航天控制与推进系统设计综合楼项目供配电设计与分析

杨 沁

(中国建筑设计研究院，北京100044)

航天控制与推进系统设计综合楼项目供配电设计与分析

杨 沁

(中国建筑设计研究院，北京100044)

1 工程概况

航天控制与推进系统设计综合楼位于海淀区唐家岭村，北临北清路，南临邓庄南路，东临规划中的上地西路，西侧与航天城一期工程接壤。本工程按照工艺布局要求分为I段系统设计综合楼和II段部组件产品装配调试楼两部分。本工程建筑类别为二类高层建筑，总建筑面积86 720m2(其中：地上83 674 m2，地下3 046 m2)。

2 变配电室位置确定

建筑物内包括机加、在线环境试验室、电装、X光探伤、标定和装配等试验室，工艺流程复杂多样、供电种类复杂繁琐。综合考虑高压电源进线、输电线路损耗和用电负荷中心等问题，将整栋建筑物的变配电室设于I段和II段中部的地下一层(既不占用试验和办公区域的有效面积，又兼顾管理方便)，如图1所示。

图1 地下一层变配电室平面图

3 10/0.4kV变配电系统设计

3.1 本工程负荷等级及容量

一级负荷：消防系统(含消防控制室内的消防报警及控制设备、排烟风机、加压送风机及消防电梯等)、消防控制室、三层通信机房、应急及疏散照明等的供电电源；

二级负荷：客梯、货梯、生活泵、排水泵、中水泵等；

三级负荷：包括空调通风设备、工艺用电及其他电力、照明等。

各类负荷容量：一级负荷：2 211.2kW；二级负荷：95.6kW；三级负荷：1 636.6kW。

3.2 供电电源

根据本工程的负荷等级，要求供电电源为两组(四路)10kV高压电源，每组(两路)10kV高压电源由上级开闭站的两段母线分别引来，高压不设联络，两组(四路)高压电源同时工作，分别为本工程的8台变压器供电(每路10kV高压电源为2台变压器供电)。

3.3 高、低压供电系统结线型式及运行方式

每组高压采用单母线分段运行方式，中间不设联络开关，两路电源同时分列运行。

变压器共分4组，每组2台，每组低压采用单母线分段运行，中间设联络开关，联络开关设自投自复/自投不自复/手动转换开关。自投时应通过分励脱扣器自动断开非保证负荷，以保证变压器正常工作。主进开关与联络开关设电气联锁，任何情况下只能闭合其中的2个开关。

3.4 设备安装容量

设备安装容量 Pe=18 123kW(其中：工艺用电12 029kW，信息中心用电1 032kW，照明容量2 482kW,空调、通风设备容量2 268.4kW,纯消防设备容量800.2kW，其他45.2kW)。

3.5 变压器的选择及分配

本工程变配电室选用8台1 250kVA户内型干式变压器T1～T8，其接线方式均为D,Yn11，阻抗电压为6%。其中变压器T1和T2负责整栋建筑的空调等负荷用电；变压器T3和T4负责整栋建筑的照明等负荷用电；变压器T5、T6、T7和T8负责整栋建筑的工艺设备用电。8台变压器负荷率为：T1变压器82%、T2变压器86%、T3变压器85%、T4变压器83%、T5变压器81%、T6变压器80%、T7变压器78%、T8变压器81%。

3.6 功率因数补偿

本工程在变配电所低压侧设置低压谐波滤波器，可抑制谐波畸变并集中对功率因数自动进行补偿，电容器串联电抗器组采用自动循环投切方式，补偿后的功率因数不小于0.95。同时要求所有荧光灯、气体放电灯、单灯就地补偿，要求补偿后的功率因数不小于0.90。

4 电力配电系统

4.1 低压配电系统

配电系统采用放射式与树干式相结合的方式，对于单台容量较大的负荷或重要负荷(如：信息中心UPS及机房空调用电、生活水泵房、中水泵房、电梯、消防控制室等)采用放射式供电；对工艺用电采用封闭式插接母线供电；对于照明及一般负荷采用树干式与放射式相结合的方式供电。

4.2 负荷分级

本工程的一级负荷(如：排烟风机、加压送风机、消防电梯、消防控制室、三层院第二信息中心及所有网络通讯机房、应急及疏散照明等)用电采用双电源专用回路供电并在末端互投，其中疏散指示照明及部分应急照明采用集中式应急电源(EPS)作为后备电源。

二级负荷(如：客(货)梯、生活泵、中水泵、排污泵等)供电电源采用双回路供电并在末端或适当位置互投。

三级负荷(如：工艺用电及其他一般负荷)采用单电源供电。

4.3 电气设备的启动及控制方式

1)本工程30kW以下的电动机采用全压启动方式启动；30kW及以上的电动机采用软启动方式启动。

2)消防专用设备：排烟风机、加压风机等消防专用电设备热保护仅作用于报警且不进入建筑设备监控(BAS)系统。

3)空调机、进风机、排风机、排污泵等采用DDC控制。

4)各种电动机设备的控制均以相关专业提供的控制要求为准。

4.4 典型试验室的电气设计

1)在线装配试验室电气设计

本试验室由于工艺设备较多，设一套独立的配电箱。安装于试验室西侧，用于本试验室内试验设备供电。试验室前后墙上分别设工艺用插座箱，插座箱内设1个三相20A四孔插座、2个单相10A三孔插座及1个单相16A三孔插座并设置2个接地端子，工艺用房内安装插座箱底距地0.3m暗装(设置在结构柱上的插座箱明装)。个别设备由于用电量相对较大，因此单独设置断路器，考虑到未来增加设备的可能性，预留一条工艺用电回路。见图2。

试验室采用中央空调系统，空调机房设置在建筑物二层。风机现场和实验室两地采用手动控制，现场控制单元设置在试验室主要出入口附近。试验室照明系统设置独立的配电箱，以减少对工艺用电设备的干扰。

图2 在线装配试验室工艺配电系统及平面图

2)红外探头组件测试标定试验室

本试验室设一套独立的工艺设备配电箱。安装于试验室南侧主要出入口附近，用于本试验室内试验设备供电。试验室前后墙上分别设工艺用插座箱，插座箱内设1个三相20A四孔插座、2个单相10A三孔插座及1个单相16A三孔插座并设置2个接地端子，插座箱底距地0.3m暗装。

由于本试验室可能会产生有毒气体，故本试验室设有通风系统和独立于其他试验室的空调系统。见图3。

图3 红外探头组件测试标定试验室工艺配电系统及平面图

5 照明配电系统

5.1 照度等级确定

由于本建筑物内工艺用房及试验室基本都有较高的洁净度等级要求，根据《洁净厂房设计规范》(GB 50073-2001)对洁净区照度的要求并结合甲方实际工作情况综合考虑，工艺用房及试验室照明照度均为500lx，照度均匀度不低于0.7，统一眩光值不大于22，一般显色指数宜大于80。一般科研用房、会议室及办公室照明照度均为300lx(参见表1)。

5.2 光源选择

门厅、会议室、展览厅等有精装修要求的场所视装修要求商定，一般场所选用T8荧光灯，并优先选用节能性光源。有洁净要求的场所选用洁净型灯具吸顶安装，在大型吊车等振动、摆动较大场所使用的灯具应有防振安全措施，并在灯具上加保护网。走道采用灯具嵌入安装，有洁净要求的场所应选用洁净型灯具，并且其安装缝隙应有可靠的密封措施。应急照明灯和灯光疏散指示标志，应设玻璃或其他不燃烧材料制作的保护罩。

5.3 照明控制

设备机房、库房、办公用房、卫生间、工艺厂房及各种管井等处的照明采用就地设置照明开关控制；大厅、大会议室等照明要求较高的场所及疏散走廊、电梯厅、楼梯间等公共场所的照明根据要求采用智能照明控制系统，火灾时由消防控制室自动点亮公共场所应急照明灯(室外照明的控制纳入智能照明控制系统)。

杨 沁

杨沁,2004年毕业于哈尔滨工业大学机电工程学院，2004～2010年在中国航天建筑设计研究院(集团)从事工艺和电气设计。2008～2011年进入北京大学管理与技术系攻读研究生。2010～2014年在中国电子工程设计院从事项目前期咨询及项目管理。2014年至今在中国建筑设计研究院智能工程中心工作。参与过的项目有：航天三院239厂机加厂房、航天061基地3531厂总装车间、河南航天695厂数控机加厂房、埃赛克斯电磁线(苏州)有限公司二期扩建项目、中钢集团新型材料(浙江)有限公司高纯石英坩埚产业化项目等。

表1 各功能性房间照明指标

5.4 照明配电

一般照明采用单电源、放射式与树干式混合方式配电，应急照明、疏散照明等采用双电源供电并在末端或适当位置互投，部分应急照明及疏散照明采用区域集中式蓄电池供电(EPS)应急照明系统，要求持续供电时间大于30min。

6 结束语

随着近些年经济的发展, 国家对航天事业越来越重视，投资也越来越大，同时航天产品对试验环境和生产厂房等的硬件设施要求也越来越高。为了改善航天的生产和试验环境，扩大航天生产规模，新建、改扩建类航天项目也越来越多。这就需要所有的设计人员(包括电气专业)根据航天项目的特点,付出更多的心血来完善航天类项目的设计。

[1] 中国建筑科学研究院. 建筑照明设计标准(GB 50034-2004)[S].北京: 中国建筑工业出版社，2004.

[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部.民用建筑电气设计规范(JGJ 1-2008)[S].北京:中国建筑工业出版社，2008.

[3] 北京照明学会照明设计专业委员会.照明设计手册(2版)[M].北京:中国电力出版社，2006.

Design and Analysis of the Supply and Distribution System of China Aerospace Science and Technology Corporation Control and Propulsion System Design Building Project

Yang Qin

本文根据航天控制与推进系统设计综合楼工程设计中遇到的若干问题与最终解决方案，结合工程特点，对航天类项目的供配电方案做了较为详细的分析和探讨。

航天 配电设计 照明设计 负荷统计与分析

Based on a number of issues encountered in the China aerospace science and technology corporation control and propulsion system design building design and final solution, combining with the engineering characteristics of the supply and distribution programs on aerospace projects, this paper makes detailed analysis and discussion.

aerospace, power distribution design, lighting design, load statistics and analysis