李自翔, 趙 姍, 宋英杰

(機(jī)械工業(yè)第六設(shè)計(jì)研究院有限公司, 河南 鄭州 450007)

0 引 言

以適用性原則為導(dǎo)向,為保證津巴布韋議會(huì)大廈項(xiàng)目的順利實(shí)施,滿足津方的實(shí)際需求,在項(xiàng)目專業(yè)考察、外審、設(shè)計(jì)以及施工階段,與津方的電力部門和使用方進(jìn)行了有效的溝通,確定了功能優(yōu)先、經(jīng)濟(jì)合理的電氣設(shè)計(jì)原則,決定電氣設(shè)計(jì)以中國(guó)工程建設(shè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ),尊重、優(yōu)先選用當(dāng)?shù)赝ㄓ靡?guī)范或習(xí)慣做法,即以津巴布韋現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施能力和配套條件為主要依據(jù),保證項(xiàng)目建成后,充分滿足項(xiàng)目使用方對(duì)于功能完善、配套設(shè)施齊全、技術(shù)先進(jìn)適用、后期運(yùn)維簡(jiǎn)單的使用需求。

1 項(xiàng)目概況

津巴布韋議會(huì)大廈是中國(guó)在南部非洲最大的援建項(xiàng)目,也是津首都哈拉雷西北部的漢普登山新城新的地標(biāo)性建筑。建成后的津巴布韋議會(huì)大廈將為津巴布韋政府內(nèi)閣和參議院、眾議院兩院提供良好的辦公和會(huì)議條件。援津巴布韋議會(huì)大廈實(shí)景及效果圖如圖1所示。

圖1 援津巴布韋議會(huì)大廈實(shí)景及效果圖

2 變配電系統(tǒng)

2.1 負(fù)荷等級(jí)

本工程為國(guó)家級(jí)會(huì)議、辦公建筑,根據(jù)GB 51348—2019《民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》[1]、GB 50052—2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》[2]有關(guān)負(fù)荷分級(jí)的規(guī)定,并結(jié)合本項(xiàng)目的建筑特點(diǎn)。本項(xiàng)目用電設(shè)備負(fù)荷等級(jí)如表1所示。

表1 本項(xiàng)目用電設(shè)備負(fù)荷等級(jí)

2.2 供電電源

根據(jù)援外項(xiàng)目特點(diǎn),在項(xiàng)目可研、專業(yè)考察階段需要與外方確認(rèn)項(xiàng)目供電電源與電源分界點(diǎn),作為中外分工的一項(xiàng)重要內(nèi)容。考慮外方當(dāng)?shù)馗邏罕Ｗo(hù)設(shè)備、計(jì)量方式、繼電保護(hù)要求及后續(xù)運(yùn)維等與國(guó)內(nèi)差別較大,援外項(xiàng)目一般電源分界點(diǎn)為高壓柜出線側(cè),由外方負(fù)責(zé)高壓保護(hù)設(shè)備、計(jì)量裝置等安裝、調(diào)試、驗(yàn)收,中方負(fù)責(zé)高壓配電室的土建預(yù)留工作及高壓柜出線端以后的電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試。

通過(guò)對(duì)津巴布韋電力設(shè)施的調(diào)研,當(dāng)?shù)氐母邏弘娏τ脩舳瞬辉O(shè)開(kāi)閉所,一般用跌落式熔斷器作為保護(hù),下設(shè)戶外油浸式變壓器,可靠性較低,保護(hù)不完善,故障后恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng),在建筑物附近影響本援助項(xiàng)目形象。為保證援助效果,改善整體形象,經(jīng)與當(dāng)?shù)仉娏Σ块T充分的溝通,由津方負(fù)責(zé)將兩路11 kV高壓電源引入本項(xiàng)目紅線處。在不影響整體形象、距離變電所較近的位置設(shè)終端電桿,經(jīng)跌落式熔斷器開(kāi)關(guān)隔離后作為供電公司與本項(xiàng)目的雙方分界點(diǎn)。分界點(diǎn)后由中方負(fù)責(zé)采用高壓電纜埋地引入項(xiàng)目高壓配電室,并負(fù)責(zé)高壓配電、變壓器和低壓配電柜的設(shè)計(jì)及實(shí)施工作。

考慮津方當(dāng)?shù)毓╇娍煽啃?、穩(wěn)定性差,綜合津方對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組的運(yùn)維能力及柴油供給保障情況,本項(xiàng)目設(shè)置1臺(tái)常用功率800 kW(備用功率880 kW)室外靜音型柴油發(fā)電機(jī)組作為應(yīng)急電源,重點(diǎn)保障議會(huì)廳與VVIP辦公的用電負(fù)荷,一旦市電停電,確保在15 s內(nèi)自動(dòng)起動(dòng)應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組。市電來(lái)電后,停止應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組。

2.3 變配電室

變配電室布置圖如圖2所示。充分考慮了津方當(dāng)?shù)毓╇姴块T的要求,最終確定了高壓配電室、變壓器室、低壓配電室、值班室各自獨(dú)立設(shè)置的布局方式[3]。高壓配電室、變壓器室、低壓配電室以及電力值班室如圖3～圖6所示。

圖2 變配電室布置圖

圖3 高壓配電室

圖4 變壓器室

圖5 低壓配電室

圖6 電力值班室

2.4 高、低壓系統(tǒng)接線型式及運(yùn)行方式

高、低壓配電系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如圖7所示。高壓配電11 kV主接線采用單母線分?jǐn)?設(shè)置聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān),兩路電源同時(shí)供電且互為備用。變壓器室內(nèi)配置T1、T2兩臺(tái)SCB11-1000 /11/0.23/0.4 Dyn11干式變壓器。T1、T2變壓器之間設(shè)母聯(lián)互為備用,聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)設(shè)自投自復(fù)、自投不自復(fù)、手動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān),每臺(tái)變壓器均能夠承擔(dān)所有負(fù)荷,另外選用1套800 kW(備用功率880 kW)/1 000 kVA室外型帶外殼靜音柴油發(fā)電機(jī)組G1作為備用和應(yīng)急電源,與T1共用低壓配電柜,兩者之間互相連鎖,防止倒送電;G1供除會(huì)議區(qū)空調(diào)、辦公區(qū)空調(diào)外的所有負(fù)荷(會(huì)議區(qū)空調(diào)、辦公區(qū)空調(diào)回路配失壓脫扣斷路器)。T1、T2變壓器和G1發(fā)電機(jī)之間設(shè)電氣聯(lián)鎖,防止反送電。在高、低壓設(shè)備選型方面,選用津方當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)許可的、符合當(dāng)?shù)夭僮髁?xí)慣的、在津有銷售及售后保障的品牌,便于后期運(yùn)維使用。

圖7 高、低壓配電系統(tǒng)簡(jiǎn)圖

3 智能照明系統(tǒng)

為便于津方的操作與管理,參、眾議院會(huì)議廳采用集中式智能照明控制系統(tǒng)。利用計(jì)算機(jī)、無(wú)線通信數(shù)據(jù)傳輸、擴(kuò)頻電力載波通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)智能化信息處理及節(jié)能型電器控制等技術(shù)組成的分布式無(wú)線遙測(cè)、遙控、遙信控制系統(tǒng),具有燈光亮度的強(qiáng)弱調(diào)節(jié)、燈光軟起動(dòng)、定時(shí)控制、場(chǎng)景設(shè)置等功能。參議院議會(huì)廳燈光實(shí)景如圖8所示。眾議院議會(huì)廳燈光實(shí)景如圖9所示。

圖8 參議院議會(huì)廳燈光實(shí)景

圖9 眾議院議會(huì)廳燈光實(shí)景

參、眾議院會(huì)議廳配置EPS電源以保證會(huì)議期間照明供電的連續(xù)性。EPS電源安裝在本層的電源間內(nèi),在燈光控制室內(nèi)安裝由回路保護(hù)斷路器和調(diào)光控制模塊等組成的強(qiáng)電柜,以及由控制器、網(wǎng)關(guān)、控制電腦等組成的主控制柜;參、眾議院共設(shè)一套管理計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控,在計(jì)算機(jī)上預(yù)設(shè)各種控制參數(shù)。燈光可分區(qū)域(議長(zhǎng)席位、議員席位、顯示屏、通道等)進(jìn)行開(kāi)關(guān)、調(diào)光控制。

會(huì)議廳智能照明設(shè)一般會(huì)議(80%)、直播會(huì)議(100%)、保安照明(基本均布約20%燈具,60%亮度)等場(chǎng)景,也可以根據(jù)需要現(xiàn)場(chǎng)預(yù)設(shè)其他場(chǎng)景模式。在燈光控制室設(shè)集中控制系統(tǒng)、參眾議院會(huì)議廳各自的書(shū)記員席位可手動(dòng)控制會(huì)議亮度和選擇場(chǎng)景照明,可分區(qū)域調(diào)節(jié)燈光亮度、選擇預(yù)設(shè)照明模式、連續(xù)調(diào)節(jié)燈光亮度。在各會(huì)場(chǎng)出入口設(shè)開(kāi)關(guān)面板,只能控制保安照明的點(diǎn)亮和關(guān)閉狀態(tài)。

平時(shí)作為保安照明的照明模式,火災(zāi)時(shí)接收火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)信號(hào)后,自動(dòng)轉(zhuǎn)為火災(zāi)疏散照明模式(20%燈具的60%亮度)。

4 防雷與接地系統(tǒng)

本項(xiàng)目主體建筑為國(guó)家級(jí)的會(huì)議、辦公建筑物,屬于第二類防雷建筑[4],建筑物電子信息系統(tǒng)按B級(jí)設(shè)置雷電防護(hù)[5],考慮設(shè)置外部防雷裝置(防直擊雷)、內(nèi)部防雷裝置(防閃電電涌)、防雷擊電脈沖等防護(hù)措施。

4.1 接閃帶、引下線及接地極

按照當(dāng)?shù)氐牧?xí)慣和要求,沿四周女兒墻頂?shù)雀哂谖菝嫣幱?25 mm×4 mm扁銅,沿女兒墻頂安裝接閃帶。接閃帶之間、接閃帶引下線及接地網(wǎng)之間的連接,采用當(dāng)?shù)氐你~質(zhì)連接器件連接。在屋面利用頂板內(nèi)不小于Φ12的主鋼筋、采光頂?shù)匿摻Y(jié)構(gòu)件及金屬屋面形成不大于10 m×8 m接閃網(wǎng)格作防直擊雷的接閃器。利用建筑物結(jié)構(gòu)柱子內(nèi)的主筋作引下線。利用結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋網(wǎng)作自然接地體。此外,按照當(dāng)?shù)氐牧?xí)慣和要求,在主樓后兩側(cè)和中間設(shè)室外獨(dú)立的人工接地網(wǎng)3處,與屋頂避雷帶之間采用-25 mm×4 mm扁銅引下線連接;獨(dú)立接地網(wǎng)采用-25 mm×4 mm扁銅埋深0.8 m,組成3 m×1.5 m網(wǎng)格。人工接地極設(shè)計(jì)如圖10所示。

圖10 人工接地極設(shè)計(jì)

4.2 接地及等電位聯(lián)結(jié)

本項(xiàng)目防雷接地、系統(tǒng)接地、電氣設(shè)備的保護(hù)接地、消防控制室等電子設(shè)備的功能接地共用同一接地極,要求接地電阻不大于1 Ω,電氣系統(tǒng)接地制式采用TN-S制,所有回路均敷設(shè)采用黃綠雙色專用PE線。在整個(gè)配電系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)中,N線與PE線都必須嚴(yán)格分開(kāi)。N線僅在電源側(cè)(變壓器低壓側(cè))一次性接地,接地保護(hù)線PE宜多次重復(fù)接地。在變配電室處設(shè)總等電位聯(lián)結(jié)端子箱,建筑物內(nèi)防雷接地、進(jìn)出建筑物的埋地金屬管道(強(qiáng)弱電、水、暖及燃?xì)獾?及電纜金屬外皮、建筑物內(nèi)PE干線、建筑內(nèi)水、空調(diào)冷熱水總管等均通過(guò)40 mm×4 mm熱鍍鋅扁鋼就近與總等電位聯(lián)結(jié)(MEB)可靠連接,在信息機(jī)房、安保室、電梯機(jī)房、強(qiáng)弱電豎井、設(shè)備房(水泵房、風(fēng)機(jī)房等)、有洗浴設(shè)施的衛(wèi)生間等處設(shè)局部等電位聯(lián)結(jié),以減少它們之間可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)電位,保障人身和設(shè)備運(yùn)行的安全。

4.3 電涌保護(hù)器

在經(jīng)室外引入的電源總進(jìn)線處、建筑物低壓側(cè)配電屏母線上及低壓電源線路引入的總配電箱、配電柜內(nèi)裝設(shè)Ⅰ級(jí)試驗(yàn)的電涌保護(hù)器(SPD),電壓保護(hù)水平值應(yīng)為1.5～2.5 kV,電涌保護(hù)器每一保護(hù)模式的沖擊電流值應(yīng)不小于12.5 kA(10/350 μs),分配電箱應(yīng)采用Ⅱ試驗(yàn)浪涌保護(hù)器,其沖擊電流不小于5 kA,電涌保護(hù)器每一保護(hù)模式的標(biāo)稱放電電流等于20 kA,最大放電電流不小于40 kA,電壓保護(hù)水平值小于或等于1.8 kV,雷電流波形為8/20 μs。

5 結(jié) 語(yǔ)

津巴布韋議會(huì)大廈從專業(yè)考察、項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工,到竣工并順利通過(guò)驗(yàn)收,為受援國(guó)增添了一個(gè)具有世紀(jì)色彩的地標(biāo)性建筑。