中交（广州）铁道设计研究院有限公司
摘要：本文以佛山市湾华控制中心动力照明设计为案例，详细介绍湾华控制中心动力照明设计，本工程动力照明设计包括：动力配电、照明配电、防雷接地等系统的设计。
关键词：变电所低压配电动力配电、照明配电、防雷接地
引言
本控制中心为某市轨道交通管理的中枢，是该市地铁未来7条线路的控制中心15条线路的线网指挥中心，既是行车指挥、电力监控、环境监控、防灾监控和调度指挥的中心，同时也是全线的通信枢纽和信息交换处理中心。是目前国内最大的地铁控制中心之一。
一、工程概况
湾华控制中心位于佛山市，是集地铁指挥中心、运营管理、地铁公安、办公、管理、培训、科普中心等为一体的综合性建筑，总建筑面积约十万平方米。机电系统设置及物业管理模式较复杂，变电所位置及变压器数量的设置根据上述管理及系统设置情况进行合理的确定。本工程在地下一层设置一座降压变电所和两座跟随变电所供湾华控制中心和电力管廊的所有用电，总用电设备容量为18294kW，变压器总安装容量为15200kVA。
本工程动力照明设计包括：动力配电、照明配电、防雷接地、电气火灾监控系统、消防电源监控系统、电能管理系统等设计。
二、供配电系统
地铁控制中心大楼负荷等级为一级，由供电系统引入两路独立地铁35kV电源供电。经35/0.4KV降压后供控制中心大楼内各用电点用电，当一路电源故障时，通过自动操作联络开关，另一段电源负担全部重要负荷。
1、电源及电压：根据本工程负荷分布情况，变电所按尽量靠近负荷中心处设置。本工程设置一座降压变电所及两座跟随变电所为整个湾华控制中心的动力、照明设备供电。降压变电所设置两台2000kVA加两台1600kVA变压器，两座跟随所变压器容量分别设置两台2000kVA变压器。
2、负荷等级及供电方式：通信、信号、综合监控、AFC和SCADA等系统设备，火灾自动报警系统设备、应急照明、疏散指示标志、变电所操作电源、公共走道及楼梯间照明、消防设施（消防水泵、喷淋泵、排烟、正压风机、消防电梯等）为一级负荷；其中火灾自动报警系统设备、通信、信号、综合监控、AFC和SCADA等系统设备、变电所操作电源、应急照明为一级负荷中特别重要负荷；设备区及管理区照明等普通照明、导向照明、食堂厨房设备、及通风空调等负荷（除一级负荷外的风机、空调器和电动风阀等）为二级负荷；其余用电负荷为三级负荷。
3、接线及运行方式：变电所0.4kV侧采用单母线分段的主接线方式，并设母线分段断路器及三级负荷母线。正常运行时，0.4kV母线分段断路器打开，两台配电变压器分列运行，各带一段母线，变压器负载率为70～85%。当一台变压器退出运行时，进线断路器跳闸，同时自动切除两段母线上的三级负荷总断路器，0.4kV母线分段断路器具备合闸条件时闭合，由另一台配电变压器供本所范围内全部一、二级负荷。当退出运行的变压器恢复供电时，系统自动复位为正常运行方式。当发生火灾等紧急情况时，切断非消防电源负荷回路，保证消防负荷供电。
4、无功补偿及谐波及其治理：
采用低压集中自动补偿方式，在变配电所低压侧设功率因数自动补偿装置，补偿后功率因数达到0.9以上。并要求荧光灯就地补偿，补偿后的功率因数为0.9以上。本项目的谐波源主要来源于电子设备及含电子元件的照明灯具、UPS、EPS、水暖设备的变频器等，采用分散和集中补偿的原则，在低压配电房采用晶闸管投切开关的静态无功补偿装置，并串接电抗器，以达到抑制谐波的目的。
三、动力配电
1、本工程用电容量大、负荷性质重要、供电可靠性要求高，线路敷设量大。
2、在满足计量、维修管理要求的情况下，将照明负荷与动力负荷分开配电，一、二级负荷与三级负荷分开配电。
3、对于单台容量较大的负荷或重要负荷采用放射式配电；对一般设备采用放射式与树干式相结合的混合方式配电。
4、对冷水机组、冷却水泵、冷冻水泵、生活水泵等设备采用电力电缆由配电房沿电缆桥架敷设至控制柜（箱）处，控制柜（箱）到泵之间的配电线路沿电缆桥架、穿管敷设。
5、对消防用电设备、通信系统、信号系统等一级负荷采用专用两路电源供电，用电力电缆由配电房沿电缆桥架敷设至末端互投。
6、一级负荷的配电级数不宜超过两级，其他等级用电负荷不宜超过三级。
7、动力设备的起动应满足规范要求，当单机容量较大，起动时产生的电压降影响其它供电负荷时，应采用软启动方式（一般单机容量≥75kW时采用软启动）或变频启动。
8、根据广东省人民政府办公厅关于加快新能源汽车推广应用的实施办法，按车位数20％的比例预留新能源车位的用电负荷。
9、一般设备供电选用WDZB1-YJY-0.6/1kV电缆；电线选用WDZB1-BYJ-0.45/0.75kV电线；在消防模式仍需运行的设备选用WDZAN-YJY-0.6/1kV）电缆或矿物绝缘类不燃性电缆；电线选用WDZAN-BYJ-0.45/0.75KV电线。
四、照明配电
1、正常照明：“以人为本”的设计思想，在控制中心内营造一个舒适的环境。应采用科技含量高的、节能型的新技术产品。采用高效照明光源及灯具。控制上采用智能照明控制及就地控制想结合，以达到节能高效安全舒适的照明环境；照度标准按现行国家标准《建筑照明设计标准》GB50034-2004执行。
照度标准值表
2、事故照明：变电所、消防控制室、控制大厅、线网指挥中心、消防泵房、消防电梯前室等场所设置应急照明。
3、疏散照明：在门厅、电梯前室疏散楼梯间出入口处均设安全出口指示灯。楼梯间、疏散通道设诱导灯和出口安全指示灯。设置集中电源集中控制分散式消防疏散照明标志灯系统，系统由控制器主机、控制器分机（包括分配电装置等）、集中控制型疏散指示标志和集中控制型安全出口标志灯等组成。智能应急疏散指示系统能和综合监控系统通讯，自动接收综合监控下发的具有准确火灾位置的火灾报警信号，以此作为联动预案执行的依据；智能应急疏散指示系统能对应每一个火灾报警探测器发出的火灾报警信号有一套应急疏散预案。
4、照明控制：控制中心大楼内的公共大厅、展厅、会议室、厕所、多功能厅、地下停车场等公共场所，在设计中采用智能照明控制系统，通过计算机集中对上述区域进行自动化管理，可按设定模式进行控制，并按需求实现区域调光控制；楼梯间采用节能自熄的控制方式，以节约能源和降低运营费用；设备管理用房照明在就地设开关控制；景观照明设就地、低压室和BAS系统三级控制；应急照明平时处于点亮状态，不设就地控制；疏散照明常亮，房间内备用照明设就地控制，火灾时强制点亮。
五、防雷与接地
1、防雷
本工程计算雷击次数为0.5431次，按二类防雷措施设防。在楼座屋顶设接闪网作为防直击雷的接闪器，接闪网规格不大于10m×10m(12m×8m)，利用建筑物基础钢筋网作为接地装置，结构柱子内的对角主筋作引下线，引下线间距不大于18m，其上部应与接闪器焊接，下部与接地装置作可靠焊接。在屋面预留接线端子板，引出屋面的所有金属应和屋面端子板作可靠焊接。防雷引下线应与各层的梁内两根主钢筋作可靠焊连，且各层的梁内两根大于φ16对角主钢筋应作整体通长焊接。玻璃幕墙龙骨与结构钢筋引下线可靠焊接。楼顶冷却塔基础、电梯井、爬梯等金属部件与接闪器可靠焊接。
2、接地
本工程低压配电采用TN-S系统，其中性线和保护线在接地点后应严格分开。
（1）接地装置采用建筑结构基础钢筋作防雷接地体，有地梁时利用地梁内两根边角主筋及承台钢筋作连接线，无地梁时，利用底板至少两根钢筋（直径不小于∅16）作连接线。接地系统设计应同时满足变电所设备、弱电设备等对接地的要求。
（2）在浴室卫生间、通信、信号等设备房等处设局部等电位联结。
（3）在变配电室低压配电柜处、各层总配电箱处、消防控制室、电梯机房、屋顶及室外设备的供电电源处均装设防雷及浪涌保护设备。
（4）人工接地网
在建筑物四周设置水平接地体及垂直接地体，并与防雷引下线连接，所有的防雷接地装置均进行热镀锌防腐处理。湾华控制中心采用钢筋混凝土基础及人工接地体构成的综合接地网，人工接地网所处位置的电阻率为36.7欧，接地网面积为6565.02平面米，其接地电阻计算值为0.1欧，小于1欧姆，地网需进行接触电势和跨步电势的实测校核。
六、电气火灾监控系统
本工程在变电所0.4kV常用馈出回路设置剩余电流探测器和温度探测器，根据每一监测回路特点设定报警值和延时值。当被保护线路中的被探测参数超过报警设定值时，能发出报警信号，并能指示报警部位。
电气火灾监测系统由电气火灾监测设备（电气火灾预警主机）、电气火灾监测探测器组成，通过现场总线构成一套完整的预防电气火灾的监测系统。并通过电气火灾监测设备的对外接口与综合监测系统集成，预防为主，防消结合，确保系统的长期稳定运行。通过电气火灾监测设备上的接口接入综合监测系统网络。RS485通信线缆，可采用手拉手连接方式。
七、消防电源监视系统
本工程在消防控制室设置一套消防电源监控系统。在消防设备末端配电箱内设置消防电源监控模块，检测进线端供电电源的工作状态和故障报警信息，并将消防用电设备的供电电源的工作状态和欠压报警信息实时传送至消防控制室图形显示装置。
八、能源管理系统
本工程设置一套能源管理系统，在变电所0.4kV馈出回路及部分配电箱进线处分别装设多功能计量仪表进行计量。实现对楼内电能等能源的分系统分级计量。并统一汇总到能源管理系统主机，实现对能源的管理和统计。
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结束语
目前国内最大的地铁控制中心之一，其机电系统设置及物业管理模式较复杂。以实际工程为例，以上是笔者所对湾华控制中心大楼动力照明设计的一些介绍希望能给相关的设计者提供一定的参考。
参考文献：
[1]《沈阳市地铁控制中心大楼电气设计》，李凌主编[J].价值工程，2013(09)
[2]建筑设计防火规范GB50016.
[3]火灾自动报警系统设计规范GB50116.
[4]工业和民用配电设计手册.