国家博物馆高低压供配电系统组成

吴 燕

(中国国家博物馆，北京 100006)

国家博物馆高低压供配电系统组成

吴 燕

(中国国家博物馆，北京 100006)

国家博物馆位于天安门广场东侧，利用原有中国历史博物馆和中国革命博物馆的原址进行改扩建，地下2层，地上5层，属于大型公建项目，总建筑面积为191 900m2。国家博物馆配电室设计初期有变压器10台，变压器总装机容量：19 400kVA(约100VA/ m2)。供电电源为三路10kV供电，共3段母线，设2组联络开关，平时3路电源同时运行工作，互为备用。

1 国家博物馆负荷等级划分

特别重要的一级负荷采用双路市电及应急电源供电(双电源一路引自正常母线，一路引自发电机供电的应急母线)并在末端互投；一级负荷采用双电源供电在末端互投；二级负荷采用双电源供电，在末端互投或在适当位置互投再配电至用电设备。

特别重要的一级负荷：消防系统、安防监控系统、应急照明、通讯机信息机房、客梯、中央大厅的重要设备。

一级负荷：展厅照明、文物库区照明、文物库区空调、各类变频水泵设备、排污泵等。

二级负荷：展厅空调、学术报告厅、数码影院、演播室的音控及舞台机械用电、扶梯及夜景照明等。

三级负荷：办公照明、车库等公共区的正常照明、演播室的特殊灯光、一般动力设备用电。

2 供电系统介绍

国家博物馆配电室10kV三路进线一进两出，母线分段的方式减少了母线故障时造成的损失，缩小了停电范围。博物馆高低压供配电关系示意图如图1所示。

2.1 高低压配电系统

1)高压系统(10kV)目前由市政提供3路10kV进线，共有25面高压柜，高压柜包括进线柜、计量

图1 国家博物馆高低压供配电关系示意图

柜、出线柜和联络柜(2组)。1kV以下为低压，3kV、6kV、10kV、20kV、35kV为中压，大于35kV为高压。10kV系统3路电源同时工作，互为备用。博物馆高压系统接线示意图如图2所示。

图2 博物馆高压系统接线示意图

高压侧为单母线分段运行方式，共有3段母线，中间设2组联络开关，平时3路电源同时运行，当一路电源故障时，通过手/自动操作相关联络开关，由其中一路电源负担故障段母线负荷；当两路电源故障时，两组联络开关均闭合，由一路电源负担全部负荷。

2)低压配电系统(380/220V)

低压配电干线采用树干式或放射式供电，干线采用母线或电缆供电。低压系统为单母线分段运行，互为联络。为了满足不同供电等级的供电需要，采用不同的供电措施。

(1)特别重要的一级负荷均有两路电源供电，其中一路来自发电机供电的应急母线。

(2)一级负荷有两路电源供电，两路电源分别来自不同变压器母线段，两路电源在末端互投。

(3)二级负荷也是由两路电源供电，两路电源在末端或适当位置互投。

低压配电系统分为5组变压器(10台)，分别向不同区域供电。

①1#、2#、3#、4#变压器供电区域为：新馆南半区L、J、H、G、P、W,老南馆,报告厅,各水泵房用电。

②5#、6#、7#、8#变压器供电区域为：新馆北半区F、E、I、K、M、P,老北馆。

③9#、10#变压器供电区域为：冷冻机房，热力站。

博物馆低压系统接线示意图如图3所示。

图3 博物馆低压系统接线示意图

低压为单母线分段运行，联络开关设自投自复/自投不自复/手动转换开关。低压主进开关与联络开关之间设电气连锁，任何情况下只能合其中的两个开关。

2.2 应急电源系统

博物馆内设2台1 340kW柴油发电机组，发电机容量的确定主要是依据消防负荷。各弱电设备机房设备、安防设备设UPS，应急照明采用集中蓄电池；人防设战时发电机，并设EPS。

应急电源独立于正常电源的发电机组，在供电网络中有效地独立于正常电源专用的馈电线路和蓄电池。根据允许中断供电的时间，可分别选择下列应急电源：

1)快速自动启动的应急发电机组，适用于允许中断供电时间为15s～30s的供电。

2)带有自动投入装置、独立于正常电源的专用馈电线路，适用于允许中断时间大于电源切换时间的供电。

3)不间断电源(UPS)适用于要求连续供电或允许中断供电时间为毫秒级的供电。

4)应急电源(EPS)适用于允许中断供电时间为毫秒级的应急照明供电。

柴油发电机组供给特别重要的一级负荷用电，当10kV市电同时停电时，发电机的延时启动信号分别采用WDZN-KYJFE-5×2.5 SC25，将信号送至柴油发电机房，信号延时0～10s(可调)，自动启动柴油发电机组，柴油发电机组在15s内达至额定转速、电压、频率，并可投入额定负荷运行。此时，若发生火灾则切断应急母线段上的非消防用电负荷。当市电恢复30s～60s(可调)后，自动恢复市电供电，柴油发电机组延时自动停机。

对于供电连续性要求高的安防中心、消防中心、网络机房、通讯机房设置UPS备用电源；应急疏散指示照明及藏品库区警卫照明设置EPS备用电源。

其中采用ATS自动转换柜(又称ATS柜，双电源自动切换柜、双电源自动转换柜)，主要用于主电源和应急电源之间的自动切换，与自启动柴油发电机组一起组成了自动应急供电系统，可以在主电源停电后自动将应急照明、保安电源、消防设备等负载切换到发电机组上，是保障博物馆应急供电电源及消防电源等不可或缺的电力设施。

ATS转换柜提供了主备用电源的自动切换，并能进行市电侧故障历史记录，具有测试选择性，每年进行柴油发电机组试运行时可以启动运行但不进行并联操作。

市电正常时，无论发电机组运行与否，转换开关将一直转向市电侧，由市电向负载供电。这样能减少值班人员的操作强度，并且能保持电网频率稳定、提高供电质量及自备电站运行的稳定性、经济性。在自动状态下，市电正常时，无论发电机组运行与否，转换开关将一直转向市电侧，由市电向负载供电；当市电失电时发电机组在30s内自动启动并列，启动完成后ATS将自动转向油机侧，由柴油发电机组向负载供电。

3 结束语

国家博物馆大型公共建筑的高压供电系统由电网市电和自备柴油发电机组组成，高压系统接线方式保证了重要负荷的正常运行，提高了供电系统的可靠性，保障了博物馆展览任务及其他相关活动的正常开展。低压配电系统采用干线树干式或放射式供电，虽然所用开关设备及保护电气成倍的增加，但是其供电可靠、电压质量较高，适合博物馆的一、二类负荷。

Composition of High and Low Voltage Power System in National Museum of China

Wu Yan

本文主要介绍了国家博物馆高低压配电系统的组成，高低压接线方式及电源等级，高、低压开关连锁保证了供电的可靠性。三路市电高压侧分段运行，市电和自备柴油发电机组用于主电源与应急电源之间的自动切换组成了自动应急供电系统。

高低压配电 主接线 柴油发电机组

This paper briefly introduces the components, connection mode and the power level of low level voltage power system in National Museum of China. The high and low voltage switch interlock of the two transformers protects the high reliability electrical supply. Three rout power grid supplications operate segment.

high and lower-level voltage distribution, main wiring, diesel generating set