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摘要：综合考虑多方面因素来选择建筑的供电方案，能达到节约成本、减少能耗的目的。本文说明了如何确定某大型综合体项目变压器的安装容量，列出三个可行的供电方案，分别详细地分析这三个供电方案的特点，结合要考虑的各方面因素后，最终确定使用10kV二用一备供电方案。
关键词：10kV供电系统；二用一备；变压器安装容量；备用容量；大型综合体建筑
0 引言：
改革开放以后，我国的经济在飞速的发展，人们的生活节奏日益加快，因此催生了综合体建筑，其能满足人们的多种生活需求。但是在对大型综合体建筑供电时，如果选择的供电方案不好，不仅会使供电成本大大提高，也会留下安全的隐患，如何选择合适的供电方案成为了值得思考的课题。下面就以某项目的供电情况情况进行分析。
1 供电容量确定
1.1 项目概况
某大型商业综合体，总建筑面积约10.4万m2。包括1栋36层超高层办公楼、1栋26层办公楼、1栋28层酒店，以及商业裙楼、地下车库等。
1.2 变压器安装容量计算的几点考虑
电气负荷计算是配电设计的最基础性工作，是供电总体方案确定、变电所规划、配电系统设计及配电平面设计的依据。一般的步骤为：估算→初算→详细计算。在项目设计的前期阶段利用变压器单位面积安装指标进行估算；在初步设计阶段利用负荷密度指标进行初算，对估算值进行修正；施工圖阶段利用需要系数法进行详细计算，对初算值进行修正。影响负荷计算的因素：空调方案、建筑平面布局及功能、可靠性因素及经济因素等。
即使在施工图设计阶段，由于预留电源容量的取值不同、需要系数及同期系数的取值不同、变压器负荷率的取值不同，都会造成变压器安装容量计算结果的不同，可能会造成30%左右的差别。本项目在变压器安装容量计算时，遵循下面几项原则：
（1）考虑到商业区域业态的不确定及投入使用后仍会出现经常性的调整，应保证足够的电源容量预留，在计算取值时采用中间偏上数值。
（2）本项目酒店为五星级酒店，经营方对于电源的可靠性要求较高，应考虑在1台变压器故障的情况下，另一台变压器仍能保证酒店的基本运行，因此酒店专用变压器负荷率设计值不宜过高。
（3）办公建筑的用电容量相对稳定，装修照明用电量不会很大，主要用电负荷为计算机等办公设备。应尽量避免办公用电的变压器安装容量过大，造成变压器的实际运行负荷率偏低。甲方根据已建项目的运行经验提出，目前一些办公建筑变压器安装容量偏大，建议负荷计算时予以考虑。
本文讨论项目办公类建筑面积比例较高，占到50%左右，应合理地确定办公建筑的变压器安装容量，尽量避免图3显示的情况出现。因此，在办公建筑负荷计算取值时采用中间偏下数值。
1.3 变压器安装容量
该项目实际变压器总安装容量29100kVA，共设置变压器20台。变压器平均单位面积安装容量为84VA/m2，各分区变压器单位面积安装容量。
2 供电初步方案确定
本项目变压器安装容量为29100kVA，已经超出了10kV电压等级的供电能力。对于10kV电源的供电容量各地供电部门有不同的规定，一般为8000～16000kVA。在项目前期阶段确定采用2组10kV电源进线的方案，电源分组方案见表3。
表1 10kV电源分组方案
2组10kV电源的分组主要考虑3个原则：供电距离相近、同类功能、2组电源容量尽量平衡。最终确定电源分组方案为方案3，设置2处中压总配，A-1#总配变压器安装容量为13000kVA，B-1#总配变压器安装容量为16100kVA。
最初确定的供电方案是采用2组电源进线，每组为2路10kV电源，2路10kV电源同时工作，当1路电源失电时，由另1路电源带全部负荷（或一、二级重要负荷）。供电系统图见图1。
图1 中压供电系统图I（原方案）
图1所示供电系统图为一级负荷典型的接线图，此方案为大型公建项目常用方案，满足设计规范的要求，可靠性较高。但是，当地供电部门不允许此种接线方式，当地供电部门要求：中压母线不允许做母联开关，中压运行方式为一用一备，手动切换。我国的许多地区的供电部门亦有类似的要求。按照供电部门要求进行调整，供电系统变成如图2所示系统。
图2 中压供电系统图II（修改方案）
图2所示系统满足供电部门的要求，但是供电部门对于备用电源要收取供电高可靠性贴费，该地区供电高可靠性贴费为330元/kVA，图2所示系统备用容量为29100kVA，按规定需缴纳供电高可靠性贴费约960万元。甲方不接受缴纳如此多贴费的供电方案，希望设计院调整方案，争取不缴纳或少缴纳贴费。
因此设计院需要作出多个方案，与甲方及当地供电部门讨论，获得各方都能接受的方案。
3 采用10kV二用一备中压供电方案
经过多方案比较，最终采用图3所示中压供电系统。
图3 中压供电系统图Ⅲ（最终方案）
图3所示中压供电系统采用了二用一备的方案，2路主用电源引自1个区域变电站，1路备用电源引自另1个区域变电站。甲方、供电部门、设计院三方对此方案均可接受，但对备用容量的大小上存在分歧。
设计院认为，备用容量宜按2路主供电源中的最大容量选取，当任何1路主供电源失去时，备用电源均可实现100%容量的备用，此做法为常规做法。而甲方建议，备用容量只需满足一、二级负荷，在不违反规范的前提下备用容量尽量小，希望备用容量不超过10000kVA。
分析甲方的建议确有合理性，但实现起来较为困难。本项目设有20台变压器，一、二级负荷分散在不同的变压器母线段，如果将一、二级负荷集中在几台变压器母线段，将会造成低压配电系统的混乱，低压供电线路相互交叉较为严重，增加低压线路的供电距离，而且给运行管理造成困难。
关键词：10kV供电系统；二用一备；变压器安装容量；备用容量；大型综合体建筑
0 引言：
改革开放以后，我国的经济在飞速的发展，人们的生活节奏日益加快，因此催生了综合体建筑，其能满足人们的多种生活需求。但是在对大型综合体建筑供电时，如果选择的供电方案不好，不仅会使供电成本大大提高，也会留下安全的隐患，如何选择合适的供电方案成为了值得思考的课题。下面就以某项目的供电情况情况进行分析。
1 供电容量确定
1.1 项目概况
某大型商业综合体，总建筑面积约10.4万m2。包括1栋36层超高层办公楼、1栋26层办公楼、1栋28层酒店，以及商业裙楼、地下车库等。
1.2 变压器安装容量计算的几点考虑
电气负荷计算是配电设计的最基础性工作，是供电总体方案确定、变电所规划、配电系统设计及配电平面设计的依据。一般的步骤为：估算→初算→详细计算。在项目设计的前期阶段利用变压器单位面积安装指标进行估算；在初步设计阶段利用负荷密度指标进行初算，对估算值进行修正；施工圖阶段利用需要系数法进行详细计算，对初算值进行修正。影响负荷计算的因素：空调方案、建筑平面布局及功能、可靠性因素及经济因素等。
即使在施工图设计阶段，由于预留电源容量的取值不同、需要系数及同期系数的取值不同、变压器负荷率的取值不同，都会造成变压器安装容量计算结果的不同，可能会造成30%左右的差别。本项目在变压器安装容量计算时，遵循下面几项原则：
（1）考虑到商业区域业态的不确定及投入使用后仍会出现经常性的调整，应保证足够的电源容量预留，在计算取值时采用中间偏上数值。
（2）本项目酒店为五星级酒店，经营方对于电源的可靠性要求较高，应考虑在1台变压器故障的情况下，另一台变压器仍能保证酒店的基本运行，因此酒店专用变压器负荷率设计值不宜过高。
（3）办公建筑的用电容量相对稳定，装修照明用电量不会很大，主要用电负荷为计算机等办公设备。应尽量避免办公用电的变压器安装容量过大，造成变压器的实际运行负荷率偏低。甲方根据已建项目的运行经验提出，目前一些办公建筑变压器安装容量偏大，建议负荷计算时予以考虑。
本文讨论项目办公类建筑面积比例较高，占到50%左右，应合理地确定办公建筑的变压器安装容量，尽量避免图3显示的情况出现。因此，在办公建筑负荷计算取值时采用中间偏下数值。
1.3 变压器安装容量
该项目实际变压器总安装容量29100kVA，共设置变压器20台。变压器平均单位面积安装容量为84VA/m2，各分区变压器单位面积安装容量。
2 供电初步方案确定
本项目变压器安装容量为29100kVA，已经超出了10kV电压等级的供电能力。对于10kV电源的供电容量各地供电部门有不同的规定，一般为8000～16000kVA。在项目前期阶段确定采用2组10kV电源进线的方案，电源分组方案见表3。
表1 10kV电源分组方案
2组10kV电源的分组主要考虑3个原则：供电距离相近、同类功能、2组电源容量尽量平衡。最终确定电源分组方案为方案3，设置2处中压总配，A-1#总配变压器安装容量为13000kVA，B-1#总配变压器安装容量为16100kVA。
最初确定的供电方案是采用2组电源进线，每组为2路10kV电源，2路10kV电源同时工作，当1路电源失电时，由另1路电源带全部负荷（或一、二级重要负荷）。供电系统图见图1。
图1 中压供电系统图I（原方案）
图1所示供电系统图为一级负荷典型的接线图，此方案为大型公建项目常用方案，满足设计规范的要求，可靠性较高。但是，当地供电部门不允许此种接线方式，当地供电部门要求：中压母线不允许做母联开关，中压运行方式为一用一备，手动切换。我国的许多地区的供电部门亦有类似的要求。按照供电部门要求进行调整，供电系统变成如图2所示系统。
图2 中压供电系统图II（修改方案）
图2所示系统满足供电部门的要求，但是供电部门对于备用电源要收取供电高可靠性贴费，该地区供电高可靠性贴费为330元/kVA，图2所示系统备用容量为29100kVA，按规定需缴纳供电高可靠性贴费约960万元。甲方不接受缴纳如此多贴费的供电方案，希望设计院调整方案，争取不缴纳或少缴纳贴费。
因此设计院需要作出多个方案，与甲方及当地供电部门讨论，获得各方都能接受的方案。
3 采用10kV二用一备中压供电方案
经过多方案比较，最终采用图3所示中压供电系统。
图3 中压供电系统图Ⅲ（最终方案）
图3所示中压供电系统采用了二用一备的方案，2路主用电源引自1个区域变电站，1路备用电源引自另1个区域变电站。甲方、供电部门、设计院三方对此方案均可接受，但对备用容量的大小上存在分歧。
设计院认为，备用容量宜按2路主供电源中的最大容量选取，当任何1路主供电源失去时，备用电源均可实现100%容量的备用，此做法为常规做法。而甲方建议，备用容量只需满足一、二级负荷，在不违反规范的前提下备用容量尽量小，希望备用容量不超过10000kVA。
分析甲方的建议确有合理性，但实现起来较为困难。本项目设有20台变压器，一、二级负荷分散在不同的变压器母线段，如果将一、二级负荷集中在几台变压器母线段，将会造成低压配电系统的混乱，低压供电线路相互交叉较为严重，增加低压线路的供电距离，而且给运行管理造成困难。