上海洋泾西区E08、E10、E12地块变配电设计简介

上海洋泾西区E08、E10、E12地块变配电设计简介

周英财

艾奕康设计与咨询有限公司上海分公司，上海，200082

摘要：上海洋泾西区项目位于上海市浦东新区，基地东至民生路，西至E08-1地块，南至昌邑路，北至滨江大道。项目包括住宅、办公及商业，总建筑面积为399539.8平方米。本文将对该项目变配电设计方案做简介。

关键词：建筑电气设计 变配电方案 市政电力分析 应急电源

1. 项目概况

上海洋泾西区项目总用地面积77262.8平方米，分别为E08地块17247.6平方米，E10地块37263平方米，E12地块22752.2平方米。总建筑面积399539.8平方米，其中，地上建筑面积238092.78平方米，地下建筑面积161447.02平方米。地上计容建筑面积225436.72平方米，其中住宅133642.72平方米，商业42285.19平方米，办公49508.79平方米。

2. 设计依据

1)国家规范：

《供配电系统设计规范》            GB50052-2009

《民用建筑电气设计标准》          GB51348-2019

《20KV及以下变电所设计规范》     GB50053-2013

《35kV～110kV变电站设计规范》    GB 50059-2011

2)地方规范：

《国网上海市电力公司非居民电力用户业扩工程技术导则（2014版）》

《住宅设计标准》                  DGJ08-20-2019

《民用建筑电气防火设计规程》      DGJ 08-2048-2016  

3)业主设计任务书

3. 负荷分级

在本工程包含三个地块，其中E08地块属于一类高层住宅及多层商业裙房，E10地块属于一类高层住宅，E12地块属于一类高层住宅、一类高层办公及多层商业裙房组成。地下车库为一类车库。

1)一级负荷：

消防设备用电（含消防控制室、消防泵、喷淋泵、消防电梯、防火卷帘、防排烟风机、消防应急照明和疏散指示系统等）、火灾自动报警系统用电。

办公楼、商业楼内的值班照明、警卫照明、障碍照明用电、主要业务和计算机系统用电、安防系统用电、电子信息设备机房用电、客梯用电、排污泵、生活水泵用电。

住宅楼（建筑高度≥54m），其走道照明、值班照明、安防系统、电子信息机房设备、客梯、排污泵、生活水泵用电。

2)二级负荷：

办公楼、商业楼内主要通道及楼梯间照明用电、重要办公室用电、自动扶梯、货梯、营业厅空调用电。

车库照明均按二级负荷设计。

3)三级负荷：其他无特殊要求的设备。

4. 各地块用电负荷估算

1)住宅变压器装机指标

根据根据《住宅设计标准》（DGJ08-20-2019），住户建筑面积小于等于90平方米，用电负荷计算功率为8kW；住户建筑面积大于90平方米，小于等于120平方米，用电负荷计算功率为10kW；住户建筑面积大于120平方米，小于等于150平方米，用电负荷计算功率为12kW；住户建筑面积大于150平方米，按照80W/㎡计算。

2)商业、办公变压器装机指标

商业、车库、办公区变压器装机容量指标参照《国网上海市电力公司非居民电力用户业扩工程技术导则（2014版）》及以往工程经验，拟采用以下标准进行估算：

商业：变压器装机指标按150VA/㎡估算，其中空调主机40vA/㎡，其它照明、插 座、动力等用电按110vA/㎡估算；

办公区变压器装机指标按130VA/㎡估算，其中空调主机40vA/㎡，其它照明、插座、动力等用电按90vA/㎡估算

商业区域充电车位按商业总车位的15%配置，充电车位中的70%按慢充（7kW/个）估算，另30%配置快充（60kW/个），充电车配置系数按0.5计算。

（备注：目前已按暖通专业提资空调主机（含配套水泵）用电总量折合成单位装机指标对负荷计算中空调装机指标进行复核）

3)各地块用电估算及变压器设置如下：

E08地块：

住宅计算容量3992.4kVA，于E08地块设置一处KT1公共变电所，变压器配置为2x800kVA；设置两处PT站1#、2#，变压器配置分别为2x800kVA、2x800kVA。住宅变压器总装机容量为4800kVA。

商业计算容量2239.2kVA，于E08地块设置一处商业用户变电所，变压器配置为2x1250kVA。

E10地块：

住宅计算容量9135.2kVA，于E10地块设置一处KT2公共变电所，变压器配置为2x800kVA；设置5处PT站3#、4#、5#、6#、7#，变压器配置均为2x800kVA。住宅变压器总装机容量为9600kVA。

商业计算容量为3539.1kVA，于E10地块设置一处商业用户变电所，变压器配置为2x2000kVA。

E12地块：

商业及办公计算容量13338kVA，其中包括3台940kW高压冷水机组。于E12地块设置一处商业及地下室变电所，变压器配置为2x2000kVA；设置一处办公及地下室变电所，变压器配置为4x1250kVA；设置一处制冷机房变电所，变压器配置为2x1000kVA。商业办公总装机容量为11000kVA，另设置3台940kW高压冷水机组。

5. 市政进线方案分析及对比

经以上负荷计算分析，E10及E12地块商业办公总装机容量为17820kVA，其中高压冷机2820kVA，综合项目立项、规证以及周边电力资源情况，存在以下四种进线方案：

方案一：两地块合并规证，于E12地块设置一处地上35kV市政电业站，两路35kV进线至B1 35kV用户站。

方案二：两地块合并规证，于E12地块B1设置一处35kV用户站，不设置35kV市政电业站。

方案三：两地块独立规证，于E12地块设置一处地上10kV市政电业站， E10及E12地块分别从地上电业站引入两路10kV电源至B1 10kV用户站。

方案四：两地块独立规证，于E10及E12地块B1分别引入两路10kV电源至B1 10kV用户站，不设置10kV市政电业站。

1)不同进线方案机房面积对比

方案一：需设置地上35kV电业站、地下35kV配电室及35kV/10kV变压器室，机房面积约550平方米；

方案二：需设置地下35kV配电室及35kV/10kV变压器室，机房面积约250平方米；

方案三：需设置地上10kV电业站，机房面积约120平方米；

方案四：除10kV用户站外，不增加其他机房面积，所需面积最小。

2)不同进线方案设备投资费用对比

方案一、方案二：需设置35kV配电室及35kV/10kV变压器室，35kV配电室按照6台开关柜，每台单价38万元考虑，35kV/10kV变压器室按照两台8000kVA容量35kV变压器，每台200万元考虑。同时可减去两个高压总配室内两台进线隔离柜及两台计量柜，进线隔离柜及计量柜均按照每台10万元考虑。

方案三、方案四：不需设置35kV配电室及35kV/10kV变压器室。

综上，采用35kV进线，相较于10kV进线，相关设备费用需增加588万元。

（费用仅考虑主设备费用对比，不包含相关配套、工程安装、建筑结构及运营增加的费用）

3)不同进线方案运营费用对比

1. 根据《工业与民用供配电设计手册》第四版表 1.9-1 中商务办公的数据得知，年最大负荷利用小时数Tmax为1520小时、年电能消耗量Wy=Pc x Tmax。
2. 根据上海市销售电价表，10 kV电度电价为0.538（元/kWh），35kV电度电价为0.513（元/kWh）。
3. E10及E12地块商办区域变压器装机容量约为15000kVA，若按照70%的负荷率、补偿达到0.95的情况下，有功计算功率=15000x70%x0.95=9975kW。

方案一、方案二：采用35kV进线，一年运行费用为777.8万元。

方案三、方案四：采用10kV进下，一年运行费用为815.7万元。

综上，进线电压等级提高到35kV后，每年电费预计节省约40万元。

4)市政进线方案对比总结

方案一除10kV用户站外需增加机房面积约550平方米，机电设备费用同方案二且较方案三方案四增加588万元，年运行费用约777.8万元。另外，此方案市政申请难度较小，确定性较高。综合分析方案一审批难度低，初期投资高，运营成本低，使用成本最高，成本回收期超过20年。

方案二除10kV用户站外需增加机房面积约250平方米，机电设备费用同方案一且较方案三方案四增加588万元，年运行费用约777.8万元。此方案申请难度比方案一大，需要周边有35kV富余量，需要和供电局沟通协调。综合分析方案二审批难度较大，初期投资高，运营成本低，使用成本较方案一低。

方案三除10kV用户站外需增加机房面积约120平方米，机电设备费用同方案四较方案一方案二较少588万元，年运行费用约815.7万元。此方案申请难度比方案四小，需E10地块及E12地块独立规证。综合分析方案三审批难度低，初期投资低，运营成本较高，使用成本高于方案四。

方案四除10kV用户站外无需增加机房面积，机电设备费用同方案四较方案一方案二较少588万元，年运行费用约815.7万元。此方案申请难度较大，需E10地块及E12地块独立规证，且需要周边10kV余量富余。综合分析方案四审批难度较大，初期投资低，运营成本较高，但使用成本最低。

综上，从机房面积、设备投资及运营成本上，35kV进线投资均远高于10kV进线。需结合项目周边电力资源及报规情况进一步供电征询，明确进线电压等级来确定方案。

6. 市政电力拟申请电源

本项目根据规证划分、开发建设周期确定供电电源，具体如下：

1)E08地块住宅地面一层设置1座KT站，由供电部门提供两路10kV双重电源，由电力设计单位设计。

2)E10及E12地块住宅合设1座KT站，由供电部门提供两路10kV双重电源，由电力设计单位设计。

3)E08地块商业区域由由供电部门提供两路10kV双重电源。

4)E10及E12地块办公及商业区域由供电部门提供两路35kV双重高压电源供电，每路10000kVA，采用电缆埋地引入E12地块地下一层35kV总降压站。35kV电源采用先降为10.5kV，再降0.4kV的二级降方式。每组两路高压电源互为备用。本设计方案需经过供电部门审批后方可施工。

地下一层设35/10.5kV专用中心配电室，经35/10.5kV变压器，由10kV中心配电间分别配出至各地块的商业/办公/制冷站等专用变电所。

7. 应急备用电源

5)而根据太古运营要求，为保障高端办公租户的需求，办公楼拟设置一台常载1600kVA柴油发电机组作为第三路电源，同时兼做商业、办公变电所消防负荷备用电源。

6)另为满足未来个别大客户招租需求，柴油发电机房内预留2台400kW/500kVA柴油发电机组安装空间与位置。

7)应急柴油发电组应始终处于准备启动状态，当任意一个用户中心站的两路电电源进线同时中断时，机组应自动启动，并在15秒内能向负荷供电。机组应与电力系统联锁，不得与其并列运行，当市电恢复时，机组应自动退出工作并延时停机。每台柴发机组设置室内储油间，每座储油间的储存量不应大于1立方米。柴油发电机房同时预留注油口，通过与附近加油站签订协议满足未来柴油发电机组8h用油需求。

参考文献

[1] 国网上海市电力公司非居民电力用户业扩工程技术导则（2014版）

[2] 住宅设计标准（DGJ08-20-2019）

[3] 民用建筑电气设计标准（GB51348-2019）