1、1高层住宅塔楼供配电系统的优化设计方案及其应用分析摘要：城市建设速度的加快，使得设计者在紧张赶图的同时，推敲设计方案的时间大大减少。如何在紧张的项目进度中，既控制设计质量，又能节约投资，还兼顾后期改造、检修维护的便利，是每个专业技术负责人应当深入探讨的课题。 关键字：分配电室、合并负荷、合并线径、深入负荷中心 中图分类号： U224 文献标识码： A 文章编号： 一、前言 近年来随着大型、超大型项目的涌现，相应的供配电系统也变得越发复杂。设计者面对庞大的供配电系统，需求各异、呈几何数量级增加的用电设备，梳理系统结构，就如同抽丝剥茧，更加需要设计者的细致、谨慎与耐心。设计过程中，各种因素引起的相
2、应条件反复修改，带来的配电系统一级级连锁变化，有时甚至会使得最初的设计方案变得面目全非。 在这种情况下，设计师们没有更多的时间对修改后的供配电方案再进行推敲，没有更多的时间再进行管线敷设、设备安装等方面的整体综合考虑。这时，保证图纸的质量与设计的合理性，难度大大增加。 高层住宅项目覆盖面较广，在高层住宅的供配电系统中，用电设备的重合度相对较高，选取高层住宅项目分析其塔楼供配电，比较有代表2性。本文综合多年高层住宅设计前期、中期、后期的经验，针对其共性特点，总结出一套设计方案，下面详细阐述此供配电系统设计的特点与优势。 二、分配电室概述 高层住宅项目中，分配电室的应用，作为一个重要的设计要素，不
3、容忽视。众所周知，民用建筑供配电系统中，终端用电设备具有多变性，其安装容量的大小也各不相同。针对这些特点，业界先后出现一些设计方案： 2.1 设置分配电室，再由分配电室放射式分配至各个终端用电设备 引入了分配电室的概念，合并同类负荷，减轻了变配电房小线径电缆出线的压力，变为大电缆引至分配电室。 其规范支撑依据详见： 建筑设计防火规范11.1.4 及其条文解释 高层民用建筑设计防火规范9.1.3 及其条文解释 供配电系统设计规范7.0.5 及其条文解释 此方案，未按照区域合并设置分配电室，使得同一区域的终端用电设备由多个上级分配电室引来。 2.2 地方做法要求，设置分配电室 某些省市的供电局，明
4、确提出低压柜出线回路的要求：断路器电流为 250400A，馈线电缆（线径）为 150240mm2。这也使得一些地区的供配电设计中，设置分配电室成为必然。 2.3 分配电应用的综合分析 3第一种设计方案中，对于某块功能相对独立的区域，如某栋塔楼，仍旧为小电缆进线。在大型或超大型项目中，不同类负荷的放射配电网络拓扑相互穿插，使得配电系统结构的复杂程度也呈几何等级倍增。各类负荷的中间箱位置并不完全匹配于独立的区域，这在安装调试、以及后期维护中，无形的增加了成本。合理的设置分配电室、合并配电干线，是优化设计方案的要素之一 三、配电干线合并的原则 配电干线，按功能区域合并，按负荷分布就近合并。 3.1
5、按功能区域合并 目前，按负荷类别合并是业界较普遍的做法。在塔楼投影线内的底部，集中引两路电源，一路普通电源，一路应急电源，再给每路电源设置一个总箱。由相应的总箱，放射配电至各个终端用电设备。其中终端重要设备或消防设备，自总箱各引一路，就地做双电源末端切换；而普通用电设备仅从普通总箱引一路即可。 这种做法，正是遵循“供配电尽量深入负荷中心”的原则。 3.2 按负荷分布合并 综合分析高层住宅项目塔楼的公共用电设备，其安装功率主要集中在屋顶，如普通电梯、消防电梯、正压送风机等。因此，大电缆敷设至屋顶，对于普通高层住宅项目，可将分配电点深入负荷中心多达近百米，有效的减少了塔楼电气竖井内，小线径电缆敷设
6、的数量，也缩短了屋顶公共用电设备的进线小线径电缆长度。 3.3 配电干线合并概述 4在塔楼顶部设置分配电室，然后在分配电室内设置普通电源总箱以及应急电源总箱。在底部仍旧设置分配电室，以提供塔楼底部的公共负荷，如应急照明、普通照明，正压送风机，消防电梯的集水坑，一些裙房排烟风机。其分配电室总箱电源 T 接自相应的电缆，与塔楼顶部总箱共用低压回路进线。超高层住宅塔楼底部功率稍大，不与顶部回路共用，单独引自变配电房低压配电室。 四、配电支干线及支线的优化 优化的原则：将小线径电缆合并为大线径电缆，减少电缆数量，简化配电系统，利于施工安装调试，及后期维护。 4.1 塔楼顶部配电支干线设置方案 塔楼顶部
7、的公共用电设备，配电支线自塔楼顶部的分配电室总箱放射式馈出。 4.2 塔楼电表箱进线干线设置方案 电表箱进线均由低压柜直接引来，回路整定电流为 250400A，馈线电缆（线径）为 150240mm2。进线由干线回路上 T 接引来，每回路上 T接数量控制在五台电表箱以内，使得供电电缆线径接近 240mm2 为宜，高区末端电表箱的配电干线电缆不超过电表箱的配电干线电缆线径以及计算电流。 4.3 塔楼电表箱配电支线设置方案 塔楼内的电表箱，每三层设置一个，每个电表箱的电表安装数量控制在 1020 个。 高层住宅塔楼核心筒尺寸较紧张，每三层设置一个电表箱，利于井5道内的设备安装，小于三层设置一个电表箱
8、时，其他箱体的安装需要避让电表箱，选择余地小，不利于其他箱体的安装，当三层以上设置一个电表箱时，表箱中电表数量过多，电表箱尺寸较大，不利于电表箱以及电表箱馈出线缆的安装。故每三层设置一个。公寓式住宅等特殊情况除外。 4.4 塔楼公共照明配电箱进线支干线设置方案 塔楼公共照明以及应急照明负荷的供电，均由底层的分配电室总箱，放射式配电的支干线回路上 T 接引来。 4.5 塔楼公共照明配电箱配电支线设置方案 塔楼内的公共照明配电箱，每九层设置一个。 （1）井道插座回路，一般上下层连通，常规设置为同一个回路，根据民用建筑电气设计规范10.7.9 条，每一回路插座数量不宜超过 10个。 （2）公共照明箱
9、通常为三相供电，单相配电，回路按层划分，为便于实现三相平衡，层数取 3 的倍数，九层最接近 10。 （3）每个公共照明配电箱若覆盖的楼层过多，远端供电距离长，故障面过大，不利于调试维护、故障检修。 （4）公共照明配电箱设置于第五层或者接近第五层的位置，以减少箱体所在楼层的馈线数量。 （5）首层大堂一般与标准层布局不同，兼有售楼效果的功能，用电量不同于标准层，除自上而下的每九层设置一个公共照明配电箱之外，首层及地下入户层的用电，均由入户层区的公共照明配电箱供电，这样6既保证了塔楼箱体的一致性，使得有差异的箱体数量尽可能的少，既便于订货，又有利于指导施工。 4.6 塔楼应急照明配电箱配电干线设置方
10、案 塔楼内的应急照明配电箱，同公共照明配电箱，每九层设置一个 （1）带消防应急点亮的回路，仅限应急照明灯具回路。 （2）疏散指示灯、出口指示灯自带蓄电池，不再纳入消防应急点亮的回路。 （3）井道照明、井道插座使用条件并非必须在火灾警情发生时，由公共照明配电箱供电。 五、其他间接优势 优化设计后的住宅塔楼供配电方案，除了具有节省电缆，减少有色金属的用量，方便施工等直接效果，对其他方面也有间接的改善。 5.1 变配电房投资 电缆合并后，自变电所低压配电室，出线回路压缩，低压柜体数量也大大减少，节省了变配电房设备投资的同时也减少了变配电房的土建投资。 5.2 用电设备的负荷变化 项目投入运行以后，当
11、现场需要增加小容量负荷，或改动负荷时，相对灵活。比如增加负荷：塔楼屋顶的装饰照明、航空障碍照明、擦窗机、稳压泵等，或者正压送风机电量的调整，电梯安装容量的调整等。 5.3 校审图纸 由于供配电系统各个区域之间的界面简洁，每块独立的区域自成系7统，相互间影响降至最低。 （1）对于同一设计人员，将复杂设计的思路，分解为一个个简单的模块，变得十分容易操作。 （2）对于不同设计人员，协作设计时任务切分，避免了过多的穿插，减少了相互之间的影响。 （3）对于校审人员，则大大缩短消化图纸的时间，有更多的精力投入到校审中，可以为图纸质量的提高，提出更多有价值的改进意见。 六、未来展望 高层住宅塔楼的供配电方案，不仅可用于普通高层住宅，也可扩展至其他相关功能区域，比如地下室公共负荷也具有很强的重合度，以此类推举一反三。 在这样一个快餐文化为主流的时代，能够纵观全局，综合考虑到设计质量控制、前期投资、施工调试、后期运营、管理维护，以及项目可持续发展，应当是每一个设计师追求的目标。 因篇幅所限，无法详述，愿此设计方案，能为日夜加班、辛苦赶图的设计师们带来一些帮助，甚或是激发一些灵感，从而相得益彰。
