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    电气工程设计优化与成本控制

    时间:2018-03-25       浏览量:...

    前言:

    随着万达的高速发展及运营管理部门对电气功能要求的不断提高,对电气成本管控工作提出了更高的要求,理解建造标准、了解设计方法成为设计阶段电气成本管控的基础,本文从供配电工程、室内电气工程、泛光照明工程、弱电工程四个方面对电气工程的建造标准、设计方法及万达已实施的项目的成本管控经验做了详尽的介绍,供借鉴参考。

    一、供配电工程

    1、设计用电容量计算依据:工程的用电容量的大小决定了供配电工程的成本,容量越大成本越高。根据2013版建造标准,各业态用电负荷密度如下:

    百货、超市:150 W/㎡; KTV: 120 W/㎡;电玩:110 W/㎡;

    西式快餐:250KW或签约容量;餐饮(无燃气):200~250 W/㎡;

    家电、影城、次主力店(非餐饮)、精品服饰、公共区:100 W/㎡;

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

    公寓、普写:80 W/㎡;五星级酒店:110 W/㎡;

    地下车库:20 W/㎡;物管用房:80 W/㎡;

    如下为依据13版建造标准的变压器选型计算书

     

     

    2、供配电系统示意图

     

     

    3、外电源工程:外电源工程指上一级变电站至项目开闭所的独立专用电源线路工程。 上一级变电站是指为在建项目提供电源的变电站,通常是220/35KV、110/10KV、66/10KV、35/10KV变电站,由城市供电部门掌控。外电源的选择主要依据:

    1)电压等级:外电源常用的供电电压有:10KV、20KV、35KV。选用什么电压等级外电源需根据当地供电条件来决定。

    (2)项目总用电容量:设计电容量越大,外电源回路越多。

    (3)每一条独立专用回路供电容量:电源电压等级越高,每回路所带的容量越大。通常情况下10KV专用回路所带容量在6000—10000KVA左右,20KV专用回路所带容量在10000—16000KVA左右,35KV专用回路所带容量在16000—25000KVA左右。

    4)开闭所的供电方式,通常商业综合体每个开闭所应采用两路独立专用电源供电。

    1) 两路电源同时供电,互为备用;

    l 当其中一路中断供电,另一路电源应能满足全部一级负荷及二级负荷的供电要求。

    外电源回路数=总用电容量/每条回路的供电容量。

    l 这是经济上较合理的一种方式,设备利用率高,成本最优。

    2)两路电源供电,一用一备;

    l 正常工作时,一路电源供电,另一路备用(不带负荷)

    外电源回路数=2 x(总用电容量/每条回路的容量)

    供电可靠性高,成本高,所有负荷100%备供。

    5)根据外电源工程成本选择外电源电压等级,同时具备10KV、20KV、35KV外电源电压等级时进行成本测算,综合比较,选择最合理的方式。

    6)举例说明

    丹东万达广场大商业总容量34070KVA,外电源采用10KV电压供电,电缆采用YJV—10KV—3X400规格,每条回路可带9000—10000KVA容量,拟采用4路独立10KV专用回路供电。红线内设两个开闭所,分别带17520KVA和16550KVA容量,每个开闭所采用2路独立电源供电,每条回路同时供电,互为备用。

    7)外电源工程成本主要包括

    1)、上一级变电站间隔费用:一个间隔出一条独立专用回路。

    2)、电缆工程费:电缆供应、安装工程费。

    3)、电缆管道占用费:铺设专用电缆回路时,利用原来已有的管道。

    4)、电缆管道建设费:原来没有电缆管道,需新建电缆管沟和顶管施工。

    5)、市政工程破坏补偿费:道路、绿化。

    6)、供电高可靠费

    多回路供电时,除最大一路供电回路外的其余回路都要按容量收取。

    按备供容量收取。

    不收取,部分城市不收取此项费用。

    l 一般住宅采用单回路环网形式供电,不收取。

    4、 变配电工程

    (1) 开闭所:开闭所又叫开关站,位于在建项目内,主要是用来接收外部电源,再合理分配给具体的用户变电所,开闭所对前级变电站起?;ぷ饔???账こ讨饕ǜ哐古涞绻窈鸵帘涞缢哐沟缋鹿こ?,影响成本的主要方面:

    1)电压等级:一般有35KV、35/10KV、10KV、20KV,根据外电源提供的电压来决定,同等条件下优先考虑10KV电压等级。

    2)转接容量:根据当地供电部门要求确定。通常大商业10KV开闭所在12000—20000KVA,20KV在20000—30000KVA,35KV在40000—50000KVA。

    3)供电电源要求:大商业、酒店、甲写、住宅专变按一级负荷用户供电,开闭所应采用双电源供电。住宅公变可采用单电源供电或单电源环网供电。

    4)设置位置:应尽可能靠近所带的变电所,减少电缆敷设长度。

    5)高压配电系统标准配置:进线柜、出线柜、直流屏。

    6)招标关注要点:

    l 高压配电柜型分为:中置柜、环网柜。

    中置柜中真空断路器的额定电流和分断能力主要技术参数对成本影响较大,综合?;て髦灰慊竟δ芤蠹纯?,不需要太多的功能。同样参数真空断路器进口品牌价格是国产品牌价格2-3倍。若当地供电部门没有特别要求应采用国产品牌。

    环网柜分为SF6气体绝缘型和空气绝缘型,主要元器件由负荷开关和熔断器组成。同样功能的品牌柜(如SM6、safeplus柜)的价格是国标柜价格2倍以上,有条件的情况下尽可能使用国标产品柜。

    l 开闭所至各变电所的电缆选型、路由,降低电缆及桥架成本。

    l 自动化远程监控系统:若当地供电部门没有强制要求,不需作。

    2)变电所,主要设备包括高压柜、变压器、低压柜,设计优化中注意:

    1)设置位置:应设置在所带负荷中心,以便减少低压电缆敷设长度,降低电压损失,可减小电缆截面。

    2)容量配置:通常大商业独立变电所容量不低于2000KVA,不超过8000KVA,使配电设备数量达到最优配置。

    3)独立计量:百货、超市、酒店需要独立计量,设独立变电所,直接向供电部门缴纳电费。

    4)低压出线回路设置:重要负荷、容量较大的独立业态采用放射式,一般负荷、相同功能性质负荷采用树干式。供电半径不超过250米,备用回路预留20%。每个出线回路选择一个低压断路器,按用电容量计算电流选择断路器整定电流,满足预期短路分断能力。出线回路的设置数量,决定了配电柜配置数量。

    低压断路器选型配置表:

    负荷计算电流(A 

    开关额定电流(A) 

    负荷计算电流(A 

    开关额定电流(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)配电设备成本关注点

    高压配电柜:变压器容量800KVA以上选用中置柜,800KVA及以下可选用环网柜。应选用通用的国家标准柜型。真空断路器应尽可能选用国产品牌,额定电流和分断能力等技术参数要选择合理。综合?;て髀慊疽?。直流屏电池的容量设计计算要合理,选择性价高的免维护铅酸蓄电池品牌。

    变压器:选用干式、节能型,接线方式选择D.yn11。绝缘耐热等级可选H级或F级。铁芯须采用高导磁特性冷压延方向性硅钢片,高低压线圈采用无氧铜导线(或铜箔)绕制。变压器的效率和负荷能力曲线要高,局部放电满足要求,耐受短路能力和绝缘水平要达到国家实验标准。

    低压配电柜:可采用抽屉式、固定分割式柜型,按照建造标准选择低压断路器品牌,影响断路器成本的主要因素有极限短路分断能力Icu,运行短路分断能力Ics,附件功能(电动操作、二段或三段?;?、分励、欠压)。根据实现的功能需要合理选择。计量仪表要求数字式、带远传通讯接口、电度测量精度达到5%、馈出柜需要电度和电流计量功能。低压补偿装置只要满足功率因数大于0.9。

    l 火灾漏电报警装置:在放射式干线回路布置、照明类和综合类用电负荷回路布置、消防照明和动力负荷回路需布置、其它纯动力负荷回路不需设置。采用分布式布置方式。

    l 谐波治理:可采取有源滤波、无源滤波以及组合方式来进行谐波治理。各商业广场差异较大,应先找出谐波来源,进行针对性治理。

     

    二、室内电气工程

    1、干线电缆、母线及桥架设计选型依据

    1)电缆、母线按断路器整定电流、电压损失、机械强度、动热稳定性等参数来设计选型。

    2)电缆选型标准。按建造标准大商业消防负荷选用低烟无卤B级阻燃耐火电缆WDZBN,其它负荷采用低烟无卤B级阻燃电缆WDZB。超高层建筑(高度超过100米)消防设备干线及分支干线采用矿物绝缘电缆。

    空气环境温度30度,并列修正系数0.79(不多于3回路或3根多芯电缆数敷设时)

    回路计算电流I(A)

    断路器长延时整定电流I(A)

    电缆规格(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)母线选型主要参数。断路器计算整定电流、短路耐受电流、温升、防护等级等。

    母线规格选型控制表 

    回路计算电流I(A)

    开关额定电流

    母线额定电流规格(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)母线使用原则。室内步行街商铺用电、百货照明等电流超过800A以上,2500A以下的干线。

    5)母线含铜量检测。以电阻率大小现场检测,含铜量越低,电阻率越大导体截面积越大。含铜量通常要达到99.9%,电阻率小于0.01777(Ω.mm2/m)。

    6)母线温升值。在满负荷运行时,母线槽内部最高温度减去环境温度,规范规定,最大温升值不大于70K。温升值越大,母线槽内部温度越高,内部及周围的绝缘材料设备老化越快,使用寿命急剧缩短,甚至容易引起火灾事故。

    7)桥架配置原则。电缆总截面不大于桥架内截面积的40%。

    8)电缆桥架。使用功能上分槽式、梯式。板材分冷镀锌、热镀锌。厚度:300mm宽以下的1.2mm,400mm宽以下的1.5mm,700mm宽以下的2mm,其它见选型表。电力电缆填充率不大于40%,控制电缆填充率不大于50%

    电缆桥架内线缆总截面控制表

     

    桥架宽度(mm) 

    桥架高度(mm) 

    电力电缆总截面(mm2) 

    控制线路总截面(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、动力及照明配电系统设计选型:

    1)供电半径。配电箱至供电负荷半径为30—50m。

    2)配电箱断路器配置:每个出线回路选择一个微型断路器,按用电容量计算电流选择断路器整定电流,满足预期短路分断能力。断路器品牌按建造标准选择、分断能力:照明微断6KA,动力微断10KA。

    3)双电源切换装置的选用原则。一级负荷设备在设备最末一级切换。二级负荷设备可集中设置双电源切换装置。性质相同、作用相同多台小容量一级负荷设备如卷帘门可作为一组设备,用一套双电源切换装置。

    4)双电源切换装置的选型标准:万达商业广场采用四级?;?。PC级容量按计算电流的1.25倍选用。需要过载?;さ纳璞赣ρB级(断路器?;ぃ?。

    5)降压启动方式选择。消防水泵、防排烟风机宜直接启动,不能采用软启动。按照变压器容量确定是否设置降压启动设备。大于75KW以上的常用设备可考虑软启动装置??裳≡褚煌隙蛞煌先问?。

    6)变频节能装置的选择。经常使用的较大功率、变流量的水泵(冷冻水泵),需要变风量的空调机房内风机设置。变频器可采用一拖二或一拖三形式。

    7)火灾漏电报警装置:照明类、综合类及消防类用电负荷回路布置,普通动力负荷回路不需设置。在竖井内第一个配电总箱。采用分布式布置方式。

    3、应急电源设置原则:

    1)一级负荷中特别重要的负荷,需要设第三路电源。

    2)当没有第二路电源时,作为第二路电源满足一级负荷的供电。一、二级负荷双电源切换装置后,不应再设EPS或UPS。

    3)应急电源的设计选型依据。

    1)柴油发电机组:一级负荷中特别重要的负荷或一级负荷只有一路电源供电。启动时间允许在20S内,容量较大。

    2)EPS应急电源装置允许中断供电时间为0.25S的负荷:应急照明。影响成本有蓄电池品牌、供电时间。

    3)UPS不间断电源中断供电不允许超过毫秒级:计算机实时处理、金融中心、通信中心。影响成本有蓄电池品牌、供电时间。

    4、安全措施:

    1)智能型应急疏散指示照明:室内步行街、百货、娱乐楼人员密集的场所需设置,需要和消防报警主机联动。产品应具有标准通讯协议接口。

    2)线性感温电缆的设置:变电所电缆夹层、低压电缆沟内;变电所低压出线电缆桥架内(出变电所之后不设置);电气竖井电缆桥架内??苫指词?,与消防报警系统联动。

    3)竖井内气体灭火装置的设置:五星级及以上酒店;室外步行街;购物中心及其地块范围内的写字楼、公寓(蜡烛),不需要和消防报警主机联动。

     

    三、泛光照明

    1、设计功能要求:

    可实现灯具全彩显示以及渐变、跳变、追光的功能。

    1)灯光控制系统:主从结构、分布式控制方式。总控集成,分层独立控制。总控制器容量满足整个广场独立像素点,稳定、可靠。分控制器可以独立处理来自前端的LED灯具控制数据,并接收来自总控制器的指令。

    (2) LED灯物理参数:合理的分段(一段一个独立地址编码)、芯片的功率、灯具的灰度处理、显色性。

      

    3)大功率金属卤化物投光灯:增加亮度,亮度、色彩固定不变。    

    4)开关电源:满足LED灯具24V电压等级要求,所带灯具数量不宜过多。要与分控制器相配合。

    5)住宅泛光:在住宅、公寓中在四周边设置轮廓灯,里面设置少量的点灯,楼顶设金属卤化物投光灯。

    2、招标中关注要点:

    1)LED灯具芯片品牌:日亚、可锐、欧斯朗、菲利浦这四个品牌。每个发光管分单颗大功率芯片和表贴三合一。

    2)灯具的材质和工艺:外壳和发光面板的材料、散热和防水性能。灯具的防护等级:通常达到IP65,沿海地区达到IP67。

    3)LED灯发光强度,三合一表贴灯不小于2500mcd,灰度处理能力不小于8bit,红绿蓝各256级,显色性不小于80。          

    4) 开关电源:防护等级IP65,容量满足要求,功率因数0.9以上。品牌:LAMBDA、明纬、衡孚等 。

    5)设计施工图中,设计的效果与选用灯具的数量要匹配,灯具数量多,导致成本高,耗电量大,根据需要慎用大功率LED洗墙灯。

    6)效果图方案测算中要明确各业态范围。灯具的数量和参数要清楚。

    四、弱电工程

    1、万达广场慧云智能化管理系统(原“一键式”弱电系统集成):

     

     

    2、视频监控系统:

    视频监控系统主要由摄像机、数字硬盘录像机、矩阵控制主机、监视器、视频切换器、控制台及电视墙等组成。

     

      

    1)矩阵控制主机:对各个摄像机图像接入和图像输出的任意切换显示,控制云台摄像机的各种动作,任意调用前端摄像机图像。根据摄像机的数量选择矩阵的容量。

    2)数字硬盘录像系统:1)将前端的视频信号转换为数字信号,实时显示前端视频信号。2)采用多媒体视像显示技术,计算机控制、管理及图像记录。3)采用视频移动探测录像功能,在前端图像出现变动时,触发系统录像。按摄像机数量选择回路数,按存储时间选择选择硬盘容量。

    3)摄像机类型:分枪式机、半球机、三可变一体化机、快球机。配置选型按建造标准执行。

    4)电视墙:按摄像机数量配置监视器。

     

    2、楼控系统(BA):

    楼宇控制系统就是利用现代计算机技术对建筑物内的空调系统设备、通风排风设备、给排水系统设备、供配电系统及其它的用电设备实行自动监测和控制,实现高效节能的管理要求。通过收集、记录、保存及管理有关系统的重要信息及数据,达到提高运行效率的目的。      

    1) 控制系统采用用三层网络结构:管理层、现场控制层、传感器/执行机构层。

    2)采用集散型控制系统,主控机房内管理层设备主要由中央图形操作站、系统服务器、客户端等组成,对整个系统进行管理和操控。

    3)现场控制层主要由现场控制器DDC组成,这些现场控制器输入端采集现场机电设备的各种工作状态输出信号,经过现场控制器内部CPU内存控制程序的一系列数学运算和逻辑判断,再从这些现场控制器的输出端向机电设备或执行器输出动作执行指令。其中输出的数字信号将执行自动开启或关断某些机电设备的工作,而输出的模拟信号将自动调节某些机电设备的转速或角度等。

    4)传感器/执行机构层主要由各种类型的传感器和执行器组成,完成向DDC提供现场环境的测量和信号的采集、接收DDC发出的动作执行指令并实施。

    5)招标中关注点:

    1)中央控制系统:根据楼控需要的功能以及控制点位进行 选配,软件应能支持系统需要。系统品牌库:霍尼维尔的EBI5000系统、西门子的APOGEE系统、JOHNSON CONTROL METASYS系统、DELTA的ORCA系统、施耐德的ANDOVER系统。

    2)现场控制器(DDC):按被控设备的点位数量和位置进行配置。

    3)电动调节阀和执行器:电动水阀与执行器配套,按管径选配。电动风阀执行器按风门所需扭矩选配。

    4)传感器:温度、湿度、压力、CO2传感器根据暖通空调系统需要配置,品牌与中央控制系统一致。

    5)AO(模拟量输出)、DO(开关量输出)、AI(模拟量输入)、DI(数字量输入)的配置数量要合理。

    3、可视对讲系统:

    1)系统功能简单、可靠。

    2)室内机、单元门口机、围墙机主要参数:彩色、黑白、分辨率。

    3)一卡通系统:与停车场系统、门禁系统通讯协议一致。

    4、消防报警系统(FA):

    1)按照集采目录选择产品,每台消防报警主机容量不超过3000个地址点。

    2)先确定总地址数,再选回路,最后选主机。

    3)消防广播:步行街店铺、地下室、大商业其它主力店。背景音乐:步行街走廊、中庭;万达百货; 物管 用房;火灾时强切为消防广播,不要重复设置。 

    (4)关注点:深化设计提早介入;吊顶区域建议不预埋;按防火分区内点数合理设置回路;回路不要走回头路;车库考虑采用非编码探测器;车库考虑采用非编码探测器;大商业考虑总线电话。 

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