海南某中学供配电系统设计

2021-05-13孙晓峰

现代建筑电气 2021年4期

关键词：变电所柴油机房

孙晓峰

[同济大学建筑设计研究院(集团) 有限公司, 上海 200092]

0 引言

随着我国人们物质生活水平的提高,对精神文化特别是教育的需求日益增强,故对教育建筑的需求日益凸显。教育建筑中用电设备功能性较强,配电系统较繁杂[1]。本文介绍海南某中学供配电系统设计,可为电气设计人员提供参考。

1 工程概况

海南某中学工程项目总建筑面积147 680.52 m2,地上建筑面积137 614.16 m2,地下建筑面积10 066.36 m2,包括教学区(初、高中教学楼)、共享区(1#食堂、图书综合楼、艺术馆、体育活动中心和游泳馆)、生活区(8栋宿舍楼及2#食堂),其中地下停车库9 194.85 m2(停车126辆,防火分类为Ⅱ类)。该项目配建不少于2 941.4 m2民防工程,其按甲类设计,防护等级为核6级,常6级,战时功能为二等人员掩蔽。

图书综合楼为一类高层建筑,建筑耐火等级为一级。其他单体为多层建筑,其中艺术中心建筑耐火等级为一级,地下室耐火等级为一级,其余多层建筑耐火等级为二级。

2 负荷等级与供电电源

(1) 根据JGJ 310—2013《教育建筑电气设计规范》[2]和JGJ 16—2008《民用建筑电气设计规范》等规范,确定该项目用电负荷分级:警卫照明、通信机房等电子信息设备机房用电、消防安保系统用电、消防喷淋水泵、排烟风机、正压送风机等消防设施均属一级负荷;图书综合楼的公共照明、值班照明、计算机系统用电、客梯、排水泵属于一级负荷;其他单体的公共照明,体育活动中心及游泳馆的生活水泵、污水泵等设备,艺术楼舞台工艺用电及观众厅照明,地下车库,食堂的厨房主要设备用电,冷库,主要操作间、备餐间照明属于二级负荷;其他动力、照明、空调风机属三级负荷。消防和一、二级负荷采用两路独立电源供电,消防负荷采用末端自动切换。

(2) 经与建设方及当地供电部门确认,该工程采用一回路10 kV电源供电。为满足项目一、二级负荷的供电要求,在南北校区拟设3处柴油发电机房,柴油发电机供电对象为该工程所有的一、二级负荷。当确认10 kV电源发生掉电故障时,发电机在15 s内自起动,经ATS转换,发电机向重要馈电母线段负荷供电。当市电恢复供电后,应自动切换并延时停机。当连续3次自起动失败,发出报警信号。市电电源与发电机电源的切换主开关之间,除电气联锁外还加装机械联锁,以保证发电机不向公用电网倒送电。

(3) 对消防应急照明和疏散指示系统,采用集中控制型系统,除采用二路电源自切外,系统自带集中电源,以确保供电的可靠性。集中电源转换时间需小于0.25 s,供电时间需大于90 min。

(4) 对于消防安保控制室、变电所、消防水泵房、消防风机房等,除设置消防应急照明和疏散指示外,另设置双电源供电的备用照明,备用照度按照正常照明100%设置。

(5) 对网络机房、消防安保机房等特别重要负荷处,设置不间断电源(UPS)或直流供电系统。UPS由弱电承包商根据工艺要求配置[3-4]。

3 供配电系统

3.1 变电所及柴油发电机房设置

(1) 根据校区负荷分布及建筑功能布局,10/0.4 kV变电所设置如表1所示。

表1 10/0.4 kV变电所设置

(2) 根据校区负荷分布及建筑功能布局,柴油发电机房设置如表2所示。

表2 柴油发电机房设置

校区主要电气机房总平面图如图1所示。

图1 校区主要电气机房总平面图

3.2 系统主接线

该工程采用一回路10 kV电源供电,10 kV高压配电房预留第二路电源接线条件,由室外采用埋地电缆方式引至各变电所。10/0.4 kV变电所低压系统均采用单母线分段加母联开关方式(主开关及母联开关电气加机械联锁),母联开关为手动联络。平时分列运行。若将来有第二路10 kV电源情况下,当一路10 kV高压或一台主变检修或故障时,值班人员可以经过查看负载情况投入低压母线联络开关,则另一台主变压器可带全部一级负荷和二级负荷。为确保一、二级负荷对供电的要求,该工程设置3处柴油发电机房,供电对象为一、二级负荷,发电机设置专用配电低压回路。当确认10 kV电源发生掉电故障时,发电机在15 s内自起动,经ATS转换,发电机向重要馈电母线段负荷供电。当市电恢复供电后,应自动切换并延时停机。当连续3次自起动失败,发出报警信号。市电电源与发电机电源的切换主开关之间,除电气联锁外还加装机械联锁,以保证发电机不向公用电网倒送电。初中变电所供电干线示意图如图2所示。

图2 初中变电所供电干线示意图

4 特殊场合的一、二级负荷配电实例

该项目存在较多的一、二级负荷,这些负荷对电源的连续性、可靠性要求较高。市电10 kV电源为一回路。为满足一、二级负荷的供电要求,在南北校区拟设3处柴油发电机房,柴油发电机供电对象为该工程所有一、二级负荷。当确认10 kV电源发生掉电故障时,发电机在15 s内自起动,经ATS转换,发电机向重要馈电母线段负荷供电。本文选取两个特殊场合的一、二级负荷配电进行介绍。

该工程中高压配电房及北区柴油发电机房都是独立的小单体,其功能是向其他单体的变电所或应急母排提供电源,单体虽小,但属于重要的电气机房,自身用电负荷均属于一、二级负荷,由于均独立于其他单体,取第二路电源相对不容易。结合周围单体情况,该工程对这两个重要单体的两路电源设计如下:高压配电房低压用电除所用变引来一路电源外,还需从附近北区柴油发电机房发电机应急电源配电柜引入备用电源;北区柴油发电机房低压用电从附近初中变电所引来一路电源外,还需从本机房发电机应急电源配电柜引入备用电源。