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王海芹
安科瑞電氣股份有限公司 上海 嘉定 201801
1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介
本項(xiàng)目為大型商業(yè)綜合體,包括1棟260m超高層辦公樓、1棟100m辦公樓、1棟100m酒店及辦公樓,以及商業(yè)裙樓、地下車庫(kù)等。項(xiàng)目總建筑面積約34.4萬(wàn)m2 ,各部分的建筑面積、建筑高度等見(jiàn)表1。
表1 項(xiàng)目概況表
2 供電容量確定
2.1變壓器安裝容量計(jì)算的幾點(diǎn)考慮
中壓供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn),依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范及當(dāng)?shù)毓╇娫O(shè)計(jì)規(guī)定,確定可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、合理的方案。大型綜合體項(xiàng)目負(fù)荷等級(jí)一般為一級(jí),當(dāng)采用10kV電壓等級(jí)供電時(shí),多數(shù)采用兩路10kV電源(雙重電源)進(jìn)線,單母線分段運(yùn)行,設(shè)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)。平時(shí)兩路電源同時(shí)分列運(yùn)行,互為熱備用;當(dāng)一路電源故障時(shí),通過(guò)手/自動(dòng)操作聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān),由另一路電源負(fù)擔(dān)全部負(fù)荷(或一、二級(jí)負(fù)荷)。當(dāng)兩路電源供電容量不能滿足要求時(shí),可以采用多組電源進(jìn)線(每組均為雙路)。因此電氣負(fù)荷計(jì)算是配電設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)性工作,是供電總體方案確定、變電所規(guī)劃、配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)及配電平面設(shè)計(jì)的依據(jù)。一般步驟為在項(xiàng)目設(shè)計(jì)的前期階段利用變壓器單位面積安裝指標(biāo)進(jìn)行估算;在初步設(shè)計(jì)階段利用負(fù)荷密度指標(biāo)進(jìn)行初算,對(duì)估算值進(jìn)行修正;施工圖階段利用需要系數(shù)法進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算,對(duì)初算值進(jìn)行修正。影響負(fù)荷計(jì)算的因素:空調(diào)方案、建筑平面布局及功能、可靠性因素及經(jīng)濟(jì)因素等。
本項(xiàng)目在變壓器安裝容量計(jì)算時(shí),遵循下列原則:
2.2變壓器安裝容量
本項(xiàng)目辦公類建筑面積比較高,占到50%左右,應(yīng)合理的確定辦公建筑的變壓器容量,盡量避免甲方提到的已建項(xiàng)目出現(xiàn)的情況。因此在辦公建筑負(fù)荷計(jì)算時(shí)采用中間偏下數(shù)值。
本項(xiàng)目實(shí)際變壓器安裝容量29100kVA,共設(shè)置變壓器20臺(tái)。變壓器平均單位面積安裝容量為84VA/m2,各分區(qū)變壓器單位面積安裝容量見(jiàn)表2。
表2 各分區(qū)單位面積變壓器安裝容量
3 供電方案設(shè)計(jì)
本項(xiàng)目變壓器安裝容量為29100kVA,已經(jīng)超出了10kV電壓等級(jí)的供電能力。對(duì)于10kV電源的供電容量各地供電部門有不同規(guī)定,一般為8000-16000kVA。在項(xiàng)目前期階段確定采用2組10kV電源進(jìn)線的方案,電源分組方案見(jiàn)表3。
表3 10kV電源分組方案
2組10kV電源的分組主要考慮3個(gè)原則:供電距離相近、同類功能、2組電源容量盡量平衡。終確定電源分組方案為方案3,設(shè)置2處中壓總配,A-1#總配變壓器安裝容量為13000kVA,B-1#總配變壓器安裝容量為16100kVA。供電方案是采用2組電源進(jìn)線,每組為2路10kV電源,2路電源同時(shí)工作,當(dāng)1路電源失電時(shí),由另一路電源帶全部負(fù)荷(或一、二級(jí)重要負(fù)荷),供電系統(tǒng)如圖1。
圖1所示供電系統(tǒng)為一級(jí)負(fù)荷典型的接線圖,此方案為大型公建項(xiàng)目常用方案,滿足設(shè)計(jì)規(guī)范,可靠性較高。但是,當(dāng)?shù)毓╇姴块T不允許此種接線方式,當(dāng)?shù)毓╇姴块T要求:中壓母線不允許做母聯(lián)開(kāi)關(guān),中壓運(yùn)行方式為一用一備,手動(dòng)切換。于是按照供電部門要求進(jìn)行調(diào)整,供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖2所示。但是該地區(qū)供電高可靠性貼費(fèi)為330元/kVA,圖2所示系統(tǒng)備用容量為29100kVA,按規(guī)定需繳納供電高可靠性貼費(fèi)為960萬(wàn)元。甲方不接受繳納如此多貼費(fèi),希望調(diào)整方案。
終經(jīng)甲方,供電部門及設(shè)計(jì)院三方協(xié)商,確定供電方案如圖3,采用二用一備中壓供電方案。2路主用電源引自1個(gè)區(qū)域變電站,1路備用電源引自另1區(qū)域變電站。且備用容量為變壓器總安裝容量的50%,即14550kVA,這樣既不會(huì)因?yàn)閭溆萌萘刻喽嗬U納供電高可靠性貼費(fèi),也不會(huì)因?yàn)?路主供電源同時(shí)失電時(shí),備用容量仍可以保證該項(xiàng)目一般數(shù)量的變壓器滿負(fù)荷運(yùn)行。
4 智能配電系統(tǒng)
4.1配電一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)
根據(jù)圖3確定的供電方案,本項(xiàng)目在備用電源投入時(shí),將50%總配出現(xiàn)開(kāi)關(guān)閉鎖,只允許50%出現(xiàn)開(kāi)關(guān)處于閉合狀態(tài),以保證50%變壓器能夠滿負(fù)荷運(yùn)行。B-1#總配的10kV配電一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖4所示。
圖4 B-1#總配的10kV配電一次系統(tǒng)圖
4.2 智能配電保護(hù)裝置選擇
為了能準(zhǔn)確采集供電系統(tǒng)的電參量信號(hào)與非電量信號(hào),實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)的保護(hù)和測(cè)控,在一次系統(tǒng)里合理配置了安科瑞電氣股份有限公司的AM5系列保護(hù)裝置和ASD系列開(kāi)關(guān)柜綜合測(cè)控裝置,以確保供電系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行,具體包括:2個(gè)主供電源進(jìn)線側(cè)開(kāi)關(guān)柜上選配AM5-F進(jìn)線保護(hù)裝置;冷凍機(jī)房側(cè)開(kāi)關(guān)柜上選配AM5-M電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置;變壓器出線柜上選配AM5-T變壓器保護(hù)裝置;一般出線柜上選配AM5-F進(jìn)線/饋線保護(hù)裝置;PT柜上選配AM5-U PT監(jiān)測(cè)裝置等。各裝置外形與功能說(shuō)明見(jiàn)表4,其中AM5系列保護(hù)裝置詳細(xì)功能可參見(jiàn)表5。
表4 各保護(hù)測(cè)控裝置功能列表
在設(shè)計(jì)時(shí),主用電源開(kāi)關(guān)與備用電源開(kāi)關(guān)設(shè)電氣連鎖,2個(gè)開(kāi)關(guān)只能有1個(gè)閉合。備用電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)與WH6-WH10開(kāi)關(guān)設(shè)電氣連鎖,WH6-WH10開(kāi)關(guān)處于分?jǐn)酄顟B(tài)是備用電源開(kāi)關(guān)閉合的必要條件。
表5 配電系統(tǒng)保護(hù)裝置詳細(xì)功能
4.3 Acrel-2000用戶端智能配電系統(tǒng)
在配電系統(tǒng)里合理配置了保護(hù)、測(cè)控等設(shè)備后,根據(jù)該綜合體用電規(guī)模、用電設(shè)備分布和占地面積等多方面信息,采用分層分布式設(shè)計(jì)了智能配電系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以飛為三層:站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層。
站控管理層設(shè)于中心變電站值班室,包括監(jiān)控計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、打印機(jī)、UPS、對(duì)時(shí)裝置、遠(yuǎn)動(dòng)裝置以及Acrel-2000監(jiān)控軟件。站控管理層計(jì)算機(jī)可以放置于值班室的操作臺(tái)面上,也可以安裝于網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜組成監(jiān)控屏。網(wǎng)絡(luò)通訊層包含通訊采集器、光端機(jī)以及用于和站控層連接的其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,安裝于通訊采集箱,通訊采集箱和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層裝置就近安裝,掛墻明裝。通訊層是一個(gè)承上啟下的物理層,負(fù)責(zé)把設(shè)備層裝置的信息傳送給站控層,并且把站控層的命令下達(dá)給設(shè)備層裝置?,F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層包含中低壓柜上的AM5系列保護(hù)裝置、ASD系列開(kāi)關(guān)柜測(cè)控裝置、多功能電力儀表、溫控儀、直流屏等。Acrel-2000監(jiān)控軟件是基于Windows平臺(tái)的應(yīng)用軟件,能夠模擬用戶的供配電網(wǎng)絡(luò),提供監(jiān)測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)、告警、報(bào)表、事故記錄分析等功能。Acrel-2000配電系統(tǒng)圖如圖5所示。
5 供電配電方案分析
大型綜合體項(xiàng)目在實(shí)施過(guò)程中遇到2個(gè)問(wèn)題,使得初的10kV供電設(shè)計(jì)方案不斷調(diào)整:一是當(dāng)?shù)毓╇姴块T不允許主、備用電源同時(shí)運(yùn)行,而且對(duì)備用電源收取高可靠性貼費(fèi);二是甲方希望盡量減少供電系統(tǒng)造價(jià),尤其不希望支付電源高可靠性貼費(fèi)。為同時(shí)滿足甲方、供電部門、設(shè)計(jì)院三方的要求,設(shè)計(jì)在不違反規(guī)范的前提下去誒的那個(gè)了各方都可以接收的供電方案,終采用圖3所示的10kV二用一備的供電方案。
在圖3的供電方案下,選用安科瑞電氣股份有限公司的Acrel-2000配電監(jiān)控系統(tǒng),并配備安科瑞公司的微機(jī)保護(hù)裝置、開(kāi)關(guān)柜綜合測(cè)控裝置、多功能電力儀表等設(shè)備,實(shí)現(xiàn)智能的終端用戶變電站配電自動(dòng)化系統(tǒng)。其中配備的AM5系列保護(hù)測(cè)控裝置集保護(hù)、測(cè)量、控制于一體,針對(duì)不同一次設(shè)備可以靈活配置不同的保護(hù)功能,可以實(shí)現(xiàn)35kV及以下電壓等級(jí)變配電站保護(hù)測(cè)控功能,適用于線路、母聯(lián)、配電變壓器、高壓電動(dòng)機(jī)、高壓電容器等設(shè)備的保護(hù)和自動(dòng)控制功能。裝置采用成熟可靠的保護(hù)原理和算法,抗干擾性能強(qiáng),可靠性高,保護(hù)實(shí)現(xiàn)方式靈活,通訊采用冗余設(shè)計(jì)。裝置采用全圖形化編程技術(shù),可以根據(jù)需要對(duì)裝置進(jìn)行邏輯編程,滿足多數(shù)用戶的要求。如果保護(hù)測(cè)控裝置在使用過(guò)程中需要更換保護(hù)功能,只需通過(guò)裝置的維護(hù)端口更新內(nèi)置邏輯圖即可,實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)單靈活。
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[2]安科瑞電氣股份有限公司產(chǎn)品選型手冊(cè)2013.1版.
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作者簡(jiǎn)介:
王海芹,女,王海芹,安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向?yàn)橹悄芘潆娤到y(tǒng)設(shè)計(jì),: