0 引言
在电气设计中，变电所的配置总是不可避免的话题，集中设置变电所会带来节省投资、变压器容量利用充分、回路便于调配等好处，也会带来出线集中不利于施工、供电路径过长的弊端;分散设置变电所无疑在供电合理性上会更胜一筹，却也会造成变电所安装容量偏高、侵占项目可利用面积等问题。本文以某外资工业项目为例，通过计算，分析、比较配置一座/两座变电所的优劣，最终选择拟建两座变电所的方案。
1 项目概述
本工程为常州某纺织机械有限公司新建工厂。工程总占地面积为120005m2，总建筑面积为58457.9m2，主厂房长236m，宽195m，高14.45m，项目各功能区示意详见图1。
本项目有两处较为特殊:
1)本厂房虽然面积较大，但工艺流线是以手持电动工具组装纺织机械设备为主，因此总的用电负荷并不是很大，这也就引出本文讨论的重点—是否仅集中设置一座变电所?
2)本项目业主为外方，对设计有LEED银奖的要求，因此在后文方案比较时会特别校验电压损失是否达标。
2 供配电系统设计
2.1负荷分布
本项目的负荷分布如图2所示，大致可分为南北两个流线，在南侧厂房内包含组装车间一及其中间仓库、设备区和办公区一;北侧厂房内包含组装车间二及其中间仓库和办公区二。
整个项目的主要负荷概况:
1)设备区中包含为整个工厂服务的空压机房、热水机房及消防泵房等主要设备用房。
2)空调负荷:本项目的车间及办公区都设置了空调，办公区采用VRV形式，在办公区设置若干空调配电箱为室外机供电;而组装车间采用风冷热泵形式，14台138kW的风冷热泵均布置在车间屋面由变电所直供。
3)照明负荷:按照业主需求，办公区照度500lx，车间照度300lx，库房照度200lx，因此照明负荷不容小觑，在组装车间及办公区设置若干由变电所直供的照明配电箱，仓库设置照明总箱并放射至各仓库。
4)工艺设备用电:组装车间虽然面积大，但是主要以小型设备及手持电动工具为主，负荷分散，因此在每一跨距中布置一条630A的母线，预留母线插孔，并在每个钢柱上预留若干工业插座箱，以便后期灵活扩展。
2.2 负荷计算
为便于后文中的比较，负荷计算时将南北两条流线分开统计，南侧厂房负荷计算详见表1，北侧厂房负荷计算详见表2。
表中母线的动力负载计算如式:
式中，n为母线数量，南侧车间取6，北侧取3;I为母线电流630A;UN为线电压380V;Kx为需要系数，取0.3;cosφ为功率因数，取0.85。
基于上述负荷计算，在制定供配电方案初期，提出来了两种方案。
方案一:仅在设备区设置2×2000kVA变电所一座。
方案二:在设备区设置2×1600kVA变电所一座，在办公区二再设置1×1250kVA变电所一座。
方案区位图详见图1。
3 配电方案对比
3.1 造价对比
在对方案一和方案二进行比较时，首先明确两个前提条件:
1)不论设置几个变电所，都认为末端配电箱的配置是不变的;
2)不论设置几个变电所，厂区内的母线和桥架配置是不变的。基于上述两点，方案二与方案一相比:北侧厂房的所有负荷进线电缆会缩短，造价会减少，而北侧厂房增加一个变电所，造价会增加，仅需要比较这两部分的差价即可知道方案一和方案二哪一个初投资更为经济。
3.2 变电所部分比较
首先以方案二为例，南侧主变电所SS1与北侧变电所SS2布置如图3～4所示，如果是方案一，北侧SS2变电所将会取消，我们保持南侧SS1变电所的建筑轮廓不变，将每台变压器的7台800mm柜宽的馈线柜改为9台600mm柜宽的出线柜并入到北侧厂房负荷的馈线，同时高压馈线柜也会减少一台。
由于本工程为外资项目，所有变电所设备均要求采用合资产品，且皆须为原厂柜型，经业主协调询价事宜，本文以某外资品牌低压设备为例进行计算，方案一变电所部分造价如表3所示，方案二变电所造价如表4所示。
3.3 电缆部分比较
接下来比较北侧厂房的主要负荷，如果按照方案一和方案二供电，根据电缆长度、电缆规格及单位长度造价得到两种方案的差价，电缆清单详见表5。
基于3.1节的论述，本文所涉及部分的初投资造价:方案一共计525.7万元，方案二共计555.6万元。从计算结果来看，由于厂区供电距离长，电缆的造价不菲，方案二在供电距离上的优势很大程度上弥补了设置两座变电所带来的造价提高，两者相差不超过10%，可以认为造价上几乎相同，那么最后就校验一下最不利点的电压损失。
3.4 电压损失校验
LEED标准中参照的ASHRAE90.1-2007中的电气要求8.4.1.1条规定:馈电回路电压损失应≤2%，本节即选取两方案最不利点进行校验。
通过前文的列表可知，最不利点方案一选择RTU-1-2回路，方案二选择110kW车间消防兼平时风机电控箱，根据《工业与民用配电设计手册》第四版(上册)P865页公式可知，www.35kv.com电压损失计算如式 Δu%=ΔuaIL 式中，Δua为三相线路每A·km的电压损失百分数;I为线路计算电流(A)L为线路长度(km)。
消防风机计算电流为157A，供电电缆为NHYJV-4×150+1×70，RTU计算电流为246A，考虑供电电缆为2(YJV-4×95+1×50)，现取其中一条电缆计算电压损失。经查表YJV-4×95+1×50铜芯电缆的Δua为0.105，NHYJV-4×150+1×70铜芯电缆的Δua为0.074，代入公式后可知方案一最不利点电压损失为3.19%，方案二最不利点电压损失为1.97%。
4 结束语
经过前面的分析可知，初步考虑之下，方案一和方案二的初投资造价相差并不算大，分别计算二者最不利点的电压损失后可知，方案一的电压损失更为严重，虽然满足国标要求，却已经超过了LEED对电压损失的要求，这也从另一侧面反应了方案二的供电合理性更好。通过与业主的沟通，最终本项目选择了设置两个变电所的方案。
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