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電氣工程設計優化與成本控制

時間:2018-03-25       浏覽量:...

前言:

隨著萬達的高速發展及運營管理部門對電氣功能要求的不斷提高,對電氣成本管控工作提出了更高的要求,理解建造標准、了解設計方法成爲設計階段電氣成本管控的基礎,本文從供配電工程、室內電氣工程、泛光照明工程、弱電工程四個方面對電氣工程的建造標准、設計方法及萬達已實施的項目的成本管控經驗做了詳盡的介紹,供借鑒參考。

一、供配電工程

1、設計用電容量計算依據:工程的用電容量的大小決定了供配電工程的成本,容量越大成本越高。根據2013版建造標准,各業態用電負荷密度如下:

百貨、超市:150 W/㎡; KTV: 120 W/㎡;電玩:110 W/㎡;

西式快餐:250KW或簽約容量;餐飲(無燃氣):200~250 W/㎡;

家電、影城、次主力店(非餐飲)、精品服飾、公共區:100 W/㎡;

餐飲(有燃氣):150~200 W/㎡;甲A:110 W/㎡。甲B:90 W/㎡;

公寓、普寫:80 W/㎡;五星級酒店:110 W/㎡;

地下車庫:20 W/㎡;物管用房:80 W/㎡;

如下爲依據13版建造標准的變壓器選型計算書

 

 

2、供配電系統示意圖

 

 

3、外電源工程:外電源工程指上一級變電站至項目開閉所的獨立專用電源線路工程。 上一級變電站是指爲在建項目提供電源的變電站,通常是220/35KV、110/10KV、66/10KV、35/10KV變電站,由城市供電部門掌控。外電源的選擇主要依據:

1)電壓等級:外電源常用的供電電壓有:10KV、20KV、35KV。選用什麽電壓等級外電源需根據當地供電條件來決定。

(2)項目總用電容量:設計電容量越大,外電源回路越多。

(3)每一條獨立專用回路供電容量:電源電壓等級越高,每回路所帶的容量越大。通常情況下10KV專用回路所帶容量在6000—10000KVA左右,20KV專用回路所帶容量在10000—16000KVA左右,35KV專用回路所帶容量在16000—25000KVA左右。

4)開閉所的供電方式,通常商業綜合體每個開閉所應采用兩路獨立專用電源供電。

1) 兩路電源同時供電,互爲備用;

l 當其中一路中斷供電,另一路電源應能滿足全部一級負荷及二級負荷的供電要求。

外電源回路數=總用電容量/每條回路的供電容量。

l 這是經濟上較合理的一種方式,設備利用率高,成本最優。

2)兩路電源供電,一用一備;

l 正常工作時,一路電源供電,另一路備用(不帶負荷)

外電源回路數=2 x(總用電容量/每條回路的容量)

供電可靠性高,成本高,所有負荷100%備供。

5)根據外電源工程成本選擇外電源電壓等級,同時具備10KV、20KV、35KV外電源電壓等級時進行成本測算,綜合比較,選擇最合理的方式。

6)舉例說明

丹東萬達廣場大商業總容量34070KVA,外電源采用10KV電壓供電,電纜采用YJV—10KV—3X400規格,每條回路可帶9000—10000KVA容量,擬采用4路獨立10KV專用回路供電。紅線內設兩個開閉所,分別帶17520KVA和16550KVA容量,每個開閉所采用2路獨立電源供電,每條回路同時供電,互爲備用。

7)外電源工程成本主要包括

1)、上一級變電站間隔費用:一個間隔出一條獨立專用回路。

2)、電纜工程費:電纜供應、安裝工程費。

3)、電纜管道占用費:鋪設專用電纜回路時,利用原來已有的管道。

4)、電纜管道建設費:原來沒有電纜管道,需新建電纜管溝和頂管施工。

5)、市政工程破壞補償費:道路、綠化。

6)、供電高可靠費

多回路供電時,除最大一路供電回路外的其余回路都要按容量收取。

按備供容量收取。

不收取,部分城市不收取此項費用。

l 一般住宅采用單回路環網形式供電,不收取。

4、 變配電工程

(1) 開閉所:開閉所又叫開關站,位于在建項目內,主要是用來接收外部電源,再合理分配給具體的用戶變電所,開閉所對前級變電站起保護作用。開閉所工程主要包括高壓配電櫃和引至變電所高壓電纜工程,影響成本的主要方面:

1)電壓等級:一般有35KV、35/10KV、10KV、20KV,根據外電源提供的電壓來決定,同等條件下優先考慮10KV電壓等級。

2)轉接容量:根據當地供電部門要求確定。通常大商業10KV開閉所在12000—20000KVA,20KV在20000—30000KVA,35KV在40000—50000KVA。

3)供電電源要求:大商業、酒店、甲寫、住宅專變按一級負荷用戶供電,開閉所應采用雙電源供電。住宅公變可采用單電源供電或單電源環網供電。

4)設置位置:應盡可能靠近所帶的變電所,減少電纜敷設長度。

5)高壓配電系統標准配置:進線櫃、出線櫃、直流屏。

6)招標關注要點:

l 高壓配電櫃型分爲:中置櫃、環網櫃。

Ø 中置櫃中真空斷路器的額定電流和分斷能力主要技術參數對成本影響較大,綜合保護器只要滿足基本功能要求即可,不需要太多的功能。同樣參數真空斷路器進口品牌價格是國産品牌價格2-3倍。若當地供電部門沒有特別要求應采用國産品牌。

Ø 環網櫃分爲SF6氣體絕緣型和空氣絕緣型,主要元器件由負荷開關和熔斷器組成。同樣功能的品牌櫃(如SM6、safeplus櫃)的價格是國標櫃價格2倍以上,有條件的情況下盡可能使用國標産品櫃。

l 開閉所至各變電所的電纜選型、路由,降低電纜及橋架成本。

l 自動化遠程監控系統:若當地供電部門沒有強制要求,不需作。

2)變電所,主要設備包括高壓櫃、變壓器、低壓櫃,設計優化中注意:

1)設置位置:應設置在所帶負荷中心,以便減少低壓電纜敷設長度,降低電壓損失,可減小電纜截面。

2)容量配置:通常大商業獨立變電所容量不低于2000KVA,不超過8000KVA,使配電設備數量達到最優配置。

3)獨立計量:百貨、超市、酒店需要獨立計量,設獨立變電所,直接向供電部門繳納電費。

4)低壓出線回路設置:重要負荷、容量較大的獨立業態采用放射式,一般負荷、相同功能性質負荷采用樹幹式。供電半徑不超過250米,備用回路預留20%。每個出線回路選擇一個低壓斷路器,按用電容量計算電流選擇斷路器整定電流,滿足預期短路分斷能力。出線回路的設置數量,決定了配電櫃配置數量。

低壓斷路器選型配置表:

負荷計算電流(A 

開關額定電流(A) 

負荷計算電流(A 

開關額定電流(A) 

I<5 

10 

160I<180 

225 

5I<10 

16 

180I<200 

250 

10I<15 

20 

200I<250 

300 

15I<20 

25 

250I<300 

360 

20I<25 

32 

300I<330 

400 

25I<30 

40 

330I<370 

450 

30I<40 

50 

370I<410 

500 

40I<50 

63 

410I<450 

550 

50I<60 

80 

450I<520 

630 

60I<75 

100 

520I<580 

700 

75I<90 

125 

580I<660 

800 

90I<125 

160 

660I<750 

900 

125I<160 

200 

750I<830 

1000 

5)配電設備成本關注點

高壓配電櫃:變壓器容量800KVA以上選用中置櫃,800KVA及以下可選用環網櫃。應選用通用的國家標准櫃型。真空斷路器應盡可能選用國産品牌,額定電流和分斷能力等技術參數要選擇合理。綜合保護器滿足基本要求。直流屏電池的容量設計計算要合理,選擇性價高的免維護鉛酸蓄電池品牌。

變壓器:選用幹式、節能型,接線方式選擇D.yn11。絕緣耐熱等級可選H級或F級。鐵芯須采用高導磁特性冷壓延方向性硅鋼片,高低壓線圈采用無氧銅導線(或銅箔)繞制。變壓器的效率和負荷能力曲線要高,局部放電滿足要求,耐受短路能力和絕緣水平要達到國家實驗標准。

低壓配電櫃:可采用抽屜式、固定分割式櫃型,按照建造標准選擇低壓斷路器品牌,影響斷路器成本的主要因素有極限短路分斷能力Icu,運行短路分斷能力Ics,附件功能(電動操作、二段或三段保護、分勵、欠壓)。根據實現的功能需要合理選擇。計量儀表要求數字式、帶遠傳通訊接口、電度測量精度達到5%、饋出櫃需要電度和電流計量功能。低壓補償裝置只要滿足功率因數大于0.9。

l 火災漏電報警裝置:在放射式幹線回路布置、照明類和綜合類用電負荷回路布置、消防照明和動力負荷回路需布置、其它純動力負荷回路不需設置。采用分布式布置方式。

l 諧波治理:可采取有源濾波、無源濾波以及組合方式來進行諧波治理。各商業廣場差異較大,應先找出諧波來源,進行針對性治理。

 

二、室內電氣工程

1、幹線電纜、母線及橋架設計選型依據

1)電纜、母線按斷路器整定電流、電壓損失、機械強度、動熱穩定性等參數來設計選型。

2)電纜選型標准。按建造標准大商業消防負荷選用低煙無鹵B級阻燃耐火電纜WDZBN,其它負荷采用低煙無鹵B級阻燃電纜WDZB。超高層建築(高度超過100米)消防設備幹線及分支幹線采用礦物絕緣電纜。

空氣環境溫度30度,並列修正系數0.79(不多于3回路或3根多芯電纜數敷設時)

回路計算電流I(A)

斷路器長延時整定電流I(A)

電纜規格(mm2

50I<60

80

25

60I<75

100

35

75I<90

125

35

90I<125

160

70

125I<160

200

95

160I<180

225

95

180I<200

250

120

200I<250

300

150

250I<300

360

240

300I<330

400

240

330I<370

450

300

3)母線選型主要參數。斷路器計算整定電流、短路耐受電流、溫升、防護等級等。

母線規格選型控制表 

回路計算電流I(A)

開關額定電流

母線額定電流規格(A

I525

630

630

630S660

800

800

660S830

1000

1000

830S1040

1250

1250

1040S1330

1600

1600

1330S1660

2000

2000

1660S2080

2500

2500

2080S2660

3200

3200

2660S3330

4000

4000

3330S4160

5000

5000

 

4)母線使用原則。室內步行街商鋪用電、百貨照明等電流超過800A以上,2500A以下的幹線。

5)母線含銅量檢測。以電阻率大小現場檢測,含銅量越低,電阻率越大導體截面積越大。含銅量通常要達到99.9%,電阻率小于0.01777(Ω.mm²/m)。

6)母線溫升值。在滿負荷運行時,母線槽內部最高溫度減去環境溫度,規範規定,最大溫升值不大于70K。溫升值越大,母線槽內部溫度越高,內部及周圍的絕緣材料設備老化越快,使用壽命急劇縮短,甚至容易引起火災事故。

7)橋架配置原則。電纜總截面不大于橋架內截面積的40%。

8)電纜橋架。使用功能上分槽式、梯式。板材分冷鍍鋅、熱鍍鋅。厚度:300mm寬以下的1.2mm,400mm寬以下的1.5mm,700mm寬以下的2mm,其它見選型表。電力電纜填充率不大于40%,控制電纜填充率不大于50%

電纜橋架內線纜總截面控制表

 

橋架寬度(mm) 

橋架高度(mm) 

電力電纜總截面(mm2) 

控制線路總截面(mm2) 

厚度(mm) 

200 

100 

S8000 

S10000 

1.2 

250 

100 

8000S10000 

8000S12500 

1.2 

250 

150 

10000S15000 

12500S18750 

1.2 

300 

100 

10000S12000 

12500S15000 

1.2 

300 

150 

15000S18000 

18750S22500 

1.2 

400 

100 

12000S16000 

15000S20000 

1.5 

400 

150 

16000S24000 

22500S30000 

1.5 

400 

200 

24000S32000 

30000S40000 

1.5 

500 

100 

16000S20000 

20000S25000 

2 

500 

150 

20000S30000 

30000S37500 

2 

500 

200 

30000S40000 

40000S50000 

2 

600 

100 

20000S24000 

25000S30000 

2 

600 

150 

30000S36000 

37500S45000 

2 

600 

200 

36000S48000 

50000S60000 

2 

700 

100 

24000S28000 

30000S35000 

2 

700 

150 

36000S42000 

45000S52500 

2.5 

700 

200 

48000S56000 

60000S70000 

2.5 

800 

100 

28000S32000 

35000S40000 

2.5 

800 

150 

36000S48000 

52500S60000 

2.5 

800 

200 

56000S64000 

70000S80000 

2.5 

900 

100 

32000S36000 

40000S45000 

2.5 

900 

150 

48000S54000 

60000S67500 

2.5 

900 

200 

64000S72000 

80000S90000 

2.5 

1000 

100 

36000S40000 

45000S50000 

2.5 

1000 

150 

54000S60000 

67500S75000 

2.5 

1000 

200 

72000S80000 

90000S100000 

2.5 

1100 

100 

36000S44000 

50000S55000 

3 

1100 

150 

54000S66000 

75000S82500 

3 

1100 

200 

72000S88000 

100000S110000 

3 

1200 

100 

44000S48000 

55000S60000 

3 

1200 

150 

66000S72000 

82500S90000 

3 

1200 

200 

88000S96000 

110000S120000 

3 

2、動力及照明配電系統設計選型:

1)供電半徑。配電箱至供電負荷半徑爲30—50m。

2)配電箱斷路器配置:每個出線回路選擇一個微型斷路器,按用電容量計算電流選擇斷路器整定電流,滿足預期短路分斷能力。斷路器品牌按建造標准選擇、分斷能力:照明微斷6KA,動力微斷10KA。

3)雙電源切換裝置的選用原則。一級負荷設備在設備最末一級切換。二級負荷設備可集中設置雙電源切換裝置。性質相同、作用相同多台小容量一級負荷設備如卷簾門可作爲一組設備,用一套雙電源切換裝置。

4)雙電源切換裝置的選型標准:萬達商業廣場采用四級保護。PC級容量按計算電流的1.25倍選用。需要過載保護的設備應選CB級(斷路器保護)。

5)降壓啓動方式選擇。消防水泵、防排煙風機宜直接啓動,不能采用軟啓動。按照變壓器容量確定是否設置降壓啓動設備。大于75KW以上的常用設備可考慮軟啓動裝置。可選擇一拖二或一拖三形式。

6)變頻節能裝置的選擇。經常使用的較大功率、變流量的水泵(冷凍水泵),需要變風量的空調機房內風機設置。變頻器可采用一拖二或一拖三形式。

7)火災漏電報警裝置:照明類、綜合類及消防類用電負荷回路布置,普通動力負荷回路不需設置。在豎井內第一個配電總箱。采用分布式布置方式。

3、應急電源設置原則:

1)一級負荷中特別重要的負荷,需要設第三路電源。

2)當沒有第二路電源時,作爲第二路電源滿足一級負荷的供電。一、二級負荷雙電源切換裝置後,不應再設EPS或UPS。

3)應急電源的設計選型依據。

1)柴油發電機組:一級負荷中特別重要的負荷或一級負荷只有一路電源供電。啓動時間允許在20S內,容量較大。

2)EPS應急電源裝置允許中斷供電時間爲0.25S的負荷:應急照明。影響成本有蓄電池品牌、供電時間。

3)UPS不間斷電源中斷供電不允許超過毫秒級:計算機實時處理、金融中心、通信中心。影響成本有蓄電池品牌、供電時間。

4、安全措施:

1)智能型應急疏散指示照明:室內步行街、百貨、娛樂樓人員密集的場所需設置,需要和消防報警主機聯動。産品應具有標准通訊協議接口。

2)線性感溫電纜的設置:變電所電纜夾層、低壓電纜溝內;變電所低壓出線電纜橋架內(出變電所之後不設置);電氣豎井電纜橋架內。可恢複式,與消防報警系統聯動。

3)豎井內氣體滅火裝置的設置:五星級及以上酒店;室外步行街;購物中心及其地塊範圍內的寫字樓、公寓(蠟燭),不需要和消防報警主機聯動。

 

三、泛光照明

1、設計功能要求:

可實現燈具全彩顯示以及漸變、跳變、追光的功能。

1)燈光控制系統:主從結構、分布式控制方式。總控集成,分層獨立控制。總控制器容量滿足整個廣場獨立像素點,穩定、可靠。分控制器可以獨立處理來自前端的LED燈具控制數據,並接收來自總控制器的指令。

(2) LED燈物理參數:合理的分段(一段一個獨立地址編碼)、芯片的功率、燈具的灰度處理、顯色性。

  

3)大功率金屬鹵化物投光燈:增加亮度,亮度、色彩固定不變。    

4)開關電源:滿足LED燈具24V電壓等級要求,所帶燈具數量不宜過多。要與分控制器相配合。

5)住宅泛光:在住宅、公寓中在四周邊設置輪廓燈,裏面設置少量的點燈,樓頂設金屬鹵化物投光燈。

2、招標中關注要點:

1)LED燈具芯片品牌:日亞、可銳、歐斯朗、菲利浦這四個品牌。每個發光管分單顆大功率芯片和表貼三合一。

2)燈具的材質和工藝:外殼和發光面板的材料、散熱和防水性能。燈具的防護等級:通常達到IP65,沿海地區達到IP67。

3)LED燈發光強度,三合一表貼燈不小于2500mcd,灰度處理能力不小于8bit,紅綠藍各256級,顯色性不小于80。          

4) 開關電源:防護等級IP65,容量滿足要求,功率因數0.9以上。品牌:LAMBDA、明緯、衡孚等 。

5)設計施工圖中,設計的效果與選用燈具的數量要匹配,燈具數量多,導致成本高,耗電量大,根據需要慎用大功率LED洗牆燈。

6)效果圖方案測算中要明確各業態範圍。燈具的數量和參數要清楚。

四、弱電工程

1、萬達廣場慧雲智能化管理系統(原“一鍵式”弱電系統集成):

 

 

2、視頻監控系統:

視頻監控系統主要由攝像機、數字硬盤錄像機、矩陣控制主機、監視器、視頻切換器、控制台及電視牆等組成。

 

  

1)矩陣控制主機:對各個攝像機圖像接入和圖像輸出的任意切換顯示,控制雲台攝像機的各種動作,任意調用前端攝像機圖像。根據攝像機的數量選擇矩陣的容量。

2)數字硬盤錄像系統:1)將前端的視頻信號轉換爲數字信號,實時顯示前端視頻信號。2)采用多媒體視像顯示技術,計算機控制、管理及圖像記錄。3)采用視頻移動探測錄像功能,在前端圖像出現變動時,觸發系統錄像。按攝像機數量選擇回路數,按存儲時間選擇選擇硬盤容量。

3)攝像機類型:分槍式機、半球機、三可變一體化機、快球機。配置選型按建造標准執行。

4)電視牆:按攝像機數量配置監視器。

 

2、樓控系統(BA):

樓宇控制系統就是利用現代計算機技術對建築物內的空調系統設備、通風排風設備、給排水系統設備、供配電系統及其它的用電設備實行自動監測和控制,實現高效節能的管理要求。通過收集、記錄、保存及管理有關系統的重要信息及數據,達到提高運行效率的目的。      

1) 控制系統采用用三層網絡結構:管理層、現場控制層、傳感器/執行機構層。

2)采用集散型控制系統,主控機房內管理層設備主要由中央圖形操作站、系統服務器、客戶端等組成,對整個系統進行管理和操控。

3)現場控制層主要由現場控制器DDC組成,這些現場控制器輸入端采集現場機電設備的各種工作狀態輸出信號,經過現場控制器內部CPU內存控制程序的一系列數學運算和邏輯判斷,再從這些現場控制器的輸出端向機電設備或執行器輸出動作執行指令。其中輸出的數字信號將執行自動開啓或關斷某些機電設備的工作,而輸出的模擬信號將自動調節某些機電設備的轉速或角度等。

4)傳感器/執行機構層主要由各種類型的傳感器和執行器組成,完成向DDC提供現場環境的測量和信號的采集、接收DDC發出的動作執行指令並實施。

5)招標中關注點:

1)中央控制系統:根據樓控需要的功能以及控制點位進行 選配,軟件應能支持系統需要。系統品牌庫:霍尼維爾的EBI5000系統、西門子的APOGEE系統、JOHNSON CONTROL METASYS系統、DELTA的ORCA系統、施耐德的ANDOVER系統。

2)現場控制器(DDC):按被控設備的點位數量和位置進行配置。

3)電動調節閥和執行器:電動水閥與執行器配套,按管徑選配。電動風閥執行器按風門所需扭矩選配。

4)傳感器:溫度、濕度、壓力、CO2傳感器根據暖通空調系統需要配置,品牌與中央控制系統一致。

5)AO(模擬量輸出)、DO(開關量輸出)、AI(模擬量輸入)、DI(數字量輸入)的配置數量要合理。

3、可視對講系統:

1)系統功能簡單、可靠。

2)室內機、單元門口機、圍牆機主要參數:彩色、黑白、分辨率。

3)一卡通系統:與停車場系統、門禁系統通訊協議一致。

4、消防報警系統(FA):

1)按照集采目錄選擇産品,每台消防報警主機容量不超過3000個地址點。

2)先確定總地址數,再選回路,最後選主機。

3)消防廣播:步行街店鋪、地下室、大商業其它主力店。背景音樂:步行街走廊、中庭;萬達百貨; 物管 用房;火災時強切爲消防廣播,不要重複設置。 

(4)關注點:深化設計提早介入;吊頂區域建議不預埋;按防火分區內點數合理設置回路;回路不要走回頭路;車庫考慮采用非編碼探測器;車庫考慮采用非編碼探測器;大商業考慮總線電話。 

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