。因此，期望相关部门尽快完善并完成规范的修订。

参考文献：

[1]于伟，关于我国郊外型购物中心的发展研究，首都经济贸易大学硕士论文，2007

[2]吴绿野，大型综合建筑群电气设计问题，电气工程应用，2009

[3]张桂艳，浅议商场建筑电气设计，天津，ValueEngineering，2010

[4]王亮，基于建设方的商业地产建筑电气设计与管理研究，北京建筑工程学院硕士论文，2012