昆山市文化艺术中心电气设计
设计单位：中国建筑设计院有限公司
项目采用的电气系统
电气系统的突出创新点
1、20kV/0.4kV 变配电系统
一级负荷包括消防系统（含消防控制室内的火灾自动报警及控制设备、消防泵、排烟风机、加压送风机、消防补风机等）、安防监控系统、应急及疏散照明指示、通讯、剧场调光用计算机系统用电、舞台照明、贵宾室、演员化妆室、舞台机械设备、电声设备、电视转播用电等用电负荷。一级负荷中的消防系统（含消防控制室内的火灾自动报警及控制设备、消防泵、排烟风机、加压送风机、消防补风机等）、安防监控系统、应急及疏散照明指示、通讯、计算机机房、剧场调光用计算机系统用电等用电负荷为特别重要负荷。；二级负荷包括客梯、生活泵、污水泵、剧场观众厅照明、空调机房的电力和照明、电影院照明、放映用电等用电负荷；三级负荷包括其他电力负荷及一般照明。
本工程从市政两个35kV 以上变电站分别引来一路20kV 专线电源作供电电源，两路电源分别引自不会同时损坏的两个上级电源，每路均能承担本工程全部负荷，两路20kV 电源同时工作，互为备用，电缆埋地引入设在地下一层的高压电缆分界室。
本工程选用1 台应急柴油发电机组作为第三路电源，主用功率为2 250kW。消防时，柴油发电机组满足全部消防负荷的需要，平时停电时，需根据容量手动投入所需负荷。当发生20 kV 市电停电、缺相、电压或频率超出范围、同一组变压器的两台变压器同时故障等情况时，从变压器主出线开关处拾取柴油发电机的延时启动信号，送至柴油发电机房，信号延时0~10s（可调）后柴油发电机组自动启动，并在30s 内达到额定转速、电压、频率后，投入额定负载运行。此时，若发生火灾，应切断应急母线段上的非保证负荷。当市电恢复30~60s（可调）后，市电供电自动启用，柴油发电机组经冷却延时后自动停机。
高压供电系统为单母线分段运行方式，中间设联络开关，平时两路电源同时分列运行，互为热备用，当一路电源故障时，通过手/ 自动操作联络开关断开非保证二级以上负荷。高压主进开关与联络开关之间设电气联锁，任何情况下只能合其中的两个开关。另一路电源可承担100% 的负荷。低压供电系统为单母线分段运行方式，联络开关设自投自复/ 自投不自复/ 手动转换开关，自投时有一定的可调延时，且应自动断开非保证负荷的二级以上负荷。低压主进开关与联络开关之间设电气联锁，任何情况下只能合其中的两个开关，以保证另一台变压器承担100% 的负荷。
本工程在影院地下一层设一座总变配电室。预留二期文化活动中心、展示中心的两台高压柜，值班室内设模拟显示屏。在剧场设置分配电室供剧场负荷。本工程变压器装机容量为16 700kVA（含预留的2 000kVA），分项设备容量为：影院1#、2# 变压器：Pe=3 534kW（不含消防设备）、Pj=2 991kW、Qj=1 014kVar、Sj=3 245kVA。选用两台2 000kVA 户内型干式变压器，接线为D,yn11，Uk=6%，负荷率约为81%。大剧院3#、4# 舞台照明专用变压器：Pe=1 804kW（不含消防设备）、Pj=1 622kW、Qj=2 57kW、Sj=1 647kVA。选用两台1 600kVA 户内型干式变压器，接线为D,yn11，Uk=6%，负荷率约为53%。大剧院5#、6# 舞台机械专用变压器：Pe=2 144kW（不含消防设备）、Pj=1 274kW、Qj=200kW、Sj=1 289 kVA。选用两台1 250kVA 户内型干式变压器，接线为D,yn11，Uk=6 %，负荷率约为52%。大剧院7#、8# 变压器：Pe=4 105kW（不含消防设备）、Pj=3 272kW、 Qj=898kW、Sj=3 402kVA。选用两台2 500kVA 户内型干式变压器，接线为D,Yn11，Uk=6%。负荷率约为68%。消防专用设备779kW。
采用综合继保实现三相定时限过流保护、电流速断保护及零序保护；变压器20kV 侧增加单相接地信号装置、温度保护及信号装置。
本工程以高压计费为主，低压设综合电力仪表。
在变配电室低压侧设功率因数集中自动补偿装置，电容器组采用自动循环投切方式，要求补偿后的功率因数≥ 0.95，并要求对荧光灯、气体放电灯单灯就地补偿，使其功率因数≥ 0.95。
20kV 配电设备采用中置式开关柜。高压断路器采用真空断路器（24 ～ 25kA），在20kV 出线开关柜内装设真空断路器操作过电压保护器。真空断路器选用弹簧储能操作机构，操作电源采用220V 免维护铅酸电池柜100AH 作为直流操作、继电保护及信号电源。
进户高压电缆规格、型号由供电部门的供电方案确定。
低压断路器运行分断能力为35kA 及以上。1 250kVA 干式变压器，阻抗电压6%，低压断路器运行分断能力为45kA 及以上；1 600kVA 干式变压器，阻抗电压6%，低压断路器运行分断能力为50kA 及以上；2 000kVA干式变压器，阻抗电压6%，低压断路器运行分断能力为65kA 及以上；2 500kVA 干式变压器，阻抗电压6%。
低压主进、联络断路器设过载长延时、短路短延时、短路瞬时保护脱扣器，其他低压断路器设过载长延时、短路瞬时脱扣器，部分回路设分励脱扣器，这些回路既可以在联络开关投入时卸载部分负荷，防止变压器过载，又可以在火灾时，切断火灾场所相关非消防设备电源。
监控系统采用分散、分层、分布式结构设计，按间隔单元划分、模块化设计、分布式处理。系统从整个网络结构上分为三层结构：即间隔层、通信管理层及所级监控管理层。
2、电力配电系统
低压配电系统采用220V/380V 放射式与树干式相结合的供电方式，对于单台容量较大的负荷或重要负荷采用放射式供电方式；对于照明及一般负荷采用树干式与放射式相结合的供电方式。一级负荷中特别重要负荷采用来自两台变压器不同母线段的两路电源供电并在末端互投，具备柴油机作为第三路电源；一级负荷采
用来自两台变压器不同母线段的两路电源供电并在末端互投；二级负荷采用来自两台变压器不同母线段的两路电源供电，在末端互投或由低压母线联络；三级负荷采用单电源供电。
竖井采用封闭式插接母线供电，较为分散的负荷采用电缆或导线供电。本工程22kW 及以下的电动机采用全压启动方式，30kW 及以上电动机采用软启动方式。污水泵采用液位传感器就地控制，水位超高报警、水位显示及泵故障由BA 系统完成。冷冻机、冷冻泵、冷却泵、冷却塔、空调机、新风机、排风机、送风机等采用BA 系统控制。消火栓泵、喷淋泵、消防稳压泵、排烟风机、加压送风机等消防专用设备不进入BA 系统。平时由DDC 系统控制，火灾时由消防控制室控制排风兼排烟风机，进风兼补风风机。消防设备的热继电器保护只作用于报警，不动作。消防设备配电用的低压断路器取消过载保护，相应开关脱扣器为电磁脱扣器。 本设计水泵、风机均按1 500r/min 的额定电流的1.05 倍整定热脱扣器的动作电流，若水泵、风机订货时，转速、功率发生变化，按实际额定电流的1.05 倍整定热脱扣器的动作电流。
3、照明系统
有装修要求的场所光源视装修要求商定，一般场所选用节能高效荧光灯、金属卤化物灯或其他节能型灯具。光源显色指数Ra ≥ 80，色温应在2 500~5 000K 之间。
照明、插座均为单相三线分别由不同的支路供电，除应急照明配电箱出线应采用WDZN-BYJF-750V-3X2.5-SC20 低烟无卤辐照耐火型导线外，其他均为WDZ-BYJF-750V-3X2.5-SC15 低烟无卤辐照阻燃导线。
所有插座回路（2.2m 以上空调插座除外）、电开水器回路、室外照明灯具低于2.4m 的回路均设漏电断路器保护。漏电断路器动作电流≤ 30mA，动作时间≤ 0.1s。
灯具的可接近裸露导体必须接地（PE）可靠，并应有专用接地螺栓和标识。
应急照明必须选用能瞬时点亮的光源，所有疏散楼梯间及其前室、变配电室、消防控制室、消防水泵房、柴油发电机房、通讯机房、保安监控中心等的100% 照明为应急照明；疏散走廊、防排烟机房等的照明设置50%；其他公共场所应急照明一般按正常照明的10% 设置；在大空间用房、走廊、楼梯间及其前室、台仓、台仓出口、后台演职员出口及主要出入口等场所设置智能疏散照明系统。信号线采用RS485 总线。每个灯与主机联动，单独控制疏散方向。控制主机设在消防控制室内。安全出口标志灯、疏散指示灯、疏散楼梯、走道、台仓、台仓出口、后台演职员出口的应急照明灯采用区域集中蓄电池式应急照明系统供电，其他场所应急照明采用双电源末端互投供电，双电源转换时间为疏散照明≤ 5s、备用照明≤ 5s；应急照明持续供电时间应＞ 30min（初期安装90 min）。安全出口标志灯、疏散指示灯采用LED 光源。疏散照度≥ 0.5Lx。 疏散楼梯, 人员集密流动疏散区域及地下疏散区域疏散照度应不低于5lx。应急照明平时由建筑设备监控系统统一管理，火灾时由消防控制室自动控制点亮全部应急照明灯。座位排号灯、乐池内谱架灯、化妆室台灯供电电压为36V 以下。剧场绘景间、化妆室光源与舞台光源色温接近。
装饰用灯具需与装修设计方及甲方商定，功能性灯具（如荧光灯、安全出口标志灯、疏散指示灯）需有国家主管部门的检测合格报告，达到设计要求方可投入使用。除注明外，变配电室灯具管吊式安装，距地2.8m；其他有吊顶的场所选用嵌入式格栅荧光灯( 反射器为雾面合金铝贴膜)；无吊顶场所选用控照式荧光灯，链吊式安装，距地2.7m；地下车库为管吊，距地2.5m。荧光灯灯管为三基色节能型T5 灯管，光通量2800Lm 以上，电子式镇流器采用L 级。壁灯距地2.4m，灯具形式由甲方确定。机房、库房等高大空间采用深照灯，管吊安装，距地4.0m。进行装修场所照明配电设计时，照明功率密度最大不应超过20W/m2，并应考虑留有15 % 的应急照明。厨房应采用防水防尘灯罩。除防水灯具、50V 以下低压灯具外，一般灯具均选用I 类灯具，并增加一根PE 线。储油间灯具防护等级为防爆型IP2X，电机防护等级为IP44，且钢管明敷，电气设备的金属外壳应可靠接地。
照明控制：设备机房、库房、办公用房、卫生间及各种竖井等处的照明采用就地设置照明开关控制；大厅、多功能厅、新闻发布厅、电影厅、剧院观众厅、会议厅、国际会议厅等照明要求较高的场所采用智能控制系统；地下汽车库、走廊等公共场所纳入智能照明系统统一管理；出口标志灯、疏散指示灯、疏散走道应急照明、封闭楼梯间及其前室等处的应急照明为长亮。室外照明的控制纳入智能照明系统统一管理。景观照明灯具每套灯具的导电部分对地绝缘电阻值应＞ 2MΩ。无障碍厕位在底距地0.4~0.5m 处设求助按钮，在门外底距地2.5m 设求助警铃。专用无障碍卫生间，除上述要求外，照明开关应采用大翘板开关，中心距地0.8~1.1m。公用插座中心距地0.7~0.8m。
4、电缆、导线的选型及敷设
高压电缆选用ZR-YJV-24kV 交联聚乙烯绝缘、聚氯乙烯护套铜芯电力电缆。低压出线电缆选用WDZ-YJFE-1kV 低烟无卤辐照A 类阻燃电力电缆，工作温度为90℃；变配电室消防双电源出线、柴油发电机出线电缆、末端双电源出线均选用WDZAN-BTLY 布线用矿物绝缘铜包铝金属套聚烯烃外护套耐火电缆，温升为105℃。电缆明敷在桥架上，普通电缆与应急电源电缆应分设桥架或采取隔离措施，在竖井内距离应＞ 300mm 或采用隔离措施。若不敷设在桥架上，应穿热镀锌钢管敷设。SC32 及以下管线暗敷，SC40 及以上管明敷。垂直敷设管线，应在适当位置加拉线盒。50mm2 及以下，每30m 设一拉线盒；70~95mm2，每20m 设一拉线盒；120~240mm2，每18m 设一拉线盒。本工程SC 管均为热镀锌钢管，所有支线除双电源互投箱出线及疏散照明指示灯线路选用WDZN-BYJF-750V-3X2.5- SC20 低烟无卤辐照耐火型导线与至污水泵出线自带防水电缆外，其他均选用WDZBYJF-750V-3X2.5-SC15 低烟无卤辐照阻燃导线，穿热镀锌钢管暗敷。控制线为KVV 聚氯乙烯绝缘、聚氯乙烯护套铜芯阻燃控制电缆，与消防有关的控制线为NH-KVV 聚氯乙烯绝缘、聚氯乙烯护套铜芯耐火控制电缆。应急照明、疏散照明指示灯支线应穿热镀锌钢管暗敷在楼板或墙内，且保护层厚度≥ 30mm，由顶板接线盒至吊顶灯具一段线路，长度不超过1.5m，穿钢质耐火波纹管，普通照明支线穿热镀锌钢管暗敷在楼板或吊顶内；机房内管线在不影响使用及安全的前提下，可采用热镀锌钢管、金属线槽或电缆桥架明敷设；屋顶管线暗敷。消防用电设备供电管线暗敷设时，应敷设在不燃烧体结构内，且保护层厚度≥ 30mm；明敷时，应采用金属管或金属线槽上涂防火簿涂型防火涂料保护。当采用的绝缘和护套为不延燃材料电缆时，可不穿金属管，但应敷设在电缆井内。建筑设备监控系统控制箱电源由主机或旁边控制箱供给，采用WDZ-BYJF-750V-3X2.5-SC15相连。污水坑液位传感器至污水泵控制箱暗敷，防水控制线8X1.0 SC32。 PE 线必须用绿/ 黄导线或标识，可采用优质绝缘穿刺线夹，以达到良好的电气接触及绝缘、防水、防腐蚀的要求。所有穿过建筑物伸缩缝、沉降缝、后浇带的管线应按《建筑电气安装工程图集》中有关作法施工。平面图中所有回路均按回路单独穿管，不同支路不应共管敷设。各回路N、PE 线均从箱内引出。本工程电线电缆载流量均按照《建筑电气常用数据》选择。
5、建筑物防雷、接地及安全措施
建筑物防雷本工程防雷等级为二类。建筑的防雷装置满足防直击雷、侧击雷、防雷电感应及雷电波的侵入，并设置总等电位联结。接闪器：在屋顶采用Φ10 热镀锌圆钢作避雷带，屋顶避雷连接线网格≤ 10m×10m 或12m×8m。利用建筑物钢筋混凝土柱子或剪力墙内两根Φ16 以上主筋通长连接作为引下线，间距≤ 18m，引下线上端与避雷带焊接，下端与建筑物基础底梁及基础底板轴线上的上下两层钢筋内的两根主筋焊接；外墙引下线在室外地面1m 以下处引出与室外接地线焊接。接地极为建筑物桩基、基础底板轴线上的上下两层主筋中的两根通长焊接形成的基础接地网并连接室外人工接地装置、护坡桩组成。建筑物四角的外墙引下线在距室外地面上0.5m 处设测试卡子。凡突出屋面的所有金属构件（如金属通风管、屋顶风机、金属屋面、金属屋架等）均应与避雷带可靠焊接。防雷、接地装置凡焊接处均应刷沥青防腐。
本工程防雷接地、变压器中性点接地、电气设备的保护接地、电梯机房、消防控制室、通讯机房、计算机房等的接地共用统一接地体，并要求消防控制室、通讯机房、计算机房、安防控制室、BA 监控室等的接地设独立引下线。要求接地电阻≤ 0.5Ω，实测不满足要求时，增设人工接地极。室外人工接地极距建筑物＞3m，距室外地面1m。用40×4mm 热镀锌扁钢连接成水平接地装置，垂直接地极为Φ50 热镀锌钢管，长2.5m，每5m 设一根。从变配电室至强电竖井内的桥架上敷设一条40×4mm 热镀锌扁钢，将变配电室接地与强电竖井内接地相连。电缆桥架及其支架全长应不少于两处与接地干线连接。强、弱电竖井内的接地线其下端应与总等电位接地装置及接地网可靠连接。所有强、弱电竖井内均垂直敷设二条，水平距地0.2m 敷设一圈40×4mm热镀锌扁钢，水平与垂直接地扁钢间应可靠焊接。空调系统设置电加热器的金属风管及电伴热装置的消防水管可靠接地。垂直敷设的金属管道及金属物的底端及顶端应就地与接地装置连接。室内墙上水平接地体距地0.2m，明敷。过门处埋地暗敷。凡正常不带电，而当绝缘破坏有可能呈现电压的一切电气设备金属外壳均应可靠接地。本工程采用总等电位联结，接地型式采用TN-S 系统。
6、环保设计
柴油发电机房的进出风道，应进行降噪处理。满足环境噪音昼间≤ 55dBA、夜间≤ 45dBA 的条件。其排烟管应高出屋面并符合环保部门的要求。本工程均采用环保型低烟无卤电线、电缆。
7、节能设计
合理设置变配电室，使其位于负荷中心。采用新型节能变压器SCB10，使其自身空载损耗、负载损耗较小。合理使用变频器，使电机工作在最佳状态，以达到节能的目的。采用功率因数高的三基色T5 荧光灯（电子镇流器）、气体灯末端单灯补偿、变配电室设电容自动补偿装置等措施，降低无功损耗。合理选择电线、电缆截面以降低线路损耗。采用高效、节能照明光源、高效灯具和附件。控制单位功率密度值，合理进行灯光控制，大空间采用智能照明控制系统。走廊、楼梯间、门厅等公共场所的照明采用集中控制。昆山配电箱