國際會展中心工程設計論文

導語：國際會展中心工程設計論文一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：文中比較系統地介紹了深圳會展中心供電電源、10KV供配電系統、低壓配電及應急配電系統的設計思想及各系統的結線方案，并著重介紹了變配電自動化監控系統的結構形式及系統功能。

關鍵詞：供配電自備發電機組智能配電系統間隔層站級層監控中心

深圳國際會展中心位于深圳市中心區城市中軸線上，南鄰寬闊的濱河大道，北隔著名的深南大道與市民中心相望，位置顯要，交通便利，環境優美，與大中華、市民中心等代表性建筑一起形成了城市中軸線上南部的靚麗景觀，并將為深圳經濟的再次飛躍創造一個全新展示的機遇。

深圳國際會展中心作為深圳市的標志性工程之一，是經國際招標，專家評審，最終確定以德國GMP公司方案為實施方案、中國建筑東北設計研究院為中方合作設計單位，目前工程已經封頂，預計2004年10月高交會啟用。

深圳會展中心以展覽會議為主，兼顧與會議展覽有關的展示、演示、表演、集會等功能，是一座具有國際標準的大型展覽建筑。有會議廳、展覽廳、地下車庫及各類相關配套用房。其中展覽廳總容量為具備6000個國際標準展位，建筑面積為11萬多平方米；會議部分總容納人數為6400座席，建筑面積為2萬多平方米。本建筑方案的特點為大面積展廳分布于底層，會議中心集中于頂部的超大規模、超大空間的會展公共建筑。

本建筑由單層的展廳及中間的會議、小型展高層部分組成，單層展廳長540m，寬282m，分為不同的9個展區。展覽大廳均為無柱大空間、拱形屋頂，高度為12.5m至30m。地下布置停車場、設備機房、地下商場及車行隧道。地下為鋼筋混凝土結構，地上部分均為鋼結構。

1.工程特點

會展中心層數少，面積大，主體東西長540m，南北長280m，高60m。首層共有8個展廳，1個3000人的多功能廳，其中建筑面積為7500m2展廳5個，15,000m2展廳2個，26,000m2展廳1個，展廳高30m。

2．10KV供配電系統

會展中心用電報裝總容量為54120kVA，其中變壓器總裝機容量為44600kVA，10kV冷水機組7臺(每臺1360kVA)共9520kVA。按一級負荷供電，原設想采用六路10kV電源（引自不同區域變電站）同時供電，經與供電部門多次協商，最后供電部門由附近兩個110kV區域變電站分別提供四路（共8路）10kV電源同時供電。在建筑物內設有兩個（即1#和2#）中心變電站，各中心站下設兩個分變電所，即1#站下設3#、5#變電所，2#站下設4#、6#變電所，兩個中心站的高壓系統分別承擔各自區域內的全部用電負荷，其10KV供配電系統相似并相互獨立，現僅以1#站為例，見圖1。

四路10KV電源分別引自兩個區域變電站，同時工作，母線間設聯絡開關。正常情況下，DL1，DL2，DL3，DL4處于合閘位置，DL5，DL6，DL7，DL8斷開。當某一路停電時（如1#進線），DL1斷開，DL5自動投入，此時2#進線帶全區的1/2負荷，另兩路仍各帶1/4負荷，其他任一路停電時同理。為確保供電的可靠性及靈活性，母線間經過四個聯絡開關構成環形供電。

按當地電業部門要求，采用高壓綜合計量，每路電源單獨設計量柜。

采用110V直流操作系統。

所有高壓均采用放射式供電方式。

功率因數補償在低壓母線或在高壓設備端進行，以達到在高壓側不低于0.9。

3．低壓配電系統

每兩臺變壓器為一組,每一組之間的低壓側設手動聯絡開關,每臺變壓器所帶負荷基本上按區域劃分,即每個展廳(包括動力和照明)、制冷機房及其它輔助用房均分別設專用變壓器。

低壓配電系統主要有以下兩種結線形式，見圖2。

在圖二所示的低壓配電系統中，兩臺變壓器TM1、TM2分別由來自不同區域電站的高壓母線段供電，并由自備應急發電機組電源作為第三電源，運行方式為：

正常情況下，QF1、QF2、QF4、QF6、QF7處于合閘位置，QF3、QF5分閘，如在此期間確認發生火災，消防控制中心將通過消防聯動控制模塊切斷QF6、QF7，以確保消防負荷的供電。值得一提的是，部分消防負荷平時也在運行，如應急照明、消防電梯、平時兼通風用的排煙風機等，這些負荷均計入在總設備容量中。其他消防負荷平時不在運行，如各種消防水泵、正壓送風機、消防排煙風機等均不計入在總設備容量中，在設計時必須要考慮火災時，切除部分非消防負荷，以保證變壓器容量可滿足消防負荷容量的要求。

當一路電源故障(如變壓器檢修)時，斷開該路電源QF1（或QF2），并切斷一些非重要負荷后，合QF3，如在此期間確認發生火災，同上經控制模塊切斷QF6、QF7。

當兩路市電均停電或故障時，斷開兩路電源QF1、QF2，待自備應急發電機組起動完畢后，ATS自動分QF4，合QF5，由自備應急電源向消防及重要負荷供電，如在此期間確認發生火災，同上經控制模塊切斷QF6、QF7。

圖2中，QF1、QF2與QF3之間采用三鎖兩鑰機械聯鎖輔以電氣聯鎖，以防止三個斷路器同時合閘。QF4與QF5之間具有雙電源自動切換功能，并設機械電氣聯鎖。

4．應急發電系統

為保證當市政兩路獨立電源全部停電時，仍能確保必要的消防負荷用電，設置了4臺柴油發電機組，每臺1400KW，考慮到供電半徑要求，與高壓供電范圍一致，分兩處設置（1#、2#發電機房）。每處為兩臺機組并車運行，發電機組的起動信號均取自該區域每路高壓電源的電壓互感器側，以1#發電機房為例，只有當1#、2#或3#、4#兩路電源都斷電時才自動控制兩臺機組順序啟動，由市電供電轉為發電機組并車供電。若總負荷小于峰值設定值（用戶可設定）下限，則有一臺機組自動解列、空轉然后停機；若總負荷大于峰值設定值的上限，則停歇機組將自動起動，兩臺機組并聯，并自動分擔負荷。各低壓應急配電系統中均裝有ATS裝置，具有自動轉換和機械聯鎖功能，能保證末端切換裝置都處于熱備用，同時也能確保機組與市電不能并網運行。

關于自備發電機組容量如何按穩定負荷計算問題，筆者就此機會談點個人看法，《民用建筑電氣設計規范(JGJ/T16-92)(以下簡稱《規范》)6.1.2.3條要求，“……可根據一級負荷、消防負荷以及某些重要的二級負荷容量，按下述方法計算選擇其最大者：（1）按穩定負荷計算發電機容量。（2）按最大的單臺電動機或成組電動機起動的需要計算發電機容量。（3）按起動電動機時母線容許電壓降計算發電機容量。”《全國民用建筑工程設計技術措施-電氣》(以下簡稱《技術措施》)2.6.2條要求,“……1.自備柴油發電機組的總容量應大于特別重要負荷和一級負荷的總容量，例如：消防水泵、排煙風機、正壓送風機、消防電梯、應急照明、消防中心控制室、電話機房、保安監控中心、計算機房等負荷的總容量。”《規范》6.1.2.3條文（1）中，沒有明確規定如何計算發電機組總容量，《技術措施》2.6.2條文（1）中，卻明確規定了如何計算發電機組總容量，筆者認為當滿足《規范》6.1.2.3條（2）、（3）要求時，按穩定負荷如何計算發電機組容量，應視工程特點確定，不應一概而論，如建筑群、占地面積較大且防火分區較多的建筑物，某處發生火災時,并非所有消防設備都投入使用,如將所有消防設備統統計入，顯然會使發電機組容量過大，使其初投資及運行費用大大增加。根據本工程的特點，筆者將各種消防水泵、應急照明、消防控制中心、電話機房、保安監控中心等負荷定為固定負荷，必須直接計入總量中，而排煙風機、正壓送風機、消防電梯等負荷按一處著火點外加相鄰區域考慮，從中取最大值，然后與上述固定負荷相加，這樣計算的結果，比消防設備總量少得多。

5．智能配電系統

1）．變配電所分布概況

本工程共六個變電所，各變電所的布置按低壓供電半徑、防火分區和深入負荷中心的原則考慮，其供電范圍、變壓器臺數及其它主要配電設備數量見表1。

2)．系統結構

本工程采用變配電自動化監控系統對配電系統進行監控，實現包括10KV及380/220V系統、變壓器、發電機、直流屏等設備的遙信、遙測、遙控、管理等功能。

本系統采用的是成熟先進的全分布、開放式結構設計，按間隔劃分、單元化設計、分布式處理。從結構上可分為三個層次：間隔層、站級層和監控中心，見圖3。

間隔層：

間隔層負責與開關、保護裝置、變壓器、直流屏、發電機等一次設備直接聯系，實現模擬信息、數字信息、電能量信息的采集、傳輸及控制等。間隔層一次設備經總線型通訊鏈路與站級層通訊，一次設備與監控中心通訊方式如下：

—經10KV真空開關柜上的微機型繼電保護裝置通訊接口獲得測量量和開關量，并采集保護裝置故障報警接點信號；

—經10KV冷水機組起動柜上的微機型繼電保護裝置通訊接口獲得測量量和開關量，并采集保護裝置故障報警接點信號；

—10KV負荷開關柜的狀態量由遙信采集裝置完成；

—經低壓電容柜無功補償控制器的通訊接口獲得電容柜的運行參數和其他相關信息，控制器故障報警信息由遙信采集裝置完成；

—經變壓器溫控溫顯裝置的通訊接口獲得變壓器實時溫度和告警信號；

—經直流屏自配的監控管理裝置的通訊接口對直流系統實施監測；

—經發電機自配的監控管理裝置的通訊接口對發電機實施監控；

對于380/220V低壓回路需配置智能電子儀表，經該儀表對低壓回路實施監控。智能電子儀表選擇可靠性高的監控一體化裝置，一個智能電子儀表對應一個低壓回路，實現單元化配置。儀表均安裝在低壓配電柜上。

站級層：

站級層主控單元采用工業級、高可靠、功能強的MCU，實現數據采集、處理、通訊控制等功能。每個變電所或相鄰兩個變電所設置一臺MCU，每臺MCU的2個網絡接口經以太網光纖收發器、光纜構成一主、一備兩個通訊通道，分別連接到監控中心的兩臺以太網交換機,構成雙以太網網絡結構。本工程MCU是系統的核心設備之一，其可靠性和功能的完備性極其重要。

監控中心：

監控中心為整個會展中心電氣設備的監視、測量、控制、管理中心。監控中心設在1#變電所值班室內，監控中心由冗余配置的雙機計算機監控系統，包括兩臺服務器、兩臺以太網交換機、一臺操作員工作站、一臺工程師站、一臺打印服務器、一臺打印機。兩臺服務器以主備方式同時工作，從站級層傳送的數據，兩臺服務器同時接收，并以同樣的軟件處理；從操作員發出的控制命令，兩臺服務器同時接收，但只有主服務器能夠發出控制輸出命令，故障時，主備機之間通過軟件自動進行切換。

服務器：是整個監控中心系統核心，擔負著監控系統的主要任務，它將采集來的數據進行各種處理，建立相應的實時數據庫和歷史數據庫，經網絡響應各工作站的各種服務請求，并接收和響應操作員工作站的各類操作命令，兩臺服務器以互為熱備用的方式運行，并同各種智能裝置進行數據通訊。同時也把遙測、遙信等實時數據信息送往BA系統進行監視。

操作員工作站：是監控中心系統的人機界面。接收來自服務器的數據，由運行管理人員進行變電所運行工況的監視和控制。主要完成實時運行狀態顯示，監控系統的運行狀態和報警，報表編輯和打印，畫面、數據庫等的編輯和修改。操作員工作站通過兩個以太網口、以太網光纖收發器、光纜分別與監控中心的兩臺以太網交換機連接。

工程師站：作為系統的運行、維護及調試用。

監控中心設備需配置可靠的不間斷電源。

3》．系統功能

（1）數據采集及處理功能

按間隔層單元配置測控終端，完成開關量、模擬量、脈沖量等信息的采集及處理，并將處理后的信息上傳。

(2)控制操作功能

控制各間隔的斷路器的分閘／合閘操作。控制操作可由監控中心工作站實現，也可在各間隔層測控終端通過手動操作完成。

(3)防誤操作閉鎖控制功能

具有嚴格的微機防誤操作功能，可經鍵盤和鼠標執行對變電站內斷路器進行控制，執行線路停、送電的順序操作，監控系統的控制操作具有操作權限等級管理功能，只有當具有遙控操作權限的運行人員在輸入正確的操作和監護口令后，才有權進行操作控制。操作步驟按“選擇-校核-執行-撤銷”方式進行。每一步都有嚴格的軟件校核、檢錯和閉鎖邏輯功能。

(4)報警及事件記錄功能

將遙測越限、正常遙信變位、事故變位、SOE、保護信息、遙控記錄、操作記錄等信息集中統一管理，分類記錄并處理。

(5)歷史記錄功能

負責定期地將處理后的數據保留入歷史庫，以供趨勢分析、統計計算之用。

(6)顯示打印功能

支持多窗口、分層顯示各種接線圖、系統圖、曲線、潮流圖、事件列表、保護信息、報表、三維棒圖等。可人工、自動或定時打印各種報表、曲線、事件等。

(7)操作票系統功能

能生成、預演、執行、管理及打印操作票。

(8)保護設備管理功能

保護設備庫管理、定值召喚及設置、保護信息的處理等。

6．結束語

上述為深圳會展中心供配電及電力監控系統設計的簡要介紹，該工程現正在施工中，預計在2005年底完工。