高层学生公寓供配电设计
引言
随着国家科教兴国战略的实施，各高校招生规模的不断扩大，同时一些资深高校原有老旧学生公寓使用年限已经接近或达到建筑设计使用年限。在目前土地成本日渐高昂，学校教育用地日益紧张的背景下。学生公寓高层化，已经成为当前高校新建学生公寓的潮流。而在网络信息时代的今天，学生公寓的建设，以及后续使用管理中，电气系统占据着相当重要的地位。功能完善，设计合理的学生公寓电气系统不仅可以保障学生业余学习生活的舒适环境。更可极大的降低学校后勤部门对公寓的管理成本。本文主要讨论高层学生供配电系统部分的设计内容。 1、供电电源 1.1 负荷等级
高层学生公寓属于人员密集型居住建筑，一般从造价、内部人员管理及使用的考虑出发。基本为普通高层建筑。内部的消防控制室、火灾自动报警及联动控制装置、火灾应急照明及疏散指示标志、防烟及排烟设施、自动灭火系统、消防水泵、消防电梯及其排水泵、电动的防火卷帘及门窗以及阀门等消防用电根据建筑高度不同可分为一级负荷或二级负荷。公寓内一般居住房间用电为三级负荷。 1.2 负荷容量计算
电力负荷是供电设计的依据参数 计算准确与否，对合理选择设备，安全可靠与经济运行，均起决定性作用。 1.2.1 居住房间用电计算。
学生公寓内居住房间用电一般占总用电量的80%左右，而且对于高层学生公寓来说，房间数量相当大。所以单个房间负荷的正确估算，对学生公寓总用电负荷的计算，有着非常重要的意义。 根据JGJ36-2005《宿舍建筑设计规范》要求，每居室用电负荷标准应按照使用要求确定，并不宜小于1.5kw。对于居室内单独设置空调及电热水器的学生公寓，还须在1.5kw的基础上，根据电器用电负荷，适当提高。 1.2.2 公共负荷用电计算。
在高层学生公寓中公共负荷用电主要包括生活设施用电和消防设施用电。
其中生活设施用电量较大的设备包括公共热水炉、电梯、太阳能公共热水器电伴热、生活给水泵及弱电设备机房等。其中公共热水炉的选用容量，在辽宁工业大学学生公寓中一般按照人均100w计算，此容量可保证每人每小时一升热水的供应。其余设备一般按照设备厂家推荐数值计算即可。
对于消防设施用电，考虑到在火灾时，会断开普通生活设施用电；且消防设施用电负荷往往远远小于普通生活用电，所以一般根据规范，并不计入到总负荷容量内。特别注意的是对于为其它建筑供水的消防水泵房，还是建议考虑其用电负荷。
2、供配电系统设计 2.1 供电要求
为了保证供电可靠性，高层学生公寓应进行整体供配电系统设计，至少需要两路独立市电电源，还需要另设应急电源或备用电源。 2.2 电源
2.2.1 高层学生公寓的正常电源数量不应少于两个，各路电源应为不同路由的线路，宜采用专线由上级变电站或开关站放射式供电。电源电压等级可以为10kV、20kV、35kV 或110kV。当一路电源断电时，剩余电源应能保证二级及以上负荷的供电。 2.2.2 对于负荷等级较高的高层学生公寓应设柴油发电机作为应急电源或备用电源。一般每个高层学生公寓群可根据整体规模设置柴油发电机，其中额定输出电压可根据负荷大小、单台电动机最大启动容量、供电半径等因素确定： 2.3 高压供配电系统
2.3.1 在高层学生公寓的高压供配电设计中，一般在高层学生公寓群的负荷中心位置设主配变电所，在每个高层公寓设分配变电所。为节省公寓使用空间，配变电所一般设置于地下一层。条件允许时，也可设置独立的变电站。同时高压系统的配电级数一般控制在两级以下。
2.3.2 配电变压器的长期工作负载率不宜超过60%，分配变电所的变压器容量不宜超过1000kVA。
2.4 低压配电系统 2.4.1 配电方式
低压配电系统宜采用三级配电方式，即总配电（配变电室） 、区域配电（配电间） 和终端配电。三级配电系统相互之间要求保护开关动作具有选择性。
公寓房间配电使用在普通供电母线单独设置回路，至楼层配电间内楼层集中电能管理配电柜（当单层面积较小时也可每3-5层设置一个楼层配电间）。各公寓房间及相应楼层公共设备设施用电引自相应楼层集中电能管理配电柜。各个楼层集中电能管理配电柜及学生管理值班室总电能控制计算机之间根据集中电能管理配电柜型号使用RS485线缆或UPT5e线缆链接。 2.4.2 高层学生公寓中消防设备供电干线及分支干线应采用矿物绝缘电缆，尽量减少矿物绝缘电缆的长度，减少偏移量。电缆端部应防止芯线溅水，连接矿物绝缘电缆的配电柜（箱）和用电设备接线盒的防护等级不宜低于IP55。 2.4.3 配电线路布线系统应注意以下几点： （1）高低压配电竖井分开设置。
（2）当需要末端双电源切换的负荷较多导致电缆数量随之增多时，可分设普通桥架与应急桥架。应急桥架内设隔板，使双电源的两根电缆分设两侧。
（3）公共用电宜保留足够的预留回路。 3、用电控制方式与管理
所有三级负荷供电部分通过集中电能管理配电柜送电并计量。当发生火灾时，切断所有非消防用电；电梯自动降至1层。 3.1 高层学生公寓公共区域用电管理与控制
3.1.1 公共设施控制部分。普通公共设施包括公共热水炉、公共淋浴用供水系统、公共洗衣机等。上述设备根据不同的使用要求连接至集中电能管理配电柜的不同供电回路，通过值班室总电能控制计算机经由集中电能管理配电柜进行控制和计量。其中公共热水炉、公共淋浴用供水系统在学生上课及夜间休息期间停止供电。公共洗衣机在夜间学生公寓普通房间熄灯后停止供电。普通电梯在电梯机房处控制在相应时间减少开放台数。普通电梯、消防电梯、消防用风机、消防水泵、弱电设备等电源直接引自总低压配电柜采用双双电源供电，并于末端切换。
3.1.2 公共照明控制部分。所有公共走廊、楼梯间、电梯间、卫生间、盥洗间、浴室等公共照明首先通过光控模块控制。在此基础上，楼梯间照明使用声控＼感应模块控制，公共走廊照明在公寓房间熄灯后减半供电，其余公共照明就地控制。消防疏散照明须带强启触点并设强启线。当发生火灾等紧急情况时自动强制点亮。
3.2 普通学生公寓房间用电管理与控制
学生公寓房间供电引自集中电能管理配电柜。通过值班室总电能控制计算机经由集中电能管理配电柜进行计量和控制。集中电能管理配电柜内为每个房间设置一个回路。将此回路送至设在
走廊的公寓房间照明配电箱。在此配电箱内分出两个回路，分别至插座和照明供电。 具体控制与管理见表 4、结束语
以上是作者在本校高层学生公寓供配电设计中所得到的经验总结，包括了高层学生公寓的电源选择、供配电方式及电能管理等内容。希望对其他高校及各位设计同行在高层学生公寓的设计中起到一定参考意义。
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