深圳国际会展中心工程概况

1深圳国际会展中心工程概况摘要：文中比较系统地介绍了深圳会展中心供电电源、10KV供配电系统、低压配电及应急配电系统的设计思想及各系统的结线方案，并着重介绍了变配电自动化监控系统的结构形式及系统功能。关键词：供配电自备发电机组智能配电系统间隔层站级层监控中心深圳国际会展中心位于深圳市中心区城市中轴线上，南邻宽阔的滨河大道，北隔著名的深南大道与市民中心相望，位置显要，交通便利，环境优美，与大中华、市民中心等代表性建筑一起形成了城市中轴线上南部的靓丽景观，并将为深圳经济的再次飞跃创造一个全新展示的机遇。深圳国际会展中心作为深圳市的标志性工程之一，是经国际招标，专家评审，最终确定以德国GMP公司方案为实施方案、中国建筑东北设计研究院为中方合作设计单位，目前工程已经封顶，预计2004年10月高交会启用。深圳会展中心以展览会议为主，兼顾与会议展览有关的展示、演示、表演、集会等功能，是一座具有国际标准的大型展览建筑。有会议厅、展览厅、地下车库及各类相关配套2用房。其中展览厅总容量为具备6000个国际标准展位，建筑面积为11万多平方米；会议部分总容纳人数为6400座席，建筑面积为2万多平方米。本建筑方案的特点为大面积展厅分布于底层，会议中心集中于顶部的超大规模、超大空间的会展公共建筑。本建筑由单层的展厅及中间的会议、小型展高层部分组成，单层展厅长540m，宽282m，分为不同的9个展区。展览大厅均为无柱大空间、拱形屋顶，高度为12.5m至30m。地下布置停车场、设备机房、地下商场及车行隧道。地下为钢筋混凝土结构，地上部分均为钢结构。1.工程特点会展中心层数少，面积大，主体东西长540m，南北长280m，高60m。首层共有8个展厅，1个3000人的多功能厅，其中建筑面积为7500m2展厅5个，15,000m2展厅2个，26,000m2展厅1个，展厅高30m。32．10KV供配电系统会展中心用电报装总容量为54120kVA，其中变压器总装机容量为44600kVA，10kV冷水机组7台(每台1360kVA)共9520kVA。按一级负荷供电，原设想采用六路10kV电源（引自不同区域变电站）同时供电，经与供电部门多次协商，最后供电部门由附近两个110kV区域变电站分别提供四路（共8路）10kV电源同时供电。在建筑物内设有两个（即1#和2#）中心变电站，各中心站下设两个分变电所，即1#站下设3#、5#变电所，2#站下设4#、6#变电所，两个中心站的高压系统分别承担各自区域内的全部用电负荷，其10KV供配电系统相似并相互独立，现仅以1#站为例，见图1。四路10KV电源分别引自两个区域变电站，同时工作，母线间设联络开关。正常情况下，DL1，DL2，DL3，DL4处于合闸位置，DL5，DL6，DL7，DL8断开。当某一路停电时（如1#进线），DL1断开，DL5自动投入，此时2#进线带全区的1/2负荷，另两路仍各带1/4负荷，其他任一路停电时同理。为确保供电的可靠性及灵活性，母线间经过四个联络开关构成环形供电。4按当地电业部门要求，采用高压综合计量，每路电源单独设计量柜。采用110V直流操作系统。所有高压均采用放射式供电方式。功率因数补偿在低压母线或在高压设备端进行，以达到在高压侧不低于0.9。3．低压配电系统每两台变压器为一组,每一组之间的低压侧设手动联络开关,每台变压器所带负荷基本上按区域划分,即每个展厅(包括动力和照明)、制冷机房及其它辅助用房均分别设专用变压器。低压配电系统主要有以下两种结线形式，见图2。在图二所示的低压配电系统中，两台变压器TM1、TM2分5别由来自不同区域电站的高压母线段供电，并由自备应急发电机组电源作为第三电源，运行方式为：正常情况下，QF1、QF2、QF4、QF6、QF7处于合闸位置，QF3、QF5分闸，如在此期间确认发生火灾，消防控制中心将通过消防联动控制模块切断QF6、QF7，以确保消防负荷的供电。值得一提的是，部分消防负荷平时也在运行，如应急照明、消防电梯、平时兼通风用的排烟风机等，这些负荷均计入在总设备容量中。其他消防负荷平时不在运行，如各种消防水泵、正压送风机、消防排烟风机等均不计入在总设备容量中，在设计时必须要考虑火灾时，切除部分非消防负荷，以保证变压器容量可满足消防负荷容量的要求。当一路电源故障(如变压器检修)时，断开该路电源QF1（或QF2），并切断一些非重要负荷后，合QF3，如在此期间确认发生火灾，同上经控制模块切断QF6、QF7。当两路市电均停电或故障时，断开两路电源QF1、QF2，待自备应急发电机组起动完毕后，ATS自动分QF4，合QF5，由自备应急电源向消防及重要负荷供电，如在此期间确认发生火灾，同上经控制模块切断QF6、QF7。6图2中，QF1、QF2与QF3之间采用三锁两钥机械联锁辅以电气联锁，以防止三个断路器同时合闸。QF4与QF5之间具有双电源自动切换功能，并设机械电气联锁。4．应急发电系统为保证当市政两路独立电源全部停电时，仍能确保必要的消防负荷用电，设置了4台柴油发电机组，每台1400KW，考虑到供电半径要求，与高压供电范围一致，分两处设置（1#、2#发电机房）。每处为两台机组并车运行，发电机组的起动信号均取自该区域每路高压电源的电压互感器侧，以1#发电机房为例，只有当1#、2#或3#、4#两路电源都断电时才自动控制两台机组顺序启动，由市电供电转为发电机组并车供电。若总负荷小于峰值设定值（用户可设定）下限，则有一台机组自动解列、空转然后停机；若总负荷大于峰值设定值的上限，则停歇机组将自动起动，两台机组并联，并自动分担负荷。各低压应急配电系统中均装有ATS装置，具有自动转换和机械联锁功能，能保证末端切换装置都处于热备用，同时也能确保机组与市电不能并网运行。7关于自备发电机组容量如何按稳定负荷计算问题，笔者就此机会谈点个人看法，《民用建筑电气设计规范(JGJ/T16-92)(以下简称《规范》)6.1.2.3条要求，“……可根据一级负荷、消防负荷以及某些重要的二级负荷容量，按下述方法计算选择其最大者：（1）按稳定负荷计算发电机容量。（2）按最大的单台电动机或成组电动机起动的需要计算发电机容量。（3）按起动电动机时母线容许电压降计算发电机容量。”《全国民用建筑工程设计技术措施-电气》(以下简称《技术措施》)2.6.2条要求,“……1.自备柴油发电机组的总容量应大于特别重要负荷和一级负荷的总容量，例如：消防水泵、排烟风机、正压送风机、消防电梯、应急照明、消防中心控制室、电话机房、保安监控中心、计算机房等负荷的总容量。”《规范》6.1.2.3条文（1）中，没有明确规定如何计算发电机组总容量，《技术措施》2.6.2条文（1）中，却明确规定了如何计算发电机组总容量，笔者认为当满足《规范》6.1.2.3条（2）、（3）要求时，按稳定负荷如何计算发电机组容量，应视工程特点确定，不应一概而论，如建筑群、占地面积较大且防火分区较多的建筑物，某处发生火灾时,并非所有消防设备都投入使用,如将所有消防设备统统计入，显然会使发电机组容量过大，使其初投资及运行费用大大增加。根据本工程的特点，笔者将各种消防水泵、应急照明、消防控制中心、电话机房、保安监控中心等负荷定为固定负荷，8必须直接计入总量中，而排烟风机、正压送风机、消防电梯等负荷按一处着火点外加相邻区域考虑，从中取最大值，然后与上述固定负荷相加，这样计算的结果，比消防设备总量少得多。5．智能配电系统1）．变配电所分布概况本工程共六个变电所，各变电所的布置按低压供电半径、防火分区和深入负荷中心的原则考虑，其供电范围、变压器台数及其它主要配电设备数量见表1。2)．系统结构本工程采用变配电自动化监控系统对配电系统进行监控，实现包括10KV及380/220V系统、变压器、发电机、直流屏等设备的遥信、遥测、遥控、管理等功能。本系统采用的是成熟先进的全分布、开放式结构设计，按间隔划分、单元化设计、分布式处理。从结构上可分为三个层次：间隔层、站级层和监控中心，见图3。9间隔层：间隔层负责与开关、保护装置、变压器、直流屏、发电机等一次设备直接联系，实现模拟信息、数字信息、电能量信息的采集、传输及控制等。间隔层一次设备经总线型通讯链路与站级层通讯，一次设备与监控中心通讯方式如下：—经10KV真空开关柜上的微机型继电保护装置通讯接口获得测量量和开关量，并采集保护装置故障报警接点信号；—经10KV冷水机组起动柜上的微机型继电保护装置通讯接口获得测量量和开关量，并采集保护装置故障报警接点信号；—10KV负荷开关柜的状态量由遥信采集装置完成；—经低压电容柜无功补偿控制器的通讯接口获得电容柜的运行参数和其他相关信息，控制器故障报警信息由遥信采集装置完成；—经变压器温控温显装置的通讯接口获得变压器实时温10度和告警信号；—经直流屏自配的监控管理装置的通讯接口对直流系统实施监测；—经发电机自配的监控管理装置的通讯接口对发电机实施监控；对于380/220V低压回路需配置智能电子仪表，经该仪表对低压回路实施监控。智能电子仪表选择可靠性高的监控一体化装置，一个智能电子仪表对应一个低压回路，实现单元化配置。仪表均安装在低压配电柜上。站级层：站级层主控单元采用工业级、高可靠、功能强的MCU，实现数据采集、处理、通讯控制等功能。每个变电所或相邻两个变电所设置一台MCU，每台MCU的2个网络接口经以太网光纤收发器、光缆构成一主、一备两个通讯通道，分别连接到监控中心的两台以太网交换机,构成双以太网网络结构。本工程MCU是系统的核心设备之一，其可靠性和功能的完备性极其重要。11监控中心：监控中心为整个会展中心电气设备的监视、测量、控制、管理中心。监控中心设在1#变电所值班室内，监控中心由冗余配置的双机计算机监控系统，包括两台服务器、两台以太网交换机、一台操作员工作站、一台工程师站、一台打印服务器、一台打印机。两台服务器以主备方式同时工作，从站级层传送的数据，两台服务器同时接收，并以同样的软件处理；从操作员发出的控制命令，两台服务器同时接收，但只有主服务器能够发出控制输出命令，故障时，主备机之间通过软件自动进行切换。服务器：是整个监控中心系统核心，担负着监控系统的主要任务，它将采集来的数据进行各种处理，建立相应的实时数据库和历史数据库，经网络响应各工作站的各种服务请求，并接收和响应操作员工作站的各类操作命令，两台服务器以互为热备用的方式运行，并同各种智能装置进行数据通讯。同时也把遥测、遥信等实时数据信息送往BA系统进行监视。操作员工作站：是监控中心系统的人机界面。接收来自12服务器的数据，由运行管理人员进行变电所运行工况的监视和控制。主要完成实时运行状态显示，监控系统的运行状态和报警，报表编辑和打印，画面、数据库等的编辑和修改。操作员工作站通过两个以太网口、以太网光纤收发器、光缆分别与监控中心的两台以太网交换机连接。工程师站：作为系统的运行、维护及调试用。监控中心设备需配置可靠的不间断电源。3》．系统功能（1）数据采集及处理功能按间隔层单元配置测控终端，完成开关量、模拟量、脉冲量等信息的采集及处理，并将处理后的信息上传。(2)控制操作功能控制各间隔的断路器的分闸／合闸操作。控制操作可由监控中心工作站实现，也可在各间隔层测控终端通过手动操作完成。13(3)防误操作闭锁控制功能具有严格的微机防误操作功能，可经键盘和鼠标执行对变电站内断路器进行控制，执行线路停、送电的顺序操作，监控系统的控制操作具有操作权限等级管理功能，只有当具有遥控操作权限的运行人员在输入正确的操作和监护口令后，才有权进行操作控制。操作步骤按“选择-校核-执行-撤销”方式进行。每一步都有严格的软件校核、检错和闭锁逻辑功能。(4)报警及事件记录功能将遥测越限、正常遥信变位、事故变位、SOE、保护信息、遥控记录、操作记录等信息集中统一管理，分类记录并处理。(5)历史记录功能负责定期地将处理后的数据保留入历史库，以供趋势分析、统计计算之用。(6)显示打印功能14支持多窗口、分层显示各种接线图、系统图、曲线、潮流图、事件列表、保护信息、报表、三维棒图