李自翔, 趙 姍, 宋英杰

(機械工業(yè)第六設計研究院有限公司, 河南 鄭州 450007)

0 引 言

以適用性原則為導向,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、設計以及施工階段,與津方的電力部門和使用方進行了有效的溝通,確定了功能優(yōu)先、經(jīng)濟合理的電氣設計原則,決定電氣設計以中國工程建設規(guī)范和標準為基礎,尊重、優(yōu)先選用當?shù)赝ㄓ靡?guī)范或習慣做法,即以津巴布韋現(xiàn)有的基礎設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、配套設施齊全、技術先進適用、后期運維簡單的使用需求。

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《民用建筑電氣設計標準》[1]、GB 50052—2009《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》[2]有關負荷分級的規(guī)定,并結合本項目的建筑特點。本項目用電設備負荷等級如表1所示。

表1 本項目用電設備負荷等級

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。考慮外方當?shù)馗邏罕Ｗo設備、計量方式、繼電保護要求及后續(xù)運維等與國內(nèi)差別較大,援外項目一般電源分界點為高壓柜出線側,由外方負責高壓保護設備、計量裝置等安裝、調(diào)試、驗收,中方負責高壓配電室的土建預留工作及高壓柜出線端以后的電氣系統(tǒng)設計、安裝、調(diào)試。

通過對津巴布韋電力設施的調(diào)研,當?shù)氐母邏弘娏τ脩舳瞬辉O開閉所,一般用跌落式熔斷器作為保護,下設戶外油浸式變壓器,可靠性較低,保護不完善,故障后恢復時間較長,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?shù)仉娏Σ块T充分的溝通,由津方負責將兩路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終端電桿,經(jīng)跌落式熔斷器開關隔離后作為供電公司與本項目的雙方分界點。分界點后由中方負責采用高壓電纜埋地引入項目高壓配電室,并負責高壓配電、變壓器和低壓配電柜的設計及實施工作。

考慮津方當?shù)毓╇娍煽啃?、穩(wěn)定性差,綜合津方對柴油發(fā)電機組的運維能力及柴油供給保障情況,本項目設置1臺常用功率800 kW(備用功率880 kW)室外靜音型柴油發(fā)電機組作為應急電源,重點保障議會廳與VVIP辦公的用電負荷,一旦市電停電,確保在15 s內(nèi)自動起動應急柴油發(fā)電機組。市電來電后,停止應急柴油發(fā)電機組。

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?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、值班室各自獨立設置的布局方式[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斷,設置聯(lián)絡開關,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變壓器之間設母聯(lián)互為備用,聯(lián)絡開關設自投自復、自投不自復、手動轉(zhuǎn)換開關,每臺變壓器均能夠承擔所有負荷,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)電機組G1作為備用和應急電源,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)電機之間設電氣聯(lián)鎖,防止反送電。在高、低壓設備選型方面,選用津方當?shù)仉娋W(wǎng)許可的、符合當?shù)夭僮髁晳T的、在津有銷售及售后保障的品牌,便于后期運維使用。

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、無線通信數(shù)據(jù)傳輸、擴頻電力載波通信技術、計算機智能化信息處理及節(jié)能型電器控制等技術組成的分布式無線遙測、遙控、遙信控制系統(tǒng),具有燈光亮度的強弱調(diào)節(jié)、燈光軟起動、定時控制、場景設置等功能。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)安裝由回路保護斷路器和調(diào)光控制模塊等組成的強電柜,以及由控制器、網(wǎng)關、控制電腦等組成的主控制柜;參、眾議院共設一套管理計算機控制系統(tǒng)進行監(jiān)控,在計算機上預設各種控制參數(shù)。燈光可分區(qū)域(議長席位、議員席位、顯示屏、通道等)進行開關、調(diào)光控制。

會議廳智能照明設一般會議(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)場預設其他場景模式。在燈光控制室設集中控制系統(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、選擇預設照明模式、連續(xù)調(diào)節(jié)燈光亮度。在各會場出入口設開關面板,只能控制保安照明的點亮和關閉狀態(tài)。

平時作為保安照明的照明模式,火災時接收火災報警系統(tǒng)信號后,自動轉(zhuǎn)為火災疏散照明模式(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級設置雷電防護[5],考慮設置外部防雷裝置(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措施。

4.1 接閃帶、引下線及接地極

按照當?shù)氐牧晳T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?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構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。利用建筑物結構柱子內(nèi)的主筋作引下線。利用結構基礎內(nèi)鋼筋網(wǎng)作自然接地體。此外,按照當?shù)氐牧晳T和要求,在主樓后兩側和中間設室外獨立的人工接地網(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。人工接地極設計如圖10所示。

圖10 人工接地極設計

4.2 接地及等電位聯(lián)結

本項目防雷接地、系統(tǒng)接地、電氣設備的保護接地、消防控制室等電子設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線都必須嚴格分開。N線僅在電源側(變壓器低壓側)一次性接地,接地保護線PE宜多次重復接地。在變配電室處設總等電位聯(lián)結端子箱,建筑物內(nèi)防雷接地、進出建筑物的埋地金屬管道(強弱電、水、暖及燃氣等)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(MEB)可靠連接,在信息機房、安保室、電梯機房、強弱電豎井、設備房(水泵房、風機房等)、有洗浴設施的衛(wèi)生間等處設局部等電位聯(lián)結,以減少它們之間可能出現(xiàn)的危險電位,保障人身和設備運行的安全。

4.3 電涌保護器

在經(jīng)室外引入的電源總進線處、建筑物低壓側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Ⅰ級試驗的電涌保護器(SPD),電壓保護水平值應為1.5～2.5 kV,電涌保護器每一保護模式的沖擊電流值應不小于12.5 kA(10/350 μs),分配電箱應采用Ⅱ試驗浪涌保護器,其沖擊電流不小于5 kA,電涌保護器每一保護模式的標稱放電電流等于20 kA,最大放電電流不小于40 kA,電壓保護水平值小于或等于1.8 kV,雷電流波形為8/20 μs。

5 結 語

津巴布韋議會大廈從專業(yè)考察、項目設計、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色彩的地標性建筑。