工业园区的电气设计范文

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《智能建筑电气技术杂志》2014年第二期

1某高新工业园区的电气设计

1.1工程背景及概况本工程为某机电产业园项目，位于武汉国家自主创新示范区东湖新技术开发区光谷大道，一期主要建筑物包括厂房（2层）一座，办公楼（6层）一座，综合楼（包括宿舍和食堂）一座，总面积约36800m2。主要生产机电等高新技术产品，为武汉东湖高新区重点开发项目。设计范围主要有变配电、电力、照明、防雷与接地和各弱电系统（本文略）。

1.2供配电设计1）负荷等级：本工程中的办公楼、综合楼均为多层建筑物。办公楼主要通道、综合楼重要厅堂照明用电及厂房消防设备用电为二级负荷。其他设备用电为三级负荷。2）供电电源及电压：根据本工程电力负荷情况及所处位置，每处电气室变压器供电电源由园区开关站20kV专线作为工作电源。供电线路采用ZRYJV2224kV铠装交联聚乙烯绝缘电缆，电缆沟敷设。3）应急备用电源：为保证消防及重要负荷用电的可靠性，本工程采用两路电源末端互切的方式给消防及重要负荷供电。同时消防控制室、电话总机室、安保系统及综合布线系统等另设不间断电源（UPS）作为备用电源。4）供电系统：变压器的变配电所380／220V低压主母线，放射式供电；重要二级负荷由临近变压器引来第二回路电源，并末端切换。5）产业园20kV开闭所及负荷无功补偿根据负荷计算设置，补偿后功率因数不小于092。20／04kV电气室4处：其中办公楼地下电气室设一台800kVA干式变压器，供办公楼用电；综合楼地下电气室设一台800kVA干式变压器，供食堂、宿舍用电；自动化公司厂房电气室设1250kVA干式变压器一台，供厂房及车间办公楼用电：同时根据科学实验要求，设置一台400kVA的实验变压器，一次电源引自厂房变压器，供自动化实验室用电。本工程一期变压器总装机容量为2850kVA。6）继电保护与电能计量（1）20kV进线采用延时过电流、延时速断保护。（2）20／04kV变压器采用延时过电流、速断保护。（3）母线分段断路器采用过电流速断保护。（4）20kV母线设单相接地保护。（5）20kV电源进线端均设高压计量柜，分别设有独立的电流互感器和电压互感器，分别装设有功、无功电度表。低压配电柜各照明、动力回路均装设有功电度分表。

1.3电力设计1）低压配电系统：低压配电系统配电电压为380／220V，其配电干线系统为放射式与树干式相结合，从变配电所至所有建筑物或楼层对不同性质的用电负荷，分别由工作母线段配出电缆干线输送电力到配电设备，再二次分配到各用电设备。对于消防及重要负荷采用专用双回路配电线路供电，并在其用电末端自动切换。低压配电干线采用中性点接地的380／220V三相五线制。2）设备选型：本工程高低压变配电设备，根据本工程的负荷性质和地下室设备用房的工作条件，选用技术先进、性能稳定、结构合理、使用方便、安全可靠的变配电设备。变压器选用SCB10节能型干式电力变压器；低压开关柜选用GCK型组合抽屉式低压开关柜；配电箱选用PZ30，PXL型。3）配电线路：室外电力配电干线采用YJV06／1kV电力电缆沿电缆沟或穿管埋地暗敷。办公楼电力配电干线采用YJV06／1kV电力电缆沿金属桥架水平敷设至竖井，在竖井内沿金属桥架敷设至各层，各层配电干线水平走向，有吊顶处采用金属桥架或穿金属管在吊顶内敷设，无吊顶处采用穿金属管在楼板内敷设。综合楼（宿舍部分）电力配电干线采用YJV06／1kV电力电缆，由电气室引至三层配电箱，再二次分配至各电表箱，各层配电支干线水平走向，有吊顶处采用金属桥架或穿金属管在吊顶内敷设，无吊顶处采用穿金属管在墙及楼板内暗敷。综合楼（食堂部分）电力配电干线采用YJV06／1kV电力电缆，由电气室引至下层总配电箱，再二次分配至各照明配电箱及动力配电箱，配电支干线采用金属管沿墙或埋地暗敷设。所有电力支线采用BV045／075kV型导线穿金属管敷设。所有消防电力配电线路采用低烟无卤阻燃耐火电缆或电线穿金属管或金属桥架上涂防火涂料保护。4）设备安装：开关、插座等采取沿墙暗装方式，各层配电箱在电缆竖井内或配电房内采用落地或挂墙明装。5）接地和接零：变压器中性点直接接地，其工作接地、电话总机、计算机等系统接地与防雷接地共用接地装置，形成综合接地装置。接地型式采用TNS系统，其接地电阻小于1Ω。

1.4照明设计1）照明电源电压为380／220V，配电干线系统采用树干式或放射式相接合的方式对各照明配电箱进行供电。2）照度标准办公室照度：300lx；设备用房等照度：100～200lx；楼梯间及主要通道照度：30～50lx；食堂照度：100～150lx；宿舍照度：100lx；厂房照度：300lx。3）照明光源和灯具安装方式照明光源采用节能型，灯具型式和安装方式拟定如下：厂房：高显色性金卤灯吊装；办公室：格栅荧光灯嵌入式安装；宿舍：荧光灯吸顶安装；走道：圆、方形荧光灯吸顶安装；卫生间：圆形荧光灯吸顶安装。4）应急照明：在变配电所、消防控制室、消防泵房、电话总机室、安保室等设应急备用照明供事故情况下继续工作使用。在办公楼疏散走道等处设应急疏散照明，在室内通道、公共出口处设疏散指示标志。应急照明灯具在正常情况下由两路电源末端互投供电，火灾事故情况下由灯具内蓄电池供电，蓄电池供电时间不小于30min。5）重点建筑设置泛光照明及节日照明。

1.5建筑物防雷保护1）本工程系多层建筑，根据相关计算确定三类防雷建筑物，按三类防雷等级采取防雷保护措施。2）本工程采用防直击雷保护措施，在屋顶设置避雷网，其网格不大于20m×20m，突出屋面的物体采用环状避雷带保护（厂房利用金属彩板做接闪器）。利用建筑物柱内钢筋作防雷引下线（厂房利用钢柱），其间距不大于25m。利用建筑物钢筋混凝土桩基、整板作为接地装置。3）本工程为防止雷电波的侵入，进入建筑物的各种线路及金属管道采用全线埋地引入，并在入户端将电缆的金属外皮、钢管及金属管道与接地装置连接。本工程建筑物设置总等电位联结，变配电室、弱电设备房、卫生间设置局部等电位联结。计算机电源系统、电信引入端设过电压保护装置。采用联合接地方式，接地电阻不大于1Ω。36弱电系统工业园区建筑弱电部分种类较多，包括电视、电话、网络、周界监控防盗、信息、停车场管理、火灾报警等，系统较为简单，原理与民用建筑设计相同，设计量不大。电话网络及消防按各功能单体及规范要求设置，因此本文对园区工业建筑的弱电设计不作深入探讨。

2电气设计中需要关注的特点

2.1供电系统本项目由于位于中国光谷国家自主创新示范区内，根据区内用电负荷迅速增加的实情，国家电网公司将20kV电压等级纳入了本区域电网系统输配电序列，能满足多回路、高可靠性的要求，具有减少电能损耗的优点。以采用相同导线输送相同功率电能为例，20kV线路可降低损耗75％。本项目在立项之际经过技术经济论证决定采用区域内20kV供电系统，经过后期投入运行实测，节能效果较好。目前光谷片区多采用20kV供电系统。

2.2照明在园区建筑应急照明设计中，需要着重考虑疏散照明、安全照明、备用照明。疏散照明根据《建筑设计防火规范》（GB500162006）第113节要求设置。用于确保正常活动继续进行的备用照明，设计师可根据生产要求预留回路，按照后期需要与否来安装。疏散照明是涉及到发生火灾后人员逃生的重要设施，一般根据生产工厂的规模来确定内部生产通道是否设置此类照明，用于人员疏散的安全通道需要设置疏散照明，以避免内部工艺设备造成的人员危险。其他各单体建筑疏散走道及安全出口根据规范设置疏散指示灯和安全出口灯。

2.3动力园区工厂动力设备的设计多数情况下仅根据设备专业提资考虑容量预留和电源到现场配电箱。在厂房功能不确定或设备专业未订货时，电气专业确定的负荷用量都不会很准确，尤其涉及到空调负荷的厂房在设计前后容量出入很大，这需要设计时结合厂房的用途多咨询、征求各相关方的意见和要求，从而相对准确地确定负荷。园区工厂动力线路可以采用直接埋地、电缆沟和桥架的敷设方式。车间内吊车安全滑触线及干线桥架的安装要根据吊车运行空间和高度来确定安装位置和高度。

2.4配电系统配电系统中的负荷计算和开关设备选择按照《工业与民用配电设计手册》（第3版）的相关章节要求设计。当车间厂房照明经常使用高压气体放电灯时，注意整定照明用微断过载电流需承受启动阶段的近2倍额定电流的启动电流。当配电负荷为电动机时要考虑断路器能承受电动机短时的启动电流。微断的分断能力不满足短路分断能力要求。一般全压启动电动机容量不大于变压器容量的30％为宜。

2.5防雷接地目前，园区工厂多为钢结构厂房，屋面采用彩钢板或其他形式的钢板，若金属板下无易燃物，厚度不小于05mm，屋面金属板可作为接闪器，其他突出屋面的设备必须与接闪器可靠联结。钢结构厂房柱子如果为钢柱，可以直接利用它作防雷引下线，同时注意引下线上下均应与整个避雷系统设施可靠连接。本工程利用基础内钢筋网作接地体，接地体的基础内钢筋网必须在室外地面以下距地面不小于05m处，钢筋规格是通过规范中的计算公式对钢筋表面积总和进行换算得到的，以期满足要求。

3结束语

工业园区电气设计的关键是要抓住其特点，了解园区工厂工艺上的要求，把握与一般民用建筑的不同之处，按照相关规范进行科学合理的设计。以上是笔者对于工业园区建筑电气设计的个人观点，开始设计之前，曾参观了武汉市多个工业园区项目，收集多方资料，精心设计，本项目获得2012年湖北省工程设计三等奖。

作者：叶静陈飞单位：中冶南方工程技术有限公司中冶南方武汉建筑设计有限公司