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摘要：遵循党的十九大战略部署和习近平总书记关于教育的重要论述，以及党中央、国务院印发《中国教育现代化2035》中“实现优质均衡的义务教育、全面普及高中阶段教育”重要精神的深入人心，全国范围内大批中小学校园建设提上日程。新建校园规模大、功能全，无论是生活区还是教学区硬件设施水平日渐提高，从建筑电气设计的角度看，需要更加科学合理的电力规划设计以满足园区稳定、经济的运转。
作者结合近年来设计的一些中学校园项目经验，对中学校园电力规划设计与变配电室选址进行一系列分析和论述。
中学校园规划及建筑功能组成
全国各地中学校园的规划布局会受到地域文化和气候环境的影响表现出各自独有的风格特点，但纵使其千变万化，也脱离不了其学校的本质。按照使用功能的划分，我们将校园分为教学区、生活区、公共服务区、运动区四个部分。教学区包括：教学楼、实验楼、艺术楼、电教楼等以教学为主要功能的建筑单体。生活区包括：学生宿舍、教职工宿舍、食堂、淋浴室等。公共服务区包括行政办公楼、后勤服务楼、图书馆、礼堂等。运动区包括体育馆、风雨操场。方案设计师考虑场地条件，校方使用需求，市政接口等诸多因素后将上述各单体规划布局。在这一阶段，电气工程师不应仅是被动的进行负荷估算，在规划好的总图上选取变配电室位置，需要把经济合理的电力规划思想在方案设计过程中灌输给建筑方案设计师，通盘考虑后提出相对完善的方案设计成果。
变配电室选址的规范要求
相关国家规范对于变配电室的选址做了一系列的规定。
《20kV及以下变电所设计规范》GB 50053-2013第2.0.1条要求：变电所的所址应根据下列要求，经技术经济等因素综合分析和比较后确定：1 宜接近负荷中心；2 宜接近电源侧；3 应方便进出线；4 应方便设备运输；5 不应设在有剧烈振动或高温的场所；6 不宜设在多尘或有腐蚀性物质的场所，当无法远离时，不应设在污染源盛行风向的下风侧，或应采取有效的防护措施；7 不应设在厕所、浴室、厨房或其他经常积水场所的正下方处，也不宜设在与上述场所相贴邻的地方，当贴邻时，相邻的隔墙应做无渗漏、无结露的防水处理；8 当与有爆炸或火灾危险的建筑物毗连时，变电所的所址应符合现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB 50058的有关规定；9 不应设在地势低洼和可能积水的场所；10 不宜设在对防电磁干扰有较高要求的设备机房的正上方、正下方或与其贴邻的场所，当需要设在上述场所时，应采取防电磁干扰的措施。第2.0.4条要求：在多层或高层建筑物的地下层设置非充油电气设备的配电所、变电所时，应符合下列规定：1 当有多层地下层时，不应设置在最底层；当只有地下一层时，应采取抬高地面和防止雨水、消防水等积水的措施。2 应设置设备运输通道。3 应根据工作环境要求加设机械通风、去湿设备或空气调节设备。
《教育建筑电气设计规范》JGJ 310-2013第3.2.6条要求：学校总配变电所宜独立设置，分配变电所宜附设在建筑物内或外，也可选用户外预装式变电所。3.2.7 校园高压配电系统宜根据负荷等级、容量、分布及线路路径等的情况，采用辐射式接线或环式接线。3.2.8 配电变压器负荷率不宜大于85％。当低压侧电压为0.4kV时，单台变压器容量不宜大于1600kVA。对于预装式变电所变压器，单台容量不宜大于800kVA。
《中小学校设计规范》GB 50099—2011第10.3.2.1条要求：总配电装置的位置宜深入或接近负荷中心，且便于进出线。
综合以上相关规范要求，并结合中学校园实际情况，在进行校园电力规划方案设计时，首先要根据校区规模，确定在满足供电距离250m范围以内需要设置几处变配电室，并将变配电所设置于该供电单元内负荷容量较大的单体附近，并将距离市政电源进线位置最近的设置为总变配电所，为便于后期运维管理，宜单独建设有人值守的变配电所。分变配电所视场地条件可采用附设于其他建筑物内或外，或采用室外箱式变电站的形式。若采用附建形式的变配电所需注意不要将其设置于规范不允许的区域，例如：食堂相对于其他单体负荷容量较大，从经济角度考虑变配电室应设置于其较近区域，但食堂首层通常为餐厅，建筑布局很难满足首层设置变配电室的需求，如果设置于地下一层，要充分考虑周边区域及上部水点，并采取有效防水排水措施。变配电室不应附建于教学楼、宿舍楼。若附设于实验楼中应注意远离化学实验室避免腐蚀性气体粉尘对变配电装置的影响，远离计算机教室、物电实验室避免对电磁敏感设备造成干扰。若附建于行政办公楼或后勤服务楼等单体中，应注意远离校园网络机房、消防安防控制室等场所。变配电所应远离燃气锅炉房等有爆炸危险的建筑物周边。结合以往项目经验，校园总变配电所有条件首先选取单独建设的方式，或附建于礼堂、图书馆、后勤服务楼、行政办公楼等区域。分变配电所当采用室外箱变形式时，应设置于人员不易触及的绿化带内，并做好安全防护工作。各变配电所周围应考虑10kV及380V供电线路最短的路由空间。设置于地下的变配电所应考虑设置设备吊装孔。
中学校园各类负荷运行规律
通过分析中学作息时间，统计对应各功能区域用电负荷使用情况，理想情况如果可以将不同时使用的负荷区域划分在一座变配电所供电区域内，即在负荷计算变压器容量选取时降低同时系数，进而降低变压器安装容量，达到节省建设投资的目的。
通过现场调研及网络资料搜集到关于中学校园作息时间与校园内各功能区建筑相结合绘制“中学校园用电负荷时间表”，进行统计分析。
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通过以上图表我们可以得出以下结论：
1.生活区的学生宿舍、职工宿舍的用电负荷在时间上与教学区、公共服务区及体育馆的用电负荷基本不同时运行。
2.风雨操场的用电负荷基本为照明设备，运行时间为7点至10点，与生活区的食堂、淋浴室，教学区的实验楼、艺术楼、电教楼用电负荷基本不同时运行。
3.教学楼、学生宿舍、职工宿舍、食堂、淋浴室区域在其使用时间段内同时率较高。其负荷运行时间更具参考意义。
4.图书馆、礼堂、体育馆、风雨操场区域在其使用时间段内使用频率较低。其负荷运行时间相对随机，对同时系数取值影响较小。
5.图表中食堂、淋浴室单位面积用电指标最高，教学区和公共服务区及运动区的体育馆次之，学生宿舍、职工宿舍、风雨操场单位面积负荷指标最低。
6.学生宿舍就寝时间受学校宿管统一管理，照明及插座一般在22：00~次日5：00统一断电，图中表示持续运行负荷仅为夏季空调或风扇。
7.不同时运行的负荷若由同一变配电所内一组变压器混合供电，同时系数可以取值更低。相同容量的变压器可以带更多负荷，节省建设投资。
方案阶段入手提出布局建议
工程项目建设设计各阶段工期紧、任务重已成为普遍现象，想要在紧张的工期内完成合理且经济的电气设计成果，需要在方案阶段初期的介入，把针对于电力规划合理的布置理念提供给方案设计人员。
总结以下提资要点供电气设计人员参考：
1.向水、暖专业及方案设计人员提出建议，将换热站、生活泵房、消防泵房等负荷较大的设备机房以动力中心的形式相对集中设置，缩短供电距离，节省电缆投资。
2.建议将学生宿舍、职工宿舍与教学区、行政办公楼尽可能设置在半径为200的圆形范围内，若校园建设规模较大，也可以分为两组进行配电。
3.建议将食堂、淋浴室与图书馆、礼堂尽可能设置在半径为200的圆形范围内。
总平面布局的调整也是一个取舍的过程，方案设计同时需要考虑流线、日照以及校方意见等诸多因素，作为电气专业设计人员在过程中需对各种布局进行电力规划方案比选，甚至对于一个总平面布局也会有多种电力规划方案，例如：供电距离过长是放大电缆减小电压损失，扩大供电范围进而降低同时系数，降低变压器安装容量合理，还是增设一处变配电所合理等诸多情况。
结语
我国教育事业近年来高速发展，作为设计人员在接到校园设计任务的时候切忌闭门造车，要综合考虑多方面因素，及时更新校园建筑前沿资讯，多与校方沟通需求，既要实用经济，也要多样化，才能设计出好的作品，做到因地制宜、符合实际。
参考文献：
[1]《20kV及以下变电所设计规范》GB 50053-2013
[2]《教育建筑电气设计规范》JGJ 310-2013
[3]《中小学校设计规范》GB 50099—2011