孫 曉 峰

[同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院(集團(tuán)) 有限公司, 上海 200092]

0 引 言

隨著我國人們物質(zhì)生活水平的提高,對(duì)精神文化特別是教育的需求日益增強(qiáng),故對(duì)教育建筑的需求日益凸顯。教育建筑中用電設(shè)備功能性較強(qiáng),配電系統(tǒng)較繁雜[1]。本文介紹海南某中學(xué)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì),可為電氣設(shè)計(jì)人員提供參考。

1 工程概況

海南某中學(xué)工程項(xiàng)目總建筑面積147 680.52 m2,地上建筑面積137 614.16 m2,地下建筑面積10 066.36 m2,包括教學(xué)區(qū)(初、高中教學(xué)樓)、共享區(qū)(1#食堂、圖書綜合樓、藝術(shù)館、體育活動(dòng)中心和游泳館)、生活區(qū)(8棟宿舍樓及2#食堂),其中地下停車庫9 194.85 m2(停車126輛,防火分類為Ⅱ類)。該項(xiàng)目配建不少于2 941.4 m2民防工程,其按甲類設(shè)計(jì),防護(hù)等級(jí)為核6級(jí),常6級(jí),戰(zhàn)時(shí)功能為二等人員掩蔽。

圖書綜合樓為一類高層建筑,建筑耐火等級(jí)為一級(jí)。其他單體為多層建筑,其中藝術(shù)中心建筑耐火等級(jí)為一級(jí),地下室耐火等級(jí)為一級(jí),其余多層建筑耐火等級(jí)為二級(jí)。

2 負(fù)荷等級(jí)與供電電源

(1) 根據(jù)JGJ 310—2013《教育建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》[2]和JGJ 16—2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》等規(guī)范,確定該項(xiàng)目用電負(fù)荷分級(jí):警衛(wèi)照明、通信機(jī)房等電子信息設(shè)備機(jī)房用電、消防安保系統(tǒng)用電、消防噴淋水泵、排煙風(fēng)機(jī)、正壓送風(fēng)機(jī)等消防設(shè)施均屬一級(jí)負(fù)荷;圖書綜合樓的公共照明、值班照明、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)用電、客梯、排水泵屬于一級(jí)負(fù)荷;其他單體的公共照明,體育活動(dòng)中心及游泳館的生活水泵、污水泵等設(shè)備,藝術(shù)樓舞臺(tái)工藝用電及觀眾廳照明,地下車庫,食堂的廚房主要設(shè)備用電,冷庫,主要操作間、備餐間照明屬于二級(jí)負(fù)荷;其他動(dòng)力、照明、空調(diào)風(fēng)機(jī)屬三級(jí)負(fù)荷。消防和一、二級(jí)負(fù)荷采用兩路獨(dú)立電源供電,消防負(fù)荷采用末端自動(dòng)切換。

(2) 經(jīng)與建設(shè)方及當(dāng)?shù)毓╇姴块T確認(rèn),該工程采用一回路10 kV電源供電。為滿足項(xiàng)目一、二級(jí)負(fù)荷的供電要求,在南北校區(qū)擬設(shè)3處柴油發(fā)電機(jī)房,柴油發(fā)電機(jī)供電對(duì)象為該工程所有的一、二級(jí)負(fù)荷。當(dāng)確認(rèn)10 kV電源發(fā)生掉電故障時(shí),發(fā)電機(jī)在15 s內(nèi)自起動(dòng),經(jīng)ATS轉(zhuǎn)換,發(fā)電機(jī)向重要饋電母線段負(fù)荷供電。當(dāng)市電恢復(fù)供電后,應(yīng)自動(dòng)切換并延時(shí)停機(jī)。當(dāng)連續(xù)3次自起動(dòng)失敗,發(fā)出報(bào)警信號(hào)。市電電源與發(fā)電機(jī)電源的切換主開關(guān)之間,除電氣聯(lián)鎖外還加裝機(jī)械聯(lián)鎖,以保證發(fā)電機(jī)不向公用電網(wǎng)倒送電。

(3) 對(duì)消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng),采用集中控制型系統(tǒng),除采用二路電源自切外,系統(tǒng)自帶集中電源,以確保供電的可靠性。集中電源轉(zhuǎn)換時(shí)間需小于0.25 s,供電時(shí)間需大于90 min。

(4) 對(duì)于消防安?？刂剖?、變電所、消防水泵房、消防風(fēng)機(jī)房等,除設(shè)置消防應(yīng)急照明和疏散指示外,另設(shè)置雙電源供電的備用照明,備用照度按照正常照明100%設(shè)置。

(5) 對(duì)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、消防安保機(jī)房等特別重要負(fù)荷處,設(shè)置不間斷電源(UPS)或直流供電系統(tǒng)。UPS由弱電承包商根據(jù)工藝要求配置[3-4]。

3 供配電系統(tǒng)

3.1 變電所及柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)置

(1) 根據(jù)校區(qū)負(fù)荷分布及建筑功能布局,10/0.4 kV變電所設(shè)置如表1所示。

表1 10/0.4 kV變電所設(shè)置

(2) 根據(jù)校區(qū)負(fù)荷分布及建筑功能布局,柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)置如表2所示。

表2 柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)置

校區(qū)主要電氣機(jī)房總平面圖如圖1所示。

圖1 校區(qū)主要電氣機(jī)房總平面圖

3.2 系統(tǒng)主接線

該工程采用一回路10 kV電源供電,10 kV高壓配電房預(yù)留第二路電源接線條件,由室外采用埋地電纜方式引至各變電所。10/0.4 kV變電所低壓系統(tǒng)均采用單母線分段加母聯(lián)開關(guān)方式(主開關(guān)及母聯(lián)開關(guān)電氣加機(jī)械聯(lián)鎖),母聯(lián)開關(guān)為手動(dòng)聯(lián)絡(luò)。平時(shí)分列運(yùn)行。若將來有第二路10 kV電源情況下,當(dāng)一路10 kV高壓或一臺(tái)主變檢修或故障時(shí),值班人員可以經(jīng)過查看負(fù)載情況投入低壓母線聯(lián)絡(luò)開關(guān),則另一臺(tái)主變壓器可帶全部一級(jí)負(fù)荷和二級(jí)負(fù)荷。為確保一、二級(jí)負(fù)荷對(duì)供電的要求,該工程設(shè)置3處柴油發(fā)電機(jī)房,供電對(duì)象為一、二級(jí)負(fù)荷,發(fā)電機(jī)設(shè)置專用配電低壓回路。當(dāng)確認(rèn)10 kV電源發(fā)生掉電故障時(shí),發(fā)電機(jī)在15 s內(nèi)自起動(dòng),經(jīng)ATS轉(zhuǎn)換,發(fā)電機(jī)向重要饋電母線段負(fù)荷供電。當(dāng)市電恢復(fù)供電后,應(yīng)自動(dòng)切換并延時(shí)停機(jī)。當(dāng)連續(xù)3次自起動(dòng)失敗,發(fā)出報(bào)警信號(hào)。市電電源與發(fā)電機(jī)電源的切換主開關(guān)之間,除電氣聯(lián)鎖外還加裝機(jī)械聯(lián)鎖,以保證發(fā)電機(jī)不向公用電網(wǎng)倒送電。初中變電所供電干線示意圖如圖2所示。

圖2 初中變電所供電干線示意圖

4 特殊場(chǎng)合的一、二級(jí)負(fù)荷配電實(shí)例

該項(xiàng)目存在較多的一、二級(jí)負(fù)荷,這些負(fù)荷對(duì)電源的連續(xù)性、可靠性要求較高。市電10 kV電源為一回路。為滿足一、二級(jí)負(fù)荷的供電要求,在南北校區(qū)擬設(shè)3處柴油發(fā)電機(jī)房,柴油發(fā)電機(jī)供電對(duì)象為該工程所有一、二級(jí)負(fù)荷。當(dāng)確認(rèn)10 kV電源發(fā)生掉電故障時(shí),發(fā)電機(jī)在15 s內(nèi)自起動(dòng),經(jīng)ATS轉(zhuǎn)換,發(fā)電機(jī)向重要饋電母線段負(fù)荷供電。本文選取兩個(gè)特殊場(chǎng)合的一、二級(jí)負(fù)荷配電進(jìn)行介紹。

該工程中高壓配電房及北區(qū)柴油發(fā)電機(jī)房都是獨(dú)立的小單體,其功能是向其他單體的變電所或應(yīng)急母排提供電源,單體雖小,但屬于重要的電氣機(jī)房,自身用電負(fù)荷均屬于一、二級(jí)負(fù)荷,由于均獨(dú)立于其他單體,取第二路電源相對(duì)不容易。結(jié)合周圍單體情況,該工程對(duì)這兩個(gè)重要單體的兩路電源設(shè)計(jì)如下:高壓配電房低壓用電除所用變引來一路電源外,還需從附近北區(qū)柴油發(fā)電機(jī)房發(fā)電機(jī)應(yīng)急電源配電柜引入備用電源;北區(qū)柴油發(fā)電機(jī)房低壓用電從附近初中變電所引來一路電源外,還需從本機(jī)房發(fā)電機(jī)應(yīng)急電源配電柜引入備用電源。

5 結(jié) 語

本文介紹了海南某中學(xué)工程項(xiàng)目供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。由于該項(xiàng)目尚處于實(shí)施過程中,設(shè)計(jì)方案還有待于進(jìn)一步優(yōu)化和最終的實(shí)際檢驗(yàn)。