0725808所科研综合楼项目扩初设计说明.docx
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0725808所科研综合楼项目扩初设计说明
第一章电气设计
9电气
9.1设计依据
1.1闵行航天城八〇八所建设项目工艺技术要求;
1.2本院各专业提供的设计资料;
1.3设计所采用的主要规范、标准:
1.3.1《10KV及以下变电所设计规范》GB50053-1994;
1.3.2《供配电系统设计规范》GB50052-2009;
1.3.3《低压配电设计规范》GB50054-2010;
1.3.4《建筑照明设计标准》GB50034-2004;
1.3.5《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-1995(2005年版);
1.3.6《公共建筑节能设计标准》DGJ08-107-2012
1.3.7《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010;
1.3.8《通用用电设备配电设计规范》GB50055-2011;
1.3.9《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008;
1.3.10《建筑设计防火规范》GB50016-2006;
1.3.11《电力工程电缆设计规范》GB50217-2007;
1.3.12《电子工程防静电设计规范》GB50611-2010。
1.3.13《科学实验建筑设计规范》JGJ91-931.3.14《民用建筑防火设计规程》DG/TJ082048-2008
1.4当地气象条件:
最热月14时平均温度32℃
7月0.8m深土壤温度24℃
全年雷暴日数49.9d/a
9.2设计范围
本项目为闵行航天城八〇八所新建的科研综合楼,地上十层,地下一层。
大楼建筑占地面积为1128.2㎡;地上总建筑面积为10697.8㎡;地下建筑面积为2110.0㎡。
总建筑面积12807.8㎡。
结构形式为框剪结构。
主要设计范围:
变配电室及高低压配电系统、电力、照明、防雷及接地设计。
9.3供电
9.3.1负荷等级
建筑物内的消防用电设备、应急照明、弱电机房、消防、安保控制中心的用电设备、消防电梯、消防水泵房、客梯电力、生活水泵等为二级负荷供电;其它按三级负荷供电。
二级负荷采用双电源供电,末端自投。
9.3.2负荷计算及无功补偿
本项目用电负荷按照水、暖专业所提用电量、建设单位所提实验室用电负荷及实验室、办公室照明等,1#变压器总安装容量为Pn=1207.5kW、补偿前:
有功功率为Pc=680kW、无功功率Qc=518.3kvar、视在功率Sc=854.9kVA、功率因数为0.8;电容补偿300kvar;补偿后:
有功功率为Pc=690kW、无功功率Qc=268.3kvar、视在功率Sc=740.3kVA、功率因数为0.93,需要系数为0.57,干式变压器安装容量为1X1000kVA,变压器负荷率为74%;2#变压器总安装容量为Pn=1192.7W、补偿前:
有功功率为Pc=685.5kW、无功功率Qc=479.3kvar、视在功率Sc=836.5kVA、功率因数为0.82;电容补偿300kvar;补偿后:
有功功率为Pc=695.5kW、无功功率Qc=229.3kvar、视在功率Sc=732.4kVA、功率因数为0.95。
需要系数为0.58,干式变压器安装容量为1X1000kVA,变压器负荷率为73%。
具体各变压器技术供电指标详见表9-1:
表9-1电气负荷计算表
负荷名称
设备
容量
计算负荷
有功功率kW
无功功kvar
视在功kVA
1#变压器
地下室及六~十层照明
130.00
104.00
78.00
196.97
公共照明总箱
120.00
96.00
72.00
181.82
景观照明
30.00
30.00
22.50
56.82
消防安保控制中心
50.00
50.00
37.50
94.70
地下室及七层实验室用电
332.00
166.00
124.50
314.39
地下室、三、五、六层空调
416.00
291.20
218.40
551.52
二~十层新风机
6.30
6.30
4.73
11.93
消防电梯
12.00
12.00
18.22
33.06
合计
1096.30
755.50
575.85
计入同时系数K∑=0.9
986.67
679.95
518.26
功率因数补偿
300
补偿后合计
679.95
218.26
变压器损耗
△Pb=0.01Sjs
10.00
△Qb=0.05Sjs
50.00
合计
689.95
268.26
740.27
变压器容量(kVA)
1X1000
负荷率
74%
负荷名称
设备
容量
计算负荷
有功功率kW
无功功kvar
视在功kVA
2#变压器
一~五层照明
100.00
80.00
49.58
105.88
应急照明及配电室
25.00
25.00
15.49
29.41
弱电机房
30.00
30.00
18.59
35.29
二~六层实验室用电
242.00
121.00
90.75
242.00
地下室~十层电加热水器
66.00
52.80
0.00
52.80
地下室、屋顶排风机
10.00
10.00
7.50
12.50
地下室、四、七层及屋顶空调
576.00
403.20
302.40
576.00
生活水泵
7.50
7.50
5.63
9.38
消防潜污泵
8.20
8.20
6.15
10.25
消防电梯
24.00
24.00
36.44
43.64
合计
1088.70
761.70
532.53
计入同时系数K∑=0.9
979.83
685.53
479.28
功率因数补偿
300
补偿后合计
685.53
179.28
变压器损耗
△Pb=0.01Sjs
10.00
△Qb=0.05Sjs
50.00
合计
695.53
229.28
732.35
变压器容量(kVA)
1X1000
负荷率
73%
9.3.3供电电源及电压
为保证本项目供电可靠性及消防用电要求,本次设计用电拟从航天城院部区区内开关站不同的高压母线分别引来两路10kV独立电源至原设计南楼变配电室,(利用原有管线引来。
开关站经容量复核后,有足够的容量供给科研综合楼。
)以保证新建的科研综合楼二级负荷用电要求。
9.3.4变配电室和供电系统
(1)本项目高压变电室设于原南楼10kV/0.4KV变电室。
(高压变电室场地选择的原因是:
原南楼一层的变配电室有足够的场地空间,建筑面积为190平方米,并且距离低压配电室仅有约6m,管线距离较短;连接开关站的管线无需新埋,建设成本低;整个所区的变电设备集中一处,便于管理;高压变电设备有电磁干扰,可能会影响地下室的精密仪器的使用。
)原南楼一层10kV/0.4kV变电站,已满负荷工作(目前现有的两栋楼高峰用电量达到2400kVA,占变压器容量的75%),不能满足新建科研综合楼的用电需求,因此,新建科研综合楼的高压配电需要新增两台XGN15-12高压柜,并新增2X1000kVA节能型干式变压器,变压器选用低损耗、低噪音的节能型SCB10非晶合金干式变压器,变压器绕组接线采用D,yn11,有利于变压器容量在三相不平衡负荷下得以充分利用。
低压配电室设于新建科研综合楼地下一层,建筑面积60平米;电源由南楼变配电室引来,电压为380/220V。
低压配电由6台GCS抽出式低压开关柜、2台低压进线柜、2台低压补偿柜、1台低压联络柜组成,由二段母线接线、低压设联络。
(2)高压配电系统:
电源进线开关采用带撞针式熔断器保护的负荷开关,单母线分段接线形式,两段母线之间不设联络开关。
中性点接地方式采用直接接地。
低压配电系统:
低压线路设于短路保护和过电压保护;配电系统采用单母线分段运行,手动切换。
进线电源开关与母联开关采用电气联锁,以防两路并列运行。
当一路电源断电时,另一路电源切断非消防电源,以确保消防设备及应急照明使用。
低压配电系统采用智能化监控系统,对各配电系统电压、电流、频率、相位、电能、谐波、无功补偿及故障保护等实行实时监控。
9.3.5应急电源系统
该项目为二级负荷,从变配电室引来单独两路,互为备用;实验室主要设备采用UPS柜为应急电源。
9.3.6短路电流计算与主要设备选择
输入工程参数:
10(6)kV侧系统短路容量S''(MVA)
200
SCB10系列10(6)/0.4kV变压器容量SrT(KVA)
1000
变压器接线形式
D,yn11
母线m规格
3(125X10)+80X80
母线长度(m)
27
交联铜芯电L1
4x95+1x50
线路L1长度(m)
80
交联铜芯电缆L2
5x16
线路L2长度(m)
50
交联铜芯电缆L3
4x185+1x95
线路L3长度(m)
66
根据短路电流计算,对各区域开关的分断能力选择
1
变电所低压配电柜内(QF1,QF2,QF3)断路器CW3-1600的额定运行短路分断能力(或熔断器的分断能力)不得小于
17.44
(kA)
2
低压配电柜AA3至楼层配电箱ALGZ-1~10内(QF4)断路器CM3-250L/3348的额定运行短路分断能力(或熔断器的分断能力)不得小于
9.06
(kA)
3
供电末端配电箱内(QF5)断路器的额定运行短路分断能力(或熔断器的分断能力)不得小于
3.06
(kA)
4
低压配电柜AA8放射式供电至末端配电箱APSYZ6内(QF6)断路器CM3-400L/3348的额定运行短路分断能力(或熔断器的分断能力)不得小于
11.59
(kA)
9.3.7继电保护与计量
(1)继电保护方式:
电力变压器继电保护采用电流速断保护,单相低压侧接地保护及过负荷保护。
高压线路的继电保护采用带时限速断保护、过电流保护及单相保护。
高压进线柜隔离开关与出线柜真空断路器采用电气机械联锁。
供电系统采用智能化监控系统,对各配电系统电压、电流、频率、相位、电能、谐波、无功补偿及故障保护等实行实时监控。
低压配电系统每一回路设置智能型计量表。
9.4低压配电系统
9.4.1配电电压和配电系统
(1)楼内的低压电源由地下一层的低压配电室提供,电源电压等级为380/220V。
三相五线供电,配电采用放射式与干线式相结合的方式,动力与照明、实验用电分别配电,电源电缆采用在电缆桥架内敷设至楼层强电管井总配电箱,由总配电箱采用放射式向各用电点分配电箱配电。
(2)消防及其它重要负荷采用不同电源的二回路供电;实验用电根据建设单位具体要求,待施工设计时就近设置稳压电源柜
(3)在各楼层总电源箱设置漏电火灾报警系统。
(4)所有插座回路均设漏电保护。
(5)楼层内各试验室主要工艺设备用电为测量仪器仪表用电,没有较大设备的用电,这些工艺设备用电配置一些插座箱供其使用,插座箱均带防触电保护。
9.4.2导线选择和线路敷设
(1)根据电线电缆防火设计规程,考虑到科研综合楼为二类建筑,且大楼的配电电缆较多且均成束敷设在金属桥架内,电缆的非金属容量都较大,电线电缆使用场所为二级,所以一般的配电干线采用WDZA-YJY型无卤低烟阻燃电缆在电缆桥架内敷设,消防设备的配电干线采用WDZAN-YJY型无卤低烟阻燃耐火电缆在电缆桥架内敷设。
电缆桥架穿越防火分区、垂直电缆桥架穿越楼板及引出强电管井穿墙处的间隙需用防火材料封堵。
(2)支线:
消防设备、应急照明采用ZCN-BV阻燃耐火导线穿钢管沿墙、顶、地暗敷,暗敷时应敷设在非燃体结构内,其保护层厚度不小于30mm;一般设备配线采用BV铜芯绝缘电线,穿钢管沿墙、顶、地暗敷设。
9.4.3配电设备的安装方式
照明、动力总配电柜、箱安装在楼层的强电管井,竖井内配电柜落地安装、配电箱为挂墙明装,底边距地1.5米;用户配电箱为嵌墙暗装,底边距地1.8米;插座箱距实验台0.3米;照明跷板开关暗装,底边距地1.3米;插座无特殊要求均暗装,底边距地0.3米。
插座配电回路设置漏电保护器,漏电电流整定值为30mA。
9.5照明
9.5.1照明的种类和照明方式
照明系统:
该项目设置正常照明及应急照明。
实验室、办公楼等房间设置正常照明,单电源供电。
在配电室、消防水泵房、防排烟机房、弱电机房、消防、安保控制中心等处设置应急照明,采用双电源供电,连续供电时间不小于180分钟;在走廊、楼梯间等处设带镍镉电池的疏散指示灯和安全出口灯,蓄电池连续供电时间不小于30分钟。
应急照明灯具采用玻璃或其它不燃烧材料制作保护罩的产品。
灯具安装面应能耐受外界的机械冲击和研磨。
并要求符合现行国家标准《消防安全标志》GB13495和《消防应急灯具》GB17945的有关规定、《电气设计防火规范》11.3.6条。
9.5.2照度标准与照度选择
照度标准:
根据《建筑照明设计标准》确定。
各实验室照度300Lx,功率密度现行值为11W/㎡。
精密实验室照度500Lx,功率密度现行值为18W/㎡。
走道、楼梯间及公共部位照度100Lx,功率密度现行值为6W/㎡。
9.5.3光源与灯具选择
办公室、实验室采用T5型节能型荧光灯管和减少眩光的灯具,灯具配电子镇流器;走廊、楼梯间采用节能灯,卫生间选用防水型节能灯具;室外预留泛光灯及庭园灯照明电源,功率因数不低于0.9。
9.5.4照明控制
各办公、实验室照明灯根据建筑使用条件和天然采光状况采用分区、分组控制措施,对楼梯间等公共场所的照明采用双控开关。
9.6防雷与接地
(1)建筑物防雷
1)根据上海地区年平均雷暴日天数为49.9天,考虑到大楼的重要性按第二类防雷建筑保护设计。
2)屋面防雷由¢10热镀锌圆钢作为接闪器,引下线利用结构柱内主筋,(小于Φ16mm2最少四根,大于或等于Φ16mm2最少两根)绑扎或焊接在一起做为一组引下,利用基础桩基作为接地极,二类防雷保护的屋面避雷网格不大于10m×10m,引下线间距不大于18米,进出建筑物的各种金属管道及电气设备的接地装置均与防雷装置相连。
3)防侧击雷,首层起每三层利用作为防雷引下线的主筋与防雷装置的圈梁或楼板钢筋网做成均压环,并将外墙栏杆、门窗等较大金属物与防雷装置可靠连接;外挂石材的预埋件及龙骨的上下端均应与防雷引下线焊接。
均压环利用圈梁内两根Φ16以上主筋通长焊接、绑扎形成。
4)该项目电子信息系统雷电防护等级设定为B级,为防雷击电磁脉冲,对电子设备电源线路的浪涌保护按二级设计。
5)过电压保护:
在变配电室低压母线上装一级电涌保护器(SPD),二级配电箱内装二级电涌保护器,末端配电箱及弱电机房配电箱内装三级电涌保护器。
屋顶室外风机、室外照明配电箱内装二级电涌保护。
6)计算机电源系统、有线电视系统引入端、网络系统引入端、电信引入端设过电压保护装置。
(2)接地
电气保护接地形式采用TN-S系统。
接地利用建筑物的基础,采用总等电位联合接地的形式,建筑物的防雷接地、电气保护接地及弱电系统的接地、电子设备的直流接地、防静电接地均与该接地装置连接。
接地电阻要求不大于1.0欧姆。
所有平时不带电的电气设备外壳、电缆桥架、金属管道、构件、电源插座的接地孔均应与PE线可靠连接,一般电源插座均装有漏电保护装置,用电设备设置单相接地故障保护。
各试验室不同功能的接地系统设计采用等电位联结,其中电子设备的接地系统不能与其它接地系统混接,电子设备工作接地干线采用单独绝缘敷设,并使用绝缘屏蔽电缆,该接地的基准电位取自总等电位铜排,该主干线截面不小于95mm2,支干线截面不小于35mm2。
防静电接地系统主干线由防静电基准板上引出,该主干线截面不小于95mm2,并使用绝缘屏蔽电缆,在一个房间内设置闭合的接地铜排环,铜排截面不小于100mm2,防静电接地引出线就近从接地铜排连接,该连接线采用多股铜线,导线截面不小于2.5mm2,防静电接地系统各个连接部位之间的电阻值应小于1.0Ω。
9.7节约能源与技术进步
(1)变配电所设计接近用电负荷中心,缩短低压配电线路的长度,减少电压降,降低线路的损耗。
变压器选用更高效率低损耗的非晶合金干式变压器,变压器绕组采用D,yn11Δ接线,有利于变压器容量在三相不平衡负荷下得以充分利用,抑制3次谐波电流。
变压器采用风冷装置,通过温控器控制风机的开闭,使变压器得到一定的增容,变配电所低压配电系统采用电容无功补偿,提升输电效率,变压器能得到充分的利用,补偿后的功率因数不低于0.9。
变配电所设置电能监测来合理均衡使用电力能源。
(2)房间设计照度值及功率密度目标值均严格按照《建筑照明设计标准》的相关规定设置,根据不同的使用场所,选择合适的照明光源,相同种类的光源均选用光效高的灯具光源,设计的照明设备大部分选用高光效的日光灯和其它节能灯具,灯具的镇流器选用电子镇流器,镇流器功率因数均不低于0.9,对较大功率的金卤灯采用单只灯具补偿,补偿后功率因数均不低于0.9,荧光灯、气体放电灯灯具效率均应达到有关规范的要求。
照明灯具大部分采用单独控制,对部分公共部位的照明控制采用节能自熄开关。
(3)电缆采用YJV型交联铜芯电力电缆,该电缆相对于VV型电缆具有载流量大,损耗少特点,节约铜材、降低能耗。
9.8电气安全
(1)屋面防雷由¢10热镀锌圆钢作为接闪器,引下线利用结构柱内主筋,(小于Φ16mm2最少四根,大于或等于Φ16mm2最少两根)绑扎或焊接在一起做为一组引下,利用基础桩基作为接地极,二类防雷保护的屋面避雷网格不大于10m×10m,引下线间距不大于18米,进出建筑物的各种金属管道及电气设备的接地装置均与防雷装置相连。
防侧击雷,首层起每三层利用作为防雷引下线的主筋与防雷装置的圈梁或楼板钢筋网做成均压环,并将外墙栏杆、门窗等较大金属物与防雷装置可靠连接;玻璃幕墙或外挂石材的预埋件及龙骨的上下端均应与防雷引下线焊接。
均压环利用圈梁内两根Φ16以上主筋通长焊接、绑扎形成。
(2)所有插座回路均设漏电保护。
楼层内各试验室主要工艺设备用电为测量仪器仪表用电,没有较大设备的用电,这些工艺设备用电配置一些插座箱供其使用,插座箱均带防触电保护。
(3)接地利用建筑物的基础,采用总等电位联合接地的形式,建筑物的防雷接地、电气保护接地及弱电系统的接地、电子设备的直流接地、防静电接地均与该接地装置连接。
接地电阻要求不大于1.0欧姆。
各试验室不同功能的接地系统设计采用等电位联结,其中电子设备的接地系统不能与其它接地系统混接,电子设备工作接地干线采用单独绝缘敷设,并使用绝缘屏蔽电缆,该接地的基准电位取自总等电位铜排,该主干线截面不小于95mm2,支干线截面不小于35mm2。
(4)在变配电室低压母线上装一级电涌保护器(SPD),二级配电箱内装二级电涌保护器,末端配电箱及弱电机房配电箱内装三级电涌保护器。
屋顶室外风机、室外照明配电箱内装二级电涌保护。
计算机电源系统、有线电视系统引入端、网络系统引入端、电信引入端设过电压保护装置。
9.9设计图纸
详见电初-01~电初-08
9.10主要设备材料表
强电主要材料表
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
强电
1
高压配电柜
XGN15-12型
台
2
2
节能型干式变压器
SCB10-1000kVA
台
2
3
低压配电柜
GCS型
台
9
4
电容补偿柜
EDDB0.44-300-6
台
2
5
照明配电箱
PZ30
台
35
6
应急照明配电箱
非标
台
12
7
电力配电箱
非标
台
35
8
自动开关箱
PZ30
台
11
9
双电源自动切换箱
非标
台
16
10
用户配电箱
PZ30
台
30
11
插座电源箱
非标
台
40
10弱电工程
10.1设计依据
1.1闵行航天城八〇八所所建设项目工艺技术要求;
1.2本院各专业提供的设计资料;
1.3设计所采用的主要规范、标准
1.3.1《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-1998
1.3.2《建筑设计防火规范》GB50016-2006
1.3.3《智能建筑设计标准》GB/T50314-2006
1.3.4《综合布线系统工程设计规范》GB50311-2007
1.3.5《安全防范工程技术规范》GB50348-2004
1.3.6《入侵报警系统工程设计规范》GB50394-2007
1.3.7《视频安防监控系统工程设计规范》GB50395-2007
1.3.8《出入口控制系统工程设计规范》GB50396-2007
10.2设计范围
通信系统、广播系统、数据网络系统、火灾自动报警及消防联动系统、安保防范系统、综合布线系统、LED电子公告系统。
系统由各专业有资质公司深化设计。
10.3通信系统
在该楼的南楼设有网络通信机房,该综合楼每层均设置一间弱电间,安放通信配线设备及走线桥架的安装。
语音网布线采用相互隔离的桥架管线,满足国家保密局BMB5-2000标准的要求。
语音网非屏蔽布线,与各楼宇弱电间采用大对数电话电缆,至终端水平线缆采用超五类非屏蔽双绞线。
语音采用电缆连接,数据终端采用超五类屏蔽双绞线穿金属管暗敷,语音终端采用超五类非屏蔽双绞线穿金属管暗敷。
10.4广播系统
在科研综合楼的走廊、大厅等公用部位等处设置背景音响广播系统,并设置音控开关。
该广播系统与消防紧急广播同一系统,但在消防需要时能不受音控开关控制强切到消防紧急广播。
10.5数据网络系统
在该楼的南楼设有网络通信机房,每层均设置一间弱电间,安放网络等配线设备安放及走线桥架的安装。
涉密网和一般网络采用相互隔离的桥架管线,满足国家保密局BMB5-2000标准的要求,具体为:
涉密网弱电桥架管线与其他桥架管线(强电、弱电语音通信、安保、风管、水管)如果平行达30米以上,应与其保持0.45米以上的隔离距离;如果平行未达30米,必须间隔0.15米以上。
涉密网弱电桥架管线与其他桥架管线如果交叉,尽量满足0.15米以上间隔。
涉密网插座与其他插座的间隔必须大于0.15米。
该楼的网络与其它各栋楼宇弱电间之间采用室外6芯单模光纤,楼内至终端水平线缆采用六类屏蔽双绞线。
10.6火灾自动报警及消防联动控制系统
(1)根据《火灾自动报警系统设计规范》规定,火灾自动报警系统为二级保护对象设计。
(2)火灾自动报警及消防联动:
本工程一层设有的消防、安保监控中心,系统采用集中报警系统。
在各层设置楼层显示器,在公共部位、走廊设置手动报警按钮及警铃,设置感烟探测器;在防火卷帘门两侧设置感烟、感温探测器组及手动控制按钮;
(3)火灾自动报警与消防联动控制:
当探测器报警时,由主机自动开启警铃,开启排烟阀和正压送风阀,并打开相应的排烟机和正压送风机,切断非消防电源,防火卷帘门按程序自动控制下降,电梯迫降至底层,同时启动消防泵和喷淋泵,并由消防控制中心发出报警信号。
在消防控制室设手动、联动控制装置,在
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