黑龙江某林业局水上乐园工程电气设计案例分析

李志远

(黑龙江省林业设计研究院，黑龙江 哈尔滨 150080)

本案例根据实际工程黑龙江某林场水上乐园工程实例，对供电工程涉及的各个部分进行分析，供电工程设计是为各项设备正常运行所提供电力，保证设备运行所进行的一系列设计工作，主要包括高、低压配电系统设计；动力配电系统、照明系统设计；防雷接地系统设计等几项。

1 项目背景

根据林业局现有的旅游资源状况及以上建设原则确定本工程的建设规模，林场区域内已经建立起十分完备的基础设施和后勤保障服务体系。供水、供热、供电均可从周边市政管网引入，周边城市道路完好，交通便利。

按本项目使用功能需求可将建筑主体分为两部分，既水上世界娱乐部分及服务辅助部分。水上世界部分为单层水上娱乐场所，内设海浪池、游泳馆、水寨池、大喇叭滑梯、巨兽碗滑梯、四彩彩虹滑梯、环流河、水疗池等。服务用房部分人员主入口设在二层，主要设置接待大厅、男女更衣及洗浴室、广播室、医务室、商店、办公以及少量设备用房等；三层为餐厅、包房、配餐间。将本工程所有设备用房设于服务区一层，包括变配电室、柴油发电机房、高压配电间、生活泵房及水箱间、冷冻机房、换热站、消防泵房、消防控制室、消防水池、水处理机房等。

工程总建筑面积29292.51m2，其中单层水上世界部分18023.54m2，服务用房三层总建筑面积11268.97m2。

2 基础设施条件

铁力林业局马永顺林场区域内已经建立起十分完备的基础设施和后勤保障服务体系。供水、供热、供电均可从周边市政管网引入，周边城市道路完好，交通便利。

3 负荷等级及负荷容量

由于工程为多层人员密集公共建筑，室外消防用水量为30L/S,其应急照明、消防控制室、排烟风机、消防增压泵等消防负荷按二级负荷供电；电梯、弱电系统、监控系统电源等按二级负荷供电；其余均按三级负荷供电。以上二级负荷均采用双路电源末端自动切换方式。

3.1 供电电源

工程由市政部门提供1路独立高压(10kV)电源，在室外地面800mm以下直埋引至楼内一层变电所。

3.2 备用电源

采用柴油发电机组做为备用电源,专供二级负荷，当市电断电时自动启动柴油发电机组，以保证其供电。拟选择一台600kW柴油发电机组。

3.3 正常负荷估算

本工程负荷计算采用用电指标估算法，取用电指标80w/m2, 主楼总建筑面积为29292.51m2，用电设备容量为2343kW，计算容量1875kW，楼内变电厅预留一定备用容量，补偿后功率因数大于0.93，变压器负载率小于85%，拟选择变压器容量为2台1250kVA。

3.4 二级负荷估算

根据各专业提供资料，消防负荷统计见下表：

二级用电负荷表

根据以上统计结果，拟选择一台600kW柴油发电机组。

4 低压配电系统设计

4.1 电源、电压及供电系统

供电电源：工程在楼内设变电所。常用电源引自变电亭低压侧，备用电源引自设在本楼一层的柴油发电机房，电源电压均为220V/380V。

工程应急灯,疏散指示灯及安全出口灯,采用集中EPS供电,应急时间不小于30min。疏散指示标志灯及安全出口灯为常明。

应急照明采用EPS电源作为发电机启动前的备用电源，以保证规范要求的转换时间。消防二级负荷及非消防二级负荷供电均采用二路电源供电末端自动切换方式。

低压配电系统接地型式采用TN-S方式，工程设总电位接地系统，其接地电阻不大于1Ω。

4.2 电能计量

根据建设单位与供电部门协商结果要求，在变电所高压统一计量。

4.3 功率因数补偿方式

在变电所集中设置无功补偿装置。

4.4 供配电系统形式

工程低压配电系统采用单母线分段运行方式，低压配电室配电屏内非消防负荷均装设分励脱扣器，火灾时其动作通过消防联动模块实现。

楼内配电方式采用树干式和放射式相结合，普通电力配线采用树干式，消防和重要负荷配线采用放射式。加压送风机，排烟风机，消防泵及事故照明等供电采用双电源供电,一路引自变电所内工作电源配电柜,一路引自柴油发电机配电柜。末级切换,电气机械联锁。

4.5 导线选择

消防配电干线:选用NH-YJV-0.6/1.0kV耐火型交联聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯电力电缆；非消防配电干线:选用YJV-0.6/1.0kV交联聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯电力电缆，托盘式桥架(带盖板)内或穿钢管(SC)沿墙敷设；消防配电支线:选用NH-BV-0.45/0.75kV耐火型聚乙烯绝缘铜芯导线；穿钢管(SC)沿墙或楼板敷设;非消防配电支线:选用BV-0.45/0.75kV聚乙烯绝缘铜芯导线；照明分支线穿FPC非火焰蔓延类阻燃塑料管(明敷时穿SC钢管)保护沿墙,地面或顶棚暗敷设；沿墙或楼板暗敷设;电力配线穿钢管(SC)，沿墙或楼板敷设.穿管保护的线路超过规程规定时,应在适当位置加装中间盒;消防用电导线所穿的SC钢管均为热镀锌钢管。

电缆桥架采用金属桥架,中间加防火隔板,消防线路与非消防线路应分别敷设在防火隔板两侧，刷防火涂料,其耐火极限不小于1h。电缆桥架在穿越防火墙及楼板时采用防火隔板及防火堵料封堵.电缆和绝缘导线穿钢管布线时,应在楼板及墙内予埋钢管,布线后两端管口空隙应做密封处理;消防电源线穿金属管保护暗敷在楼板内或墙内时,其保护层厚度不小于3cm;当必须明敷时,应在保护管上涂防火涂料,其耐火极限不小于1h;电气竖井内孔洞在设备安装完毕后用防火材料封堵。

4.6 低压配电系统接地形式

采用TN-S方式。

4.7 设备选择与安装

低压配电柜采用GCS配电柜;上进上出线;配电柜落地安装;动力及照明配电箱采用非标型箱和模块化配电箱;配电箱在机房、管井、水上乐园内底距地1.5m明装;其余均为箱底距地1.5m暗装。水上乐园等潮湿场所内安装的配电箱选用防水型;防护等级不小于IP5。消防设备应有明显标志。

5 照明系统设计

5.1 光源及灯具

变电所、风机房、餐厅、办公室等房间照明采用高效荧光灯(T8);公共走道、卫生间等采用节能光源；大厅采用金卤灯；金卤灯带节能型电感镇流器、荧光灯均带高效电子镇流器,补偿后功率因数大于0.9;电子镇流器符合该产品国家能效标准。

事故照明:事故照明灯具均带由不燃材料制成的保护罩,均为应急型。在消防控制室,疏散走道,变电所及其前室,送风机房等设置应急照明(应急兼正常照明)。照度满足正常照度要求,火灾时由消防控制中心强制点亮。水上乐园人员密集场所设置应急照明,使其照度10Lx,满足安全疏散。

工程应急灯,疏散指示灯及安全出口灯,采用集中EPS供电,应急时间不小于30min。疏散指示照明采用LED光源,疏散指示标志灯及安全出口灯为常明。所有灯具均为I类灯具。

5.2 照明设计标准值

房间名称照度标准值 (lx)照明功率密值 (W/m2)办公室、消防控制室、广播室30011餐厅.柴油发电机房.变配电室. 大厅.配送处理间2008更衣室.冷冻机房.1508风机房.空调机房.戊类库房. 换热站.生活泵房1005

5.3 照明控制方式

功能房间照明由现场灯开关就地控制，大空间场所灯具集中控制。

5.4 立面照明

根据建筑物造型特点,在中间部位的一层及顶层以及周边四个造型顶层设立面照明使用的配电箱。立面照明集中控制在一层值班室内，如在箱内安装时间控制器集中控制，可取消控制按钮箱。

6 防雷接地与等电位联结系统设计

(1)工程属于人员密集建筑，经计算属二类防雷建筑物，屋面明设接闪带，利用结构柱内主筋做引下线，按规范要求采取防雷电波侵入及防雷击电磁脉冲措施。并设置总等电位(MEB)及局部等电位(LEB)联结系统。

(2)利用建筑物基础钢筋做联合接地装置，接地电阻不大于1.0Ω。

(3)变电所接地:工程采用联合接地形式,变电所中设接地母线,该母线与予留的接地板,可靠连接。

(4)在有淋浴设备的卫生间及泳池等处设局部等电位联结。在消防控制室、广播机房、弱电间内预留接地板，该接地板分别单独与接地装置连接。

(5)要求进出建筑物的金属管道均通过总等电位联结线与总等电位端子板联结。

(6)过电压保护:本工程的雷电防护等级为D级，在电源进户处,顶层立面照明,屋顶风机配电箱设一级浪涌保护器。在弱电室、广播室、消防控制室、监控机房等配电箱内设二级浪涌保护器。

7 结语

根据工程的具体供电条件及场区周边环境，注意和其他专业的配合，合理选择供电方式，做好电气设备的计算，通过对低压配电系统、照明系统、火灾自动报警系统、防雷接地系统的专项分析，进行设计，保障供电工程设计的有效性，可靠性、安全性，避免事故的发生。对于项目的各个细节，应仔细研究规范，根据规范来确定具体设计内容，理论与实际相结合，旨在通过每一次实践，不断提高自身的设计水平。