淺談看守所電氣供配電及弱電系統(tǒng)設(shè)計

王希文 杜 川

(四川省建筑設(shè)計研究院有限公司)

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速、持續(xù)發(fā)展, 極大促進(jìn)了全國各地的城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及配套完善, 提高了社會政治文明的水平與發(fā)展。在此背景下, 看守所作為國家社會穩(wěn)定及人民安全的重要配套設(shè)施, 成為了基礎(chǔ)建設(shè)不可或缺的一部分。本文就近期完成的某看守所設(shè)計工程, 整理了部分資料, 對其具有的特殊性的方面,例如負(fù)荷等級分類、高低壓供電系統(tǒng)、負(fù)荷計算, 弱電系統(tǒng)等做簡要介紹, 為后續(xù)類似項(xiàng)目設(shè)計提供參考。

1 項(xiàng)目概況

所謂看守所, 是依法羈押被逮捕、刑事拘留的犯罪嫌疑人、被告人和留所服刑罪犯(本文統(tǒng)稱被羈押人) 的刑事羈押機(jī)關(guān), 擔(dān)負(fù)著確保看守所安全、對在押人員進(jìn)行管理教育、保障刑事訴訟活動順利進(jìn)行和改造留所服刑罪犯的重要職責(zé)?？词厮ㄖ鶕?jù)看守所工作環(huán)節(jié)及羈押流程, 可大致分為監(jiān)區(qū)、行政辦公區(qū)、留所服刑罪犯勞動區(qū)和武警營房區(qū)。

本工程為“某市監(jiān)管中心業(yè)務(wù)用房建設(shè)工程”,項(xiàng)目總用地面積90605.86m2, 總建筑面積35592.86m2,其中地上建筑面積35193.89m2, 地下總建筑面積398.97m2。本項(xiàng)目由8 個子項(xiàng)組成, 地上共8 棟樓, 其中1 號樓為執(zhí)法辦案管理中心, 2 號樓為看守所, 3 號樓為拘留所, 4 號樓為強(qiáng)制戒毒所, 5 號樓為監(jiān)管中心醫(yī)療監(jiān)測點(diǎn), 6 號樓為大門門衛(wèi), 7 號樓為武警中隊(duì),8 號樓為武警門衛(wèi)。

2 負(fù)荷等級分類

根據(jù)《看守所建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB 51400—2020中6.3 節(jié)的規(guī)定, 看守所建筑用電負(fù)荷的分級需要滿足以下要求: 1.監(jiān)區(qū)大門、周界防范高壓電網(wǎng)裝置等安全防范系統(tǒng)用電應(yīng)為一級負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷; 2.監(jiān)區(qū)周界警衛(wèi)照明用電, 監(jiān)室、室外活動場、管理巡視通道的警衛(wèi)照明用電, 指揮中心、監(jiān)控室、崗樓、羈押受理用房照明用電應(yīng)為一級負(fù)荷; 3.伙房基本電力用電應(yīng)為二級負(fù)荷。根據(jù)《強(qiáng)制隔離戒毒所建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》建標(biāo)170 -2014 中第五章第三十九條規(guī)定, 強(qiáng)制隔離戒毒所供電電力負(fù)荷等級應(yīng)不低于二級, 并應(yīng)附設(shè)備用電源和應(yīng)急照明裝置。

該項(xiàng)目建筑為室外消防用水量＞25L/s 的多層公共建筑, 消防用電負(fù)荷等級依據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB 50016—2014 (2018 版) 10.1.2 條規(guī)定為二級負(fù)荷。而平時工程設(shè)計常用的《民用建筑電氣設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB 51348—2019 附錄A 的表格中并未給出看守所建筑的用電負(fù)荷等級, 因此本工程主要遵行《看守所建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB 51400—2020 的負(fù)荷等級規(guī)定, 并結(jié)合公安系統(tǒng)以及使用方提出的相關(guān)要求, 負(fù)荷分級詳見表1。

3 高低壓供配電系統(tǒng)

3.1 供電方案

變電所宜設(shè)在負(fù)荷中心或靠近大功率的用電設(shè)備處, 以縮短供電半徑。當(dāng)建筑物內(nèi)有多個負(fù)荷中心時,應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較, 合理設(shè)置變電所。民用建筑低壓供電半徑一般不宜超 過250m。供電半徑過大可能造成電壓損失過大或保護(hù)開關(guān)不能保護(hù)線路末端短路。

結(jié)合當(dāng)?shù)厥姓娫礂l件, 本項(xiàng)目采用雙路10kV市電+柴油發(fā)電機(jī)組的供電方案, 在安防監(jiān)控中心、網(wǎng)絡(luò)機(jī)房等位置設(shè)置UPS 電源, 以滿足特級負(fù)荷的供電要求。根據(jù)建筑平面布局和單體用電負(fù)荷的分布情況, 該項(xiàng)目在室外設(shè)置1 處10kV 環(huán)網(wǎng)柜, 5 處室外箱式變電站, 在執(zhí)法辦案中心1 層設(shè)置1 處面積約80m2的柴油發(fā)電機(jī)房。

為提高項(xiàng)目的供電可靠性, 每臺箱變均設(shè)置兩臺變壓器, 兩臺變壓器互為備用, 10kV 主接線方式采用單母線分段運(yùn)行方式, 下文以一段母線和二段母線表示, 箱變均設(shè)置2 個高壓進(jìn)線柜, 4 個高壓出線柜, 這樣5 臺箱變10kV 側(cè)采用手拉手的供電方式,降低的建設(shè)造價。低壓側(cè)母線段上設(shè)置母線聯(lián)絡(luò)開關(guān), 當(dāng)任何一臺變壓器發(fā)生故障時, 由另一臺變壓器承擔(dān)全部一、二級負(fù)荷供電。

同時, 該方式能根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷波動情況進(jìn)行經(jīng)濟(jì)調(diào)度運(yùn)行模式, 即當(dāng)運(yùn)行負(fù)荷低于單臺變壓器容量85%時, 可停運(yùn)其中一臺變壓器, 使配電變壓器能夠長時間運(yùn)行在高效工況, 以降低箱變運(yùn)行總損耗。項(xiàng)目高低壓供配電示意圖如圖1 所示。

圖1 供配電示意圖

3.2 負(fù)荷計算

在民用建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計中, 一般采用需要系數(shù)法在施工圖設(shè)計階段進(jìn)行負(fù)荷計算。各種類型的用電負(fù)荷都有各自的運(yùn)行方式和特點(diǎn), 本項(xiàng)目涉及的主要用電設(shè)備需要系數(shù)及功率因數(shù)參照表2 取值。

表2 用電設(shè)備需要系數(shù)及功率因數(shù)

根據(jù)負(fù)荷等級分類以及建筑單體布局, 本項(xiàng)目1#～5#箱變系統(tǒng)負(fù)荷計算如表3 所示。

表3 1#～5#箱變負(fù)荷計算表

經(jīng)過集中補(bǔ)償至功率因數(shù)為0.95 后, 1#箱變的一段視在功率為414kVA, 二段視在功率為443kVA,變壓器選擇為兩臺500kVA, 負(fù)載率分別為82.8%和83.4%。

2#箱變的一段視在功率為225kVA, 二段視在功率為234kVA, 變壓器選擇為兩臺315VA, 負(fù)載率分別為71.5%和74.3%。

3#箱變的一段視在功率為426kVA, 二段視在功率為421kVA, 變壓器選擇為兩臺500VA, 負(fù)載率分別為85.2%和85%。

4#箱變的一段視在功率為253kVA, 二段視在功率為266.5kVA, 變壓器選擇為兩臺315VA, 負(fù)載率分別為80.3%和84.6%。

5#箱變的一段視在功率為270kVA, 二段視在功率為264kVA, 變壓器選擇為兩臺315VA, 負(fù)載率分別為85.6%和83.8%。

綜上所述, 本項(xiàng)目從市政引來的兩路10kV 市電容量均為1945kVA, 總裝機(jī)容量為3890kVA。單臺箱變配電系統(tǒng)示意圖如圖2 所示。

圖2 單臺箱變系統(tǒng)示意圖

3.3 配電方式及線路敷設(shè)

(1) 配電方式: 采用放射式與樹干式相結(jié)合的供電方式。其中特級負(fù)荷和一級負(fù)荷采用雙回路電源供電, 在負(fù)荷末端配電箱設(shè)置雙電源自動投切裝置。消防控制室、總監(jiān)控室、分監(jiān)控室等要求電源轉(zhuǎn)換時間短的設(shè)備用電采用UPS 電源供電?；锓炕倦娏?、強(qiáng)制隔離戒毒所、消防等二級負(fù)荷采用單電源放射式或樹干式供電, 一臺變壓器故障時, 可在箱變處切換至另一臺變壓器供電。其余配電干線, 均按防火分區(qū)供電。

(2) 線路敷設(shè): 配電間至各個樓層、各個防火分區(qū)的消防電纜均采用防火封閉金屬槽盒, 沿主要通道的梁底敷設(shè), 穿越樓層及防火分區(qū)處應(yīng)按規(guī)范做好防火封堵。監(jiān)管區(qū)域的所有強(qiáng)弱金屬線槽均設(shè)置在二層巡視走廊, 巡視走廊無頂棚, 強(qiáng)弱金屬線槽沿著屋頂挑檐下, 沿墻敷設(shè)。

4 弱電系統(tǒng)

看守所的弱電系統(tǒng)主要包含了綜合布線系統(tǒng)、公共廣播系統(tǒng)、電子門禁系統(tǒng)、呼叫對講系統(tǒng)、視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)等。因篇幅原因, 本文僅簡單介紹下具有看守所特點(diǎn)的幾個弱電系統(tǒng)。

4.1 電子門禁系統(tǒng)

本次電子門禁系統(tǒng)的主機(jī)設(shè)在看守所的總監(jiān)控室內(nèi), 在其他各單體的值班室內(nèi)設(shè)分控機(jī)。在監(jiān)區(qū)出入口、值班室和監(jiān)控室門口、各監(jiān)室門口、放風(fēng)場門口等處均設(shè)置電子門禁。電子門禁需要具備人臉識別、方位識別、出入歷史記錄、自動報警等功能, 緊急情況下能在總監(jiān)控室和各值班室內(nèi)實(shí)現(xiàn)門禁全開全關(guān)或局部開關(guān)等功能, 停電情況下有手動開啟和關(guān)閉功能。

4.2 呼叫對講系統(tǒng)

呼叫對講系統(tǒng)主要用于被監(jiān)管人員在監(jiān)室內(nèi)發(fā)生緊急情況時, 及時向值班人員報告。系統(tǒng)主機(jī)同樣設(shè)在看守所總監(jiān)控室內(nèi), 各值班室內(nèi)設(shè)分控機(jī)。在各監(jiān)室門口設(shè)置對講分機(jī), 用于被監(jiān)管人員報告情況。巡視通道上設(shè)置一定數(shù)量的對講分機(jī), 便于緊急情況時與總監(jiān)控室聯(lián)系。呼叫對講系統(tǒng)應(yīng)具有報警功能, 同時能實(shí)現(xiàn)錄音、錄像、圖像切換等。

4.3 視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)

視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)設(shè)在看守所的總監(jiān)控室內(nèi), 負(fù)責(zé)整個項(xiàng)目的安防系統(tǒng)管理和監(jiān)控?？偙O(jiān)控室設(shè)有緊急報警裝置和向上一級接處警中心報警的通信接口。監(jiān)控點(diǎn)位主要設(shè)在羈押受理用房、審訊室、各監(jiān)室放風(fēng)場、監(jiān)區(qū)各個出入口、巡視通道、醫(yī)療區(qū)各房間及走道, 另外在每個監(jiān)室內(nèi)設(shè)置兩臺監(jiān)聽器, 以便在監(jiān)控室及值班室內(nèi)實(shí)現(xiàn)對監(jiān)室的監(jiān)聽功能。

5 結(jié)束語

通過實(shí)際工程設(shè)計中遇到的問題, 體會到看守所這種特殊建筑, 配電系統(tǒng)可靠性是尤為重要的。以上僅為本人在該項(xiàng)目供配電系統(tǒng)設(shè)計中的部分總結(jié), 以供后續(xù)項(xiàng)目參考與論證。