陳 濤

（華南理工大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東 廣州 510640）

0 引言

隨著我國(guó)在各方面的全方位發(fā)展，國(guó)際影響也進(jìn)一步提高，在國(guó)內(nèi)舉行了一系列國(guó)際會(huì)議，如廈門(mén)金磚會(huì)議、杭州二十國(guó)集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)人峰會(huì)等。為滿(mǎn)足舉辦此類(lèi)重大國(guó)際活動(dòng)日益增長(zhǎng)的需求，國(guó)內(nèi)的部分大中城市規(guī)劃了一批會(huì)議中心的建設(shè)。基于親身參與深圳市某國(guó)際會(huì)議中心電氣設(shè)計(jì)全過(guò)程，本文介紹設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的具體問(wèn)題以及電氣設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)對(duì)此類(lèi)問(wèn)題探討的解決措施。

項(xiàng)目位于深圳市福田區(qū)，配備各類(lèi)規(guī)格會(huì)議室和宴會(huì)廳約54 間，最多可同時(shí)容納15 000 人，具備承接國(guó)際峰會(huì)、“兩會(huì)”、大型會(huì)議、新品發(fā)布會(huì)等各類(lèi)活動(dòng)的能力。本項(xiàng)目外輪廓東西向約280 m，南北向約190 m，整體布局成扇形，東西對(duì)稱(chēng)；地下2 層、地上6 層，建筑高度43.57 m，總建筑面積218 000 m2，屬于國(guó)家級(jí)會(huì)議中心。

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)全過(guò)程歷經(jīng)電氣方案評(píng)審、初步設(shè)計(jì)評(píng)審、施工圖評(píng)審、施工圖精審以及機(jī)電顧問(wèn)審查等各個(gè)階段，在此，由衷感謝各單位給予的寶貴意見(jiàn)與建議。

1 發(fā)、變配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 變配電房的設(shè)置

因本項(xiàng)目體量大，電氣設(shè)備房面積也大，如果將所有設(shè)備房全設(shè)置于首層或以上，勢(shì)必會(huì)占用其他空間，各方均難以接受。如果設(shè)置于地下一層，因本項(xiàng)目直接與大型水體湖面臨貼，依據(jù)粵建規(guī)函〔2018〕1752 號(hào)，原則上不采用全地下式，避免設(shè)置于地勢(shì)低洼點(diǎn)處，考慮到各地市供電部門(mén)對(duì)該條文的理解有所不同，不敢貿(mào)然直接將所有電氣設(shè)備房設(shè)置于地下一層。

基于上述情況，項(xiàng)目組將此問(wèn)題匯報(bào)至建設(shè)方，建設(shè)方隨即組織了業(yè)主代表、設(shè)計(jì)方與供電部門(mén)的專(zhuān)題溝通會(huì)。溝通會(huì)上，屬地供電部門(mén)表示，該局已認(rèn)真學(xué)習(xí)了粵建規(guī)函〔2018〕1752 號(hào)的相關(guān)條文，本著實(shí)事求是的原則，在不違反國(guó)家規(guī)范的前提下，允許將開(kāi)關(guān)房等電氣設(shè)備房設(shè)置在地下一層，但不能是最底層[1]。至此，各電氣設(shè)備房的設(shè)置原則已基本確定。后期又與建設(shè)方進(jìn)行了細(xì)節(jié)討論會(huì)，最終決定：①開(kāi)關(guān)房、高壓室設(shè)置于首層（綜合考慮投資成本、天氣影響）。②充電樁專(zhuān)用的兩個(gè)變電所（B4、B5變電所，各設(shè)2 臺(tái)1250 kVA 干式變壓器）設(shè)置于首層（按深圳要求，快速充電樁需設(shè)置在首層以上，依據(jù)變電所靠近負(fù)荷中心原則設(shè)置）。③為會(huì)議中心服務(wù)的兩個(gè)變電所（B1、B2 變電所，各設(shè)4 臺(tái)2000 kVA干式變壓器）設(shè)于地下一層。④為空調(diào)服務(wù)的專(zhuān)用變電所（B3 變電所，設(shè)4 臺(tái)2000 kVA 干式變壓器）設(shè)于地下一層。

1.2 市政電源

本工程總?cè)萘繛?9 000 kVA，在電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中，結(jié)合建筑面積以及對(duì)標(biāo)項(xiàng)目，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在10 kV電源回路數(shù)方面選擇三路還是四路進(jìn)線(xiàn)，一直難以確定。

為解決電源回路數(shù)問(wèn)題，在機(jī)電方案專(zhuān)項(xiàng)研討會(huì)上，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)特意與當(dāng)?shù)氐碾姎鈱?zhuān)家組進(jìn)行了深入交流。專(zhuān)家表示，各臺(tái)變壓器的負(fù)載率均不高（平均在60%左右），充電樁因有優(yōu)惠電價(jià)政策，在深圳當(dāng)?shù)卦试S從公共環(huán)網(wǎng)柜直接環(huán)出配電，即充電樁變壓器的容量直接掛在公共環(huán)網(wǎng)柜上，可不計(jì)入高壓室10 kV 進(jìn)線(xiàn)的容量?jī)?nèi)。如此一來(lái)，充電樁的容量剔除后，對(duì)高壓室來(lái)說(shuō)，剩余24 000 kVA 的容量，可采用三路10kV 電源進(jìn)線(xiàn)，并按照兩用一備的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。具體操作為1# 10 kV 進(jìn)線(xiàn)在開(kāi)關(guān)房?jī)?nèi)有兩個(gè)環(huán)出，一個(gè)出線(xiàn)至高壓室作為主用電源一，另一個(gè)環(huán)出至B3 變電所（為充電樁專(zhuān)變服務(wù)），并設(shè)高壓?jiǎn)为?dú)計(jì)量；2# 10 kV 進(jìn)線(xiàn)在開(kāi)關(guān)房?jī)?nèi)有兩個(gè)環(huán)出，一個(gè)出線(xiàn)至高壓室作為主用電源二，另一個(gè)環(huán)出至B4 變電所（為充電樁專(zhuān)變服務(wù)），并設(shè)高壓?jiǎn)为?dú)計(jì)量；3#10 kV 進(jìn)線(xiàn)后一個(gè)環(huán)出至高壓室，作為備用，在高壓室形成了兩用一備的配電方式。主接線(xiàn)具體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 主接線(xiàn)具體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

按照專(zhuān)家意見(jiàn)修改后的配電方案，為確保方案無(wú)原則性問(wèn)題，業(yè)主及設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)帶上圖紙以及負(fù)荷計(jì)算書(shū)與屬地供電部門(mén)進(jìn)行了溝通，供電部門(mén)無(wú)異議。至此，市政電源問(wèn)題得以解決。

1.3 柴油發(fā)電機(jī)

按照本項(xiàng)目的重要性及規(guī)范要求，結(jié)合建筑布局，在東、西兩側(cè)地下一層各設(shè)置一臺(tái)1600 kW（主用功率）的柴油發(fā)電機(jī)組，保證了相關(guān)負(fù)荷的供電需求且供電距離合理，并參考機(jī)電評(píng)審專(zhuān)家意見(jiàn)，本項(xiàng)目還設(shè)置了快速加油管道和加油口裝置，為外部油罐車(chē)的快速接入提供了條件。

1.4 移動(dòng)發(fā)電車(chē)

因本工程有舉辦國(guó)際峰會(huì)或國(guó)家級(jí)領(lǐng)導(dǎo)人會(huì)議的要求，需要確保電能供給穩(wěn)定。在上述重大會(huì)議舉行時(shí)，電源除了由市政電源提供外，還應(yīng)采用移動(dòng)發(fā)電車(chē)作為保障電源。同時(shí)，結(jié)合對(duì)標(biāo)工程，在實(shí)際舉辦會(huì)議時(shí)，依靠移動(dòng)發(fā)電車(chē)來(lái)提供主要場(chǎng)所的電源（空調(diào)、充電樁用電除外）。本工程為會(huì)議中心服務(wù)的兩變電所（B1、B2 變電所）的各臺(tái)變壓器均設(shè)置了移動(dòng)發(fā)電車(chē)接口。在低壓母排設(shè)專(zhuān)用接入斷路器柜，變電所內(nèi)設(shè)置電纜轉(zhuǎn)接箱，電纜轉(zhuǎn)接箱至低壓母排專(zhuān)用斷路器之間采用密集型母線(xiàn)連接，一次施工到位；移動(dòng)發(fā)電車(chē)至電纜轉(zhuǎn)接箱之間采用電纜敷設(shè)，按照評(píng)審專(zhuān)家建議，此段電纜一般在供電部門(mén)保供電時(shí)，根據(jù)移動(dòng)發(fā)電車(chē)具體的?？课恢?，來(lái)確定具體長(zhǎng)度后定制或租借電纜，本次可不設(shè)置，但供電纜敷設(shè)路由（含室外電纜溝、穿墻套管、室內(nèi)橋架）應(yīng)設(shè)計(jì)并施工到位[2]。

關(guān)于是否為空調(diào)專(zhuān)用變電所配置移動(dòng)發(fā)電車(chē)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)同樣進(jìn)行了充分討論：①本工程空調(diào)主機(jī)功率為640 kW（380 V），經(jīng)調(diào)查，當(dāng)?shù)爻Ｓ玫牡蛪喊l(fā)電車(chē)有800 kW、500 kW、250 kW 等規(guī)格，即使空調(diào)主機(jī)自帶變頻啟動(dòng)措施，但對(duì)于上述規(guī)格的空調(diào)主機(jī)發(fā)電車(chē)能否啟動(dòng)是一個(gè)未知數(shù)。②因溫度參數(shù)不像照明燈停電時(shí)可直觀(guān)感受，一旦空調(diào)變電所前端一路電源出現(xiàn)故障，只能通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的保供電專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)立即處理，方可降低影響。經(jīng)過(guò)綜合分析，確定空調(diào)專(zhuān)用變電所不配置移動(dòng)發(fā)電車(chē)。

2 不間斷電源

考慮到本項(xiàng)目在舉辦峰會(huì)或其他特別重要活動(dòng)的需要，對(duì)于特殊場(chǎng)所（如主會(huì)場(chǎng)、宴會(huì)廳、禮儀門(mén)廳、首腦會(huì)議室等）的燈光、音視頻、新聞發(fā)布等重要用電負(fù)荷除考慮市電+柴發(fā)+移動(dòng)發(fā)電車(chē)的模式外，還要確保供電的穩(wěn)定可靠以及連續(xù)性，因此，應(yīng)在上述場(chǎng)所設(shè)置不間斷電源（uninterruptible power supply,UPS）作為備用電源[3]。

UPS 電源的設(shè)置，主要是為了供電中斷時(shí)的過(guò)渡使用，能夠滿(mǎn)足供電連線(xiàn)性的要求，綜合考慮項(xiàng)目的定位、對(duì)標(biāo)項(xiàng)目的配置以及經(jīng)濟(jì)性等因素，本項(xiàng)目UPS 蓄電池的供電時(shí)間選擇30 min，并按照“N+1”的冗余方式配置蓄電池模塊，提高供電可靠性。UPS 配電方案對(duì)比如圖2所示。

圖2 UPS 配電方案對(duì)比

UPS 電源的前端采用雙回路供電，圖2中的虛線(xiàn)電源取自市電與柴油發(fā)電機(jī)雙切后的低壓母線(xiàn)段，實(shí)線(xiàn)電源取自另外一臺(tái)變壓器的低壓母線(xiàn)段。

為保證UPS 后端供電的安全、可靠，在設(shè)計(jì)前期，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了相關(guān)討論。以宴會(huì)廳的照明為例，因UPS 配電箱（柜）一般設(shè)置在UPS 機(jī)房?jī)?nèi)，而各照明配電箱則根據(jù)使用需求，分散設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)的強(qiáng)電井或控制室內(nèi)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)就如何保障這段物理距離間的配電可靠、穩(wěn)定進(jìn)行了對(duì)比分析，詳見(jiàn)圖2。方案一：每一末端配電箱均由總箱雙回路供電，但因在末端配電箱內(nèi)需要切換，有轉(zhuǎn)換時(shí)間問(wèn)題。方案二：由UPS 供電的雙切總箱直供至末端配電箱，無(wú)轉(zhuǎn)換時(shí)間問(wèn)題，但雙切總線(xiàn)至末端箱為單回路，若線(xiàn)路出現(xiàn)故障，影響范圍較大。

通過(guò)對(duì)比不難發(fā)現(xiàn)，兩種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)。經(jīng)建設(shè)方組織，由機(jī)電顧問(wèn)、精審、運(yùn)營(yíng)以及設(shè)計(jì)各方進(jìn)行了專(zhuān)題討論。會(huì)上，具有全國(guó)多個(gè)會(huì)議中心運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)營(yíng)方結(jié)合自身管理項(xiàng)目的情況指出，若項(xiàng)目確需承接高端峰會(huì)或國(guó)事活動(dòng)時(shí)，一般由供電部門(mén)提前指定保供電方案，對(duì)于末端雙切設(shè)備，通常手動(dòng)設(shè)置在UPS 供電方式下，不允許自動(dòng)切換，且對(duì)于重要的供電區(qū)域均由保供電人員專(zhuān)人值守。最終，確定本項(xiàng)目采用方案二，既保證了供電線(xiàn)路的可靠性，又滿(mǎn)足了供電電源的需求。

3 若干問(wèn)題討論

3.1 故障電弧的設(shè)置

按照相關(guān)規(guī)范，本項(xiàng)目的非消防電源需設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。對(duì)于大于12 m 的高大空間，因其頂部較高，發(fā)生火災(zāi)時(shí)不易被察覺(jué)，除設(shè)置常規(guī)的剩余電流式探測(cè)器外，無(wú)法在其上面設(shè)置其他探測(cè)器[4]。為了有效探測(cè)因照明線(xiàn)路故障而引起的火災(zāi)，本項(xiàng)目對(duì)上述高大空間的照明回路均設(shè)置了電弧故障探測(cè)器，使其接入電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)。

3.2 臨時(shí)用電

在項(xiàng)目建成后，應(yīng)當(dāng)考慮后期運(yùn)維的實(shí)際需要，除舉辦國(guó)事會(huì)議外，也會(huì)承接諸多商務(wù)會(huì)議活動(dòng)。在舉辦上述活動(dòng)時(shí)，各舉辦方有可能需要臨時(shí)搭建舞臺(tái)以及其他布展等，因此，需要充分做好臨時(shí)用電的準(zhǔn)備工作，盡可能滿(mǎn)足后期多樣化的要求。

在設(shè)置臨時(shí)用電時(shí)，應(yīng)當(dāng)收集業(yè)主及運(yùn)營(yíng)方的數(shù)據(jù)，確定可能需要的臨時(shí)用電類(lèi)型以及功率，從而確定臨時(shí)用電的供電方案。同時(shí)，應(yīng)充分考慮臨時(shí)用電的設(shè)置位置，由于臨時(shí)用電的使用時(shí)間具有不確定性，不建議直接設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)，可就近設(shè)置于控制室、配電小間、強(qiáng)電井等場(chǎng)所。需要注意的是，臨時(shí)用電配電箱（柜）至臨時(shí)用電場(chǎng)所之間的橋架路由應(yīng)設(shè)計(jì)到位，并適當(dāng)做大，方便后期直接敷設(shè)電纜以供使用。

3.3 無(wú)功補(bǔ)償

對(duì)于無(wú)功補(bǔ)償，本項(xiàng)目采用的是電容電抗+靜止無(wú)功發(fā)生器（static var generator,SVG）混合補(bǔ)償方式，同時(shí)配置一定數(shù)量的有源電力濾波器（active power filter,APF）。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)主要以電容電抗作為常用的無(wú)功補(bǔ)償模式，經(jīng)濟(jì)性較好，再用SVG 進(jìn)行無(wú)極、精細(xì)地補(bǔ)償。因項(xiàng)目中有大量LED 屏幕、調(diào)光設(shè)備等產(chǎn)生諧波裝置[5]，故需要設(shè)置APF。

電氣諧波處理比較理想的辦法，是待工程建成且電氣設(shè)備已運(yùn)行一段時(shí)間，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)諧波情況后，再確定諧波處理需要的容量、位置等，這是最為經(jīng)濟(jì)、合理、準(zhǔn)確的方案。然而該方案存在一個(gè)問(wèn)題，即工程竣工運(yùn)行一段時(shí)間后再采購(gòu)、安裝諧波處理裝置，將出現(xiàn)資金中斷的狀況。經(jīng)綜合考慮，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，在低壓柜側(cè)設(shè)置了一定數(shù)量的源濾波器。

4 結(jié)語(yǔ)

一個(gè)大型國(guó)家級(jí)會(huì)議中心的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)全面、復(fù)雜、系統(tǒng)性的工程，設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮方方面面的內(nèi)容，對(duì)于層出不窮的問(wèn)題，需要協(xié)調(diào)、滿(mǎn)足各方要求，考驗(yàn)的是設(shè)計(jì)師及團(tuán)隊(duì)的綜合能力。為此，本文通過(guò)對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題以及解決思路進(jìn)行梳理，以供同行參考。