北京國開泰富基金有限公司C棟辦公樓的強(qiáng)電增容供配電設(shè)計(jì)

?1 引言

??北京國開泰富基金有限公司辦公式式中國五礦大廈C座，辦公樓中各種強(qiáng)弱電設(shè)備及空調(diào)機(jī)電設(shè)備復(fù)雜，豎向管井多，對(duì)供電的可靠性、安全性以及對(duì)消防電源可靠性提出了較高的要求，故增加了供配電設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。本案結(jié)合北京國開泰富基金有限公司辦公樓裝修工程，探討一下辦公樓的供配電設(shè)計(jì)。

??2 工程概況
??北京國開泰富基金有限公司辦公樓裝修項(xiàng)目，建筑面積為15320m2，建筑高度為36m，地上16層，地下2層
??
??3 負(fù)荷等級(jí)劃分及供電要求
??根據(jù)GB 50052-2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》第3.0.1條規(guī)定，該工程的負(fù)荷分為以下等級(jí)：
??(1)一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷，為銀行系統(tǒng)用計(jì)算機(jī)及安防系統(tǒng)供電。
??(2)一級(jí)負(fù)荷，包括非消防銀行用電、金庫用電、三層網(wǎng)絡(luò)機(jī)房(銀行專用)、主要業(yè)務(wù)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)用電、安防系統(tǒng)、弱電機(jī)房、航空障礙照明、走道照明、值班照明、客梯用電排污泵、生活水泵用電。
??(3)消防負(fù)荷，包括防排煙設(shè)施、消防泵房、消防電梯、消防控制室、火災(zāi)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)裝置、智能應(yīng)急照明、消防排污泵、電動(dòng)防火卷簾等。
??(4)其余負(fù)荷均為三級(jí)負(fù)荷。
??GB 50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》[1]第10.1.8條規(guī)定，對(duì)于一級(jí)負(fù)荷中的消防負(fù)荷，如消防電梯、消防控制室、防排煙設(shè)施等，需要雙電源供電且末端切換;對(duì)于一級(jí)負(fù)荷中的非消防負(fù)荷，可不設(shè)末端切換。該工程中的一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷及一級(jí)負(fù)荷增加了應(yīng)急發(fā)電機(jī)組。
??GB 50052-2009第3.0.2條規(guī)定：一級(jí)負(fù)荷應(yīng)由雙重電源供電，當(dāng)一電源發(fā)生故障時(shí)另一電源不應(yīng)同時(shí)受到損壞。

??4 其他專業(yè)提供資料
??(1)給排水專業(yè)。該建筑-1F設(shè)置了消防泵房，設(shè)計(jì)提資的主要內(nèi)容包括生活水泵、消火栓泵、噴淋泵的位置及功率大小，其功率直接影響變壓器的安裝容量。此外，泵房位置也影響變配電室和發(fā)電機(jī)房的位置，應(yīng)在提資階段與建筑方、給排水專業(yè)協(xié)商，以便準(zhǔn)確設(shè)計(jì)變壓器、發(fā)電機(jī)容量及設(shè)備房位置。
??(2)暖通專業(yè)。涉及的電氣專業(yè)問題包括空調(diào)系統(tǒng)和消防動(dòng)力、VRV空調(diào)、風(fēng)機(jī)盤管、防排煙風(fēng)機(jī)、加壓風(fēng)機(jī)等?？照{(diào)作為季節(jié)性負(fù)荷，在變配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)單獨(dú)考慮，采取最經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行方式，盡量減少變壓器的空載損耗。
??(3)建筑專業(yè)。對(duì)于建筑專業(yè)，主要是設(shè)備房的提資，包括設(shè)備房的位置、數(shù)量、面積及其他要求。根據(jù)GB 50053-2013《20kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》[2]、JGJ 16-2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》[3]、GB 50054-2011《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》[4]綜合考慮，變配電房屋層高不低于3.9m，凈高不低于2.9m(考慮電纜出口標(biāo)高)，長(zhǎng)度超過7m時(shí)不少于2個(gè)出口。發(fā)電機(jī)除安裝設(shè)備和預(yù)留檢修空間外，還涉及儲(chǔ)油間的容量。該工程消防、安防合用房間，故要求建筑專業(yè)預(yù)留面積約40m2。消防與安防分開設(shè)置時(shí)，消控室的面積可為15m2左右，并適當(dāng)加大。另外，變配電室的凈高與其他普通設(shè)備不同，有可能對(duì)變配電室部分基礎(chǔ)進(jìn)行局部降板等處理。

??5 主要設(shè)備安裝容量
??該工程共設(shè)置了3臺(tái)變壓器，其中1#、2#變壓器容量均為800kVA，承擔(dān)普通負(fù)荷與重要負(fù)荷的主電源，變壓器之間設(shè)聯(lián)絡(luò)柜;3#變壓器容量為1250kVA，承擔(dān)中央空調(diào)負(fù)荷，因空調(diào)負(fù)荷為季節(jié)性負(fù)荷(可切除)，以便延長(zhǎng)變壓器的使用壽命。同時(shí)設(shè)置1臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)作為一級(jí)負(fù)荷中重要負(fù)荷及一級(jí)負(fù)荷的備用電源，其進(jìn)線開關(guān)與2#變壓器的母線互投。

??6 變配電系統(tǒng)
??6.1 高壓系統(tǒng)
??通過室外環(huán)網(wǎng)柜引來兩路10kV電源進(jìn)線，當(dāng)一路電源發(fā)生故障時(shí)，另一路電源不應(yīng)同時(shí)受到損壞。1#、2#變壓器應(yīng)引自不同的10kV高壓母線。
??高壓系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示。

??6.2 低壓配電系統(tǒng)
??(1)配電電纜的選型及敷設(shè)。由于該建筑為綠色建筑，為便于進(jìn)行電量計(jì)量，同時(shí)又根據(jù)不同負(fù)荷類型、用途等因素，按照明、動(dòng)力、消防供電，采用放射式、樹干式配電方式;標(biāo)準(zhǔn)層辦公部分分層采用樹干式供電，消防負(fù)荷采用雙電源末端切換，其他一級(jí)負(fù)荷可在前端切換。因該工程為一類高層辦公建筑，同時(shí)又屬于人員密集場(chǎng)所，故所有普通電源均采用WDZ-YJY電纜，電井內(nèi)橋架敷設(shè)，消防供電選用BTTZ(Q)礦物絕緣電纜，電井內(nèi)防火橋架敷設(shè)。GB 50016-2014第10.1.10.3條規(guī)定：消防橋架與普通負(fù)荷用橋架分設(shè)在電井的兩側(cè)。
??(2)應(yīng)急發(fā)電機(jī)組。通過對(duì)比平時(shí)停電時(shí)發(fā)電機(jī)帶的負(fù)荷容量與消防時(shí)的負(fù)荷容量，取較大者確定應(yīng)急發(fā)電機(jī)組的容量。該工程存在大量一級(jí)負(fù)荷、消防負(fù)荷，通過核算，發(fā)電機(jī)安裝容量達(dá)473kW，柴油發(fā)電機(jī)在15s內(nèi)能應(yīng)急自起動(dòng)，起動(dòng)信號(hào)來自雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)。
??(3)智能應(yīng)急照明的設(shè)置。該工程屬于人員密集場(chǎng)所，故設(shè)置了智能型應(yīng)急照明裝置，并按防火分區(qū)設(shè)置。智能型應(yīng)急照明主機(jī)設(shè)在1F消防控制室，各層設(shè)置分配電裝置。集中控制型消防應(yīng)急照明燈由集中電源供電，工作電壓DC 24V。消防應(yīng)急照明疏散指示系統(tǒng)供電為消防一級(jí)負(fù)荷。集中控制型消防應(yīng)急燈具系統(tǒng)在發(fā)生主機(jī)癱瘓等故障時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備應(yīng)仍能執(zhí)行消防應(yīng)急預(yù)案?？刂浦鳈C(jī)與火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)主機(jī)連接，系統(tǒng)控制主機(jī)接收火災(zāi)位置信息，自動(dòng)生成針對(duì)每個(gè)報(bào)警點(diǎn)的最佳疏散路徑。
??(4)有源濾波裝置的設(shè)置。在3F設(shè)置銀行系統(tǒng)專用網(wǎng)絡(luò)機(jī)房，機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)置大量電子設(shè)備。這些設(shè)備的共同特點(diǎn)是設(shè)備運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生大量的高次諧波，對(duì)電源質(zhì)量要求很高。如果存在大量
??諧波，會(huì)使電壓電流波形產(chǎn)生畸變，影響供電質(zhì)量。故該工程采用了就地補(bǔ)償，按設(shè)備工作電流與諧波畸變率的積(諧波電流有效值)，可選擇相應(yīng)電流的三相濾波器。

??7 注意事項(xiàng)
??(1)應(yīng)急發(fā)電機(jī)按安裝容量的10%～20%設(shè)計(jì)是不夠的，因高層建筑消防和一級(jí)負(fù)荷較多，實(shí)際工程容量應(yīng)適當(dāng)放大，且根據(jù)規(guī)范要求應(yīng)區(qū)別對(duì)待。
??(2)變壓器容量和臺(tái)數(shù)的選擇。因該工程存在較多的動(dòng)力負(fù)荷，其中負(fù)荷較大的為VRV空調(diào)負(fù)荷，考慮空調(diào)為季節(jié)性負(fù)荷，故VRV空調(diào)能單獨(dú)設(shè)置1臺(tái)變壓器，以降低變壓器的損耗。
??(3)高層建筑在選擇強(qiáng)弱電井、變配電室、弱電機(jī)房、消防控制室時(shí)最好考慮足夠的容量，以便布置設(shè)備或布線時(shí)進(jìn)出線使用方便。高層辦公建筑強(qiáng)電井、弱電井的凈面積分別不小于4m2、5m2。消控室內(nèi)若只布置消防設(shè)備時(shí)可按GB 50116-2013《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中不小于15m2即可，若與安防設(shè)備合用時(shí)，通常預(yù)留40m2，變配電室則根據(jù)GB 50054-2011第4.2.5條、GB 50054-2011第4.2.4條和第4.2.7條考慮布置面積。
??(4)應(yīng)急照明按防火分區(qū)劃分，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)層防火分區(qū)面積較小時(shí)2F、3F共用1個(gè)應(yīng)急照明箱。另外，智能型應(yīng)急照明裝置的廠家眾多，有的廠家產(chǎn)品只需24V電源，但按照目前高層建筑的高度，由于電壓降的問題，僅由主機(jī)的24V電源線不能滿足末端電壓，故分配電裝置需考慮220V電源。
??(5)變配電室通過結(jié)構(gòu)降板達(dá)到凈高要求，電纜溝底標(biāo)高比配電室外的低，故在變配電室外設(shè)置截水溝和集水井。排水泵按消防負(fù)荷供電，同時(shí)做好防水處理和技術(shù)交底。

??8 結(jié)語
??本文介紹了北京國開泰富基金有限公司辦公樓裝修項(xiàng)目辦公建筑的變配電系統(tǒng)、柴油發(fā)電機(jī)的選擇及諧波的抑制。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)合理地選擇發(fā)電機(jī)組、變壓器的容量、臺(tái)數(shù)及主接線方式，做到供電安全可靠、經(jīng)濟(jì)技術(shù)合理、運(yùn)行和維護(hù)方便。