以適用性原則為導(dǎo)向的援津巴布韋議會大廈電氣設(shè)計

李自翔, 趙 姍, 宋英杰

(機(jī)械工業(yè)第六設(shè)計研究院有限公司, 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大廈項目的順利實施,滿足津方的實際需求,在項目專業(yè)考察、外審、設(shè)計以及施工階段,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)計原則,決定電氣設(shè)計以中國工程建設(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),保證項目建成后,充分滿足項目使用方對于功能完善、配套設(shè)施齊全、技術(shù)先進(jìn)適用、后期運(yùn)維簡單的使用需求。

1 項目概況

津巴布韋議會大廈是中國在南部非洲最大的援建項目,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議條件。援津巴布韋議會大廈實景及效果圖如圖1所示。

圖1 援津巴布韋議會大廈實景及效果圖

2 變配電系統(tǒng)

2.1 負(fù)荷等級

本工程為國家級會議、辦公建筑,根據(jù)GB 51348—2019《民用建筑電氣設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》[1]、GB 50052—2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》[2]有關(guān)負(fù)荷分級的規(guī)定,并結(jié)合本項目的建筑特點。本項目用電設(shè)備負(fù)荷等級如表1所示。

表1 本項目用電設(shè)備負(fù)荷等級

2.2 供電電源

根據(jù)援外項目特點,在項目可研、專業(yè)考察階段需要與外方確認(rèn)項目供電電源與電源分界點,作為中外分工的一項重要內(nèi)容?？紤]外方當(dāng)?shù)馗邏罕Ｗo(hù)設(shè)備、計量方式、繼電保護(hù)要求及后續(xù)運(yùn)維等與國內(nèi)差別較大,援外項目一般電源分界點為高壓柜出線側(cè),由外方負(fù)責(zé)高壓保護(hù)設(shè)備、計量裝置等安裝、調(diào)試、驗收,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、安裝、調(diào)試。

通過對津巴布韋電力設(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)時間較長,在建筑物附近影響本援助項目形象。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)跌落式熔斷器開關(guān)隔離后作為供電公司與本項目的雙方分界點。分界點后由中方負(fù)責(zé)采用高壓電纜埋地引入項目高壓配電室,并負(fù)責(zé)高壓配電、變壓器和低壓配電柜的設(shè)計及實施工作。

考慮津方當(dāng)?shù)毓╇娍煽啃浴⒎€(wěn)定性差,綜合津方對柴油發(fā)電機(jī)組的運(yùn)維能力及柴油供給保障情況,本項目設(shè)置1臺常用功率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,重點保障議會廳與VVIP辦公的用電負(fù)荷,一旦市電停電,確保在15 s內(nèi)自動起動應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組。市電來電后,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)開關(guān),兩路電源同時供電且互為備用。變壓器室內(nèi)配置T1、T2兩臺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)開關(guān)設(shè)自投自復(fù)、自投不自復(fù)、手動轉(zhuǎn)換開關(guān),每臺變壓器均能夠承擔(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供除會議區(qū)空調(diào)、辦公區(qū)空調(diào)外的所有負(fù)荷(會議區(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、眾議院會議廳采用集中式智能照明控制系統(tǒng)。利用計算機(jī)、無線通信數(shù)據(jù)傳輸、擴(kuò)頻電力載波通信技術(shù)、計算機(jī)智能化信息處理及節(jié)能型電器控制等技術(shù)組成的分布式無線遙測、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、定時控制、場景設(shè)置等功能。參議院議會廳燈光實景如圖8所示。眾議院議會廳燈光實景如圖9所示。

圖8 參議院議會廳燈光實景

圖9 眾議院議會廳燈光實景

參、眾議院會議廳配置EPS電源以保證會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)一套管理計算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控,在計算機(jī)上預(yù)設(shè)各種控制參數(shù)。燈光可分區(qū)域(議長席位、議員席位、顯示屏、通道等)進(jìn)行開關(guān)、調(diào)光控制。

會議廳智能照明設(shè)一般會議(80%)、直播會議(100%)、保安照明(基本均布約20%燈具,60%亮度)等場景,也可以根據(jù)需要現(xiàn)場預(yù)設(shè)其他場景模式。在燈光控制室設(shè)集中控制系統(tǒng)、參眾議院會議廳各自的書記員席位可手動控制會議亮度和選擇場景照明,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。在各會場出入口設(shè)開關(guān)面板,只能控制保安照明的點亮和關(guān)閉狀態(tài)。

平時作為保安照明的照明模式,火災(zāi)時接收火災(zāi)報警系統(tǒng)信號后,自動轉(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)

本項目主體建筑為國家級的會議、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)計如圖10所示。

圖10 人工接地極設(shè)計

4.2 接地及等電位聯(lián)結(jié)

本項目防雷接地、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。在整個配電系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)中,N線與PE線都必須嚴(yán)格分開。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級試驗的電涌保護(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

津巴布韋議會大廈從專業(yè)考察、項目設(shè)計、施工,到竣工并順利通過驗收,為受援國增添了一個具有世紀(jì)色彩的地標(biāo)性建筑。