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一、系统规划，统筹布局，气站建设不能留尾巴
加气站的建设是一个比较复杂的系统工程，必须系统规划，统筹布局，优化工艺设计和设施配置，避免建设中反复修改布局和计划外预算。要依据所需供气的汽车属性和加气特点确定压缩机的基本参数和加气岛布局；要以气源质量、当地气候条件、压缩机的技术参数为基础，对系统工作压力，气体流量、流速、管径、接口状态等参数进行规划布局，优化和合理的控制加气站容量，对将来加气情况的预期也要适当考虑，在进行工艺设计时还要考虑系统的运行安全施工的方便和维修维护简单细节因素。
二、主体设备选择要高标准，力求先进适用
无论何种燃气的加气站，压缩设备都是整个气站的核心设备，选型应结合整个加气站的工艺流程、气源情况、自然条件、业务量、目标客户、投资规模等因素综合考虑，不能简单哪个公司的产品或那种型式产品的好坏，每一压缩机产品的合理性和适应性总是相对的，不同的加气站要区别选择。如何选择一台性能优越的压缩机是加气站所有设备中的关键，加气站的压缩机种类很多，D型、L型、W型、V型、T型、立式都有对应的优缺点。对于压缩机的可靠性问题，关键取决于生产厂的制造质量，与结构型式没有太大关系。但从其工作状态可分为无油和有油两种形式。我个人推荐使用美国或德国进口的压缩机，由于这两个国家对燃气加气站的研究时间长、实践经验足，其产品的性能稳定程度全球领先。
三、配套设备选择要本着经济耐用原则，力求质量过关更要互换性好
辅机设备在加气站中使用频次高，维修维护是规划阶段要着重考虑的。如：燃气加气机，我国已有多年的生产制造经验，与国外知名企业的质量差距已经不明显，近年来国产的加气机有相当一部分出口欧美发达国家，所以，国产设备完全能够满足燃气加气站的运行需要和技术要求，而价格却比进口设备低40%左右，因此在满足设备标准参数的前提下，应首选择国产设备。国产设备的更大优势是：零部件供应及时、部件价格低、售后服务便捷同时国内几个品牌的机器零件互换性较高，不存在急用件更换困难的现象。
四、储气容积要合理，不能一味求大
燃气加气站的存储系统通常有：储气瓶组、储气井、储气罐三钟类型，要根据地区加气市场来规划选择，不能一味求大。储气系统既要考虑所处位置的加气量，又要考虑加气汽车台次及加气高峰，要结合压缩机的排量匹配，过小的储气容量，会造成压缩机的启动频繁增加磨损，影响压缩机工作寿命，耗能也会很大。过大的存储容量，更往会造成储气容积的浪费，并成倍的增加建设成本和日后维护费用，因此储气系统的容积必须是仔细测算后合理确定，以免造成储气不足或投资浪费。
五、结合气候条件，选好冷却系统和保温系统
我国南方地区无霜期较长，冷却系统应选择水冷方式。北方地区冬季节时间长，在安装天然气工艺管线和冷却水管线应在当地冻土层以下，可采用风冷系统，结构简单维修方便，少了冷却水循环系统。北方寒带地区的加气站要适当安装保温系统，建议给压缩机房提供采暖，撬装式压缩机放在露天安装时应在撬装内安装取暖保温装置，一定要坚持保持温度在标准范围，否者不建议压缩机开机运行。
六、交款方式尽量选择准确便捷的IC卡方式
由于压缩燃气存储钢瓶容积有限，正常情况下一只钢瓶一次只能加10至15立方米，单次加气金额比较少，同时，加气站面对的多数用户为城市出租车、公交车。每次加气量少、加气次数多，不但加大了加气员的工作量又增加了加气时间，收款的准确性和快捷性很难保证，为了更好的为广大出租车、公交车服务，提高工作效率，我建议加气机使用IC卡收费系统，不但减少现金交款的诸多弊病，。
七、贯穿始终绷紧“安全弦”，建设之初要坚决杜绝安全隐患
安全企业运行和国民经济的头等大事，对于加气站这种高危作业环境，安全生产显得格外重要。任何未达到安全规范而造成的事故，不仅会导致设备损坏并造成经济损失，而且也可能导致人员的伤亡。加气站的安全性主要诱因在于天然气的活跃属性和气体被压缩后的高压力。在安全预防措施中，日常最重要的条件是良好的通风，和消除静电危害。所以，在固定式加气站的机房建设过程中，要特别注意防止形成天然气积聚区，压缩机机房不宜采用吊顶层结构。撬装结构应有专门的排风扇，保证不能形成天然气可能积聚的死角，并且无论压缩机是否运行，排风扇应始终保持工作状态。为防止静电危害引发事故，加气站一切工具应为铜质。俗话说：凡事防患于未然。作为加气站这一高风险作业环境，建站投产前势必要经过反复调试以适应投产后的生产经营，为了防止燃气泄露、爆炸、火灾等突发事件，在筹划建站前一定要充分考虑每个环节的危险点源，结合其他成熟的气站制定相应的应急处置预案，一旦发生意外，管理和操作人员都能按照预案处置，减少和避免人员伤亡和财产损失。
结束语：以上是我在生产实际中学结的几点关于燃气加气站建设体会，希望能成为同行们的引玉砖、敲门石。大家共同努力，使燃气这一新的替代能源为更多的用户服务，从每个加气站筹建开始，严格执行行业标准，科学合理规范施工，保证每个燃气加气站在投入使用后都能够安全、平稳运行。
参考资料：
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1 设计配置一体化原理
常规的变电类二次回路等的设计方案是由设计院来完成制作蓝图的，全部现场进行的施工都必须完全依据所拟定出来的蓝图来对二次电缆进行连接，通过万用表也可以使其他的特定仪器来连接设备以及检测。在这一系列的操作过程中，也会造成以下三个问题的出现：第一，怎么出这些虚端子的联系图或者是表？第二，怎么来保障这些虚端子能够正确连接？第三，怎么来校对这些SCD类文件中的虚回路？以上的三个问题联合体现出了一些重要的需求，比如配置以及设计一致性的相关需求，同时也还有效率方面的需求。设计图纸经过各个拥有不同输入以及输出接口的相关配置图等一同组成，然而配置就是要求在那些智能装置的ICD模型的工程实例化的基础之上，经过输出和输入的变量映射，以便使它们能够在所有系统的内部装置内可以顺利地建立起相应的联系。其实对于配置以及设计一体化来说，这一技术的重要基础就是要做到图模一体化。然而在对图纸做出设计的过程中，一般情况下是要按照图模的建立同时还要安排不一样的图模输出和输入变量来进行命名的，而且其定义也要求能够和标准化的那类设计的一些有关规定是相符合的。另外，所有的装置图元的拓扑关系都必须要求是使用在建设所有装置的虚端子的相应的映射表之上的。
1.1 图模一体化技术
对于那些常规多见的变电站设计来说，这些装置图元虽然没有被许多模型文件大力支持，但是各种各样的装置已经对许多定义进行了标准化，而且各个应用也必须提供相应的输出、输入端子的定义。比如：国家电网公司对于继电保护发出了“六统一”的标准。导入装置所用的界面控制文件以及建立图模的过程是完全一样的，要是出现不满足标准的那类定义就必须做出提示以及警告。把压板作为一个例子来说，其标准的具体条件就是：保护类装置必须含有特定模型，TR（HTML语言标签）是经过一些特殊的操作之后而出现的一种跳闸信号。举一个例子来说，那些一样型号的装置要求不能在相同的电压等级下进行使用，会有部分的输出以及输入虚端子等的中文描述出现部分的不同，在这种条件之下，大部分厂家的装置提供了同一种接口控制文件。这种做法是非常不规范的，而且也带来许多不便之处。
1.2 拓扑邻接表
拓扑邻接表是经过手工布线来产生的，通过拓扑的连接线的复制以及虚端子表的映射关系，就能够自动地描绘出所有必要的连接线，从而达到人工检查可视化这一重要目标。在交换机连接这些装置的时候也是同样的要求，首先进行画线工作，其次依据这些连接线所产生的拓扑连接表这一特殊的办法。各个装置之间所有的连接线一般情况下都含有组播地址这类属性，这些特殊的属性完全都是可以进行配置的，所输出的这类SCD文件一般情况下也要包含这些特定的属性内容。
1.3 一致性问题的解决
维护工作最为重要的一项参考资料就是虚回路的图纸，运用以及维护工作必须能够导进图纸以及虚回路，从而能够达到虚回路的完全可视化，况且是不按照设计的图纸来完成重新的配置以及绘制相应的虚回路。当系统的集成商进行集成以及调试的这一过程中，一般都是对局部进行维修以及改进的，并且在设计院把改动过的新的结果做出备案手续。当前，许多集成商一般情况下，都是运用自己具有的工具对配置进行改动，然后再把改动出来的新情况保存在特定的文件之中。然而通过虚端子这种自动布线的功能通常就可以显现出虚回路图，以方便设计人员的监察。
2 智能辅助的设计
2.1 虚回路的自动布线
通常情况下，虚端子的映射表是涵盖了全部装置之间的所有虚端子的联系，这种联系现在已经被看作是虚回路的可视化的一项重要基础。通常是在图纸画布上面来进行虚回路的可视化的装置配置，还要对两个相应的布线路径做出具体的定义。更重要的是在做二次拓扑图的过程中，只需要两个装置中的一个连接起来，就可以表示出这之间是具有相互的通讯联系设备的，只不过这两个装置中都是通过一个通信线来进行所有相关的映射，在虚回路布线中所定义出来的那条路径，其实也就是要求来描绘出所需的通信线。
描绘虚回路的可视化的回路也就是重复描绘几个通讯线，运用这种方式来达到虚回路的自动布线这一功能。更加值得注意的一点是，通过筛选虚回路所显示的各种各样的类型种类，能够有效地减少一些相应的线路，这样也可以有效地防止出现繁杂以及零乱。
2.2 自动生成光缆清册
对光缆清册进行计算，就必须清楚两个条件：第一，装置之间以及交换机和配置之间所使用的通讯线；第二，屏柜内具有什么样的装置。在拓扑图中，要求对相关的通信线做出相应的定义，只要存在了这两个方面，生产所需的所有光缆清册就可以在自动条件下来完成。一般情况下所需要的工作量是比较大的。
2.3 对典型设计的支持
使用一些经典的设计图样和一些经典的工程配置，再加上一些特殊的操作（如间隔复制等），就能够达到这一功能所要的效果。当然它的主要要求就是完整性，因为在处理相同种类的间隔时，这种设计方式一般会运用一些特殊的办法，然而虚端子的映射表却无法表示出，必须要做到输出是完整的，这样才能够方便检测这些SCD文件。所以该工具也就为其提供了所需的另外一种功能，从而缩小手工的工作量。虚回路的布线功能可以自身检测出映射的正确性。
3 设计配置信息的共享
在对系统做出维护的时候，必须要仔细地查看一下相应的通信类的参数，比如IP地址等。然而进行故障分析或者是在调试时，必须要查询检测虚回路。其实在对环境进行预测和设计的时候，有些工作量的一大部分已经是完成的。那么怎样来共同分享这些重要信息呢？虽然在SCD的文件中也涵盖部分这类信息，但是在利用维护的时候，更应该做出清晰明白的图示，这也就是对可视化运行的维护。有些格式的虚端子的变量名（比如IEC格式），再结合一些其他文件的拓扑信息（比如DXF类文件的），就可以做到相关信息分享。
4 结语
本文中，智能变电站在设计方面仍然存在着大量的问题，本文提出了一些相应的解决办法，按照这种特有的一体化思路，最终达到配置以及设计的统一，这不单单是对一致性的问题做出了解决，而且还通过一系列措施减少了设计的工作量。如今许多设计院也正在使用设计配置的一体化工具，这给智能变电站的相关建设工作做出了很大的贡献。
参考文献
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关键词：变电站消防系统、水喷雾灭火系统、气体灭火系统、火灾自动报警系统
Abstract:With the development of national economy, the power grids oftheprocess is also accelerating. In the process of construction of power grids, the number of substation construction is showing a growing trend. To save space, reduce the building area, and control project cost , many substations are designed for unattended substation integrated automation, full indoor or semi indoor layout. In such cases, the normal operation of the fire protection system for substation safety in production is more important. This paper introduces a variety of technical measures and its working principle and the corresponding design method.
Keywords: substation fire protection system, water spray extinguishing systems, gas fire extinguishing system, automatic fire alarm system
变电站消防系统的设计可分为：总平面布置及建筑防火、消防灭火设备系统、通风空调防排烟、消防电气、电缆敷设及防火阻燃等几部分内容，以下对各个系统的设计原则一一作简略介绍。
一、总平面布置及建筑防火
变电站总平面布置消防设计主要依据《建筑设计防火规范》GB50016及《火力发电厂与变电站设计防火规范》GB50229。
变电站内火灾危险性为丙类且建筑面积超过3000m3的生产建筑周围宜设置环形消防通道。主变压器场地、高压电抗器场地周围应设置环形消防通道，当设置环形消防车道有困难时，可沿长边设置尽端式消防车道，并应设置丁字形回车道或回车场。消防车道的宽度不应小于4m，转弯半径不宜小于9m，道路上架空障碍物净高不应小于4m，可以满足消防车通道、运行、检修、安装等要求。以确保消防通道畅通无阻,在每一建(构)筑物发生火灾时,消防车可直达出事地点。
变电站内的建(构)筑物与变电站外的民用建(构)筑物，变电站内各建(构)筑物及设备间防火间距必须严格遵循《建筑设计防火规范》GB50016及《火力发电厂与变电站设计防火规范》GB50229的规定,以防止某一部位发生火灾后殃及相邻部位的建(构)筑物,从而阻止火势漫燃至全站。
二、灭火系统
变电站内的灭火系统有消火栓灭火系统、水喷雾与细水雾灭火系统、泡沫灭火系统、气体灭火系统、干粉灭火系统等多种形式。
1.消火栓灭火系统
变电站消火栓灭火系统主要用于保护综合楼、配电装置楼等。消火栓灭火系统的灭火机里主要是冷却：将可燃物冷却到燃点以下，燃烧反应终止。用水扑灭固体物质的火灾时，水吸收大量热量，使燃烧物的温度迅速降低，火焰熄灭。变电站消火栓灭火系统室内外消火栓用水量是依据《火力发电厂与变电站设计防火规范》GB50229和建筑物耐火等级、火灾危险性类别、建筑物体积、建筑物高度、建筑物层数等选取相应的设计用水量。由于相当一部分变电站地处偏僻乡郊或山区，市政供水不能到达或距离较远，多采用深井取水以满足变电站生活和消防用水。故变电站室内外消火栓灭火系统给水方式多采用设置消防贮水池、消防水泵和稳压设施等组成的统一临时高压消火栓给水系统。
2.水喷雾与细水雾灭火系统
变电站水喷雾与细水雾灭火系统主要用于保护油浸变压器、高压电抗器、电容器、电缆隧道、电缆夹层等。其灭火机理主要是通过高压产生细小的水雾滴直接喷射到正在燃烧的物质表面产生表面冷却、窒息、乳化、稀释等作用。从水雾喷头喷出的雾状水滴，粒径细小，表面积很大，遇火后迅速汽化，带走大量的热量，使燃烧表面温度迅速降到燃点以下，使燃烧体达到冷却目的；当雾状水喷射到燃烧区遇热汽化后，形成比原体积大1700倍的水蒸汽，包围和覆盖在火焰周围，因燃烧体周围的氧浓度降低，使燃烧因缺氧而熄灭；对于不溶于水的可燃液体，雾状水冲击到液体表面并与其混合，形成不燃性的乳状液体层，从而使燃烧中断；对于水溶性液体火灾，由于雾状水能与水溶性液体很好溶合，使可燃烧性浓度降低，降低燃烧速度而熄灭。水喷雾与细水雾灭火系统设计喷雾强度以及持续喷雾时间依据国家标准《水喷雾灭火系统设计规范》GB50219和相关行业标准有关规定选取相应的设计数据。由于水喷雾灭火系统保护设备都是高压带电设备，所以喷头与带电设备的最小距离应根据带电设备额定电压等级选取相应的最小布置距离。油浸变压器的保护面积除应按扣除底面面积以外的变压器外表面面积确定外，尚应包括油枕、冷却器的外表面面积和集油坑的投影面积。以下为某110kV变电站主变压器细水雾灭火系统，如图1所示。
3. “SP”合成型泡沫喷雾灭火系统
合成型泡沫喷雾灭火系统是采用合成泡沫灭火剂，通过气压式喷雾达到灭火的目的。该系统作用原理是结合水雾灭火和泡沫灭火的特点，借助水雾和泡沫的冷却、窒息、乳化和隔离等综合作用来达到迅速灭火的目的，具有良好的灭火效果，且不易复燃。系统的启动方式是采用储存在钢瓶内的氮气作为动力源，直接驱动储液罐内的灭火剂混合液，经管道和水雾喷头喷出。故不需设置庞大的消防水池，同时由于灭火剂以高压氮气作动力源，也不需设消防水泵等装置。整个系统结构简单，布置紧凑，控制容易，维护方便。对户外独立变电站的油浸变压器特别是缺水或寒冷地区的变压器，可采用“SP”合成型泡沫喷雾灭火系统取代传统的水喷雾灭火系统。“SP”合成型泡沫喷雾灭火系统设计喷雾强度以及持续喷雾时间依据国家标准《泡沫灭火系统规范》GB50151和相关行业标准有关规定选取相应的设计数据。油浸变压器的保护面积是按保护对象的水平投影面积且四周外延1米计算,与水喷雾灭火系统计算保护面积有所不同。以下为某220kV变电站主变压器“SP”合成型泡沫喷雾灭火系统，如图2所示。
4. 排油注氮灭火系统
排油注氮灭火系统的灭火机理是：当变压器因内部故障发生火灾，火灾自动报警系统同时接到火灾探测器和瓦斯继电器动作信号后，立即打开快速排油阀，降低变压器油箱油位，减轻油箱本体油压，防止变压器爆炸；同时关闭控流阀，切断油枕向本体供油。经数秒延时，氮气从变压器底部充入本体，并充分搅拌，使油温降至燃点以下而迅速灭火。全部充氮时间在十分钟以上，可使变压器油充分冷却，防止复燃。整个系统结构简单，运行维护方便。
5.气体灭火系统
随着卤代烷灭火剂在内的氯氟烃类物质在大气中的排放，导致对地球大气臭氧层的破坏，危害人类的生存环境。变电站气体灭火系统已多采用七氟丙烷气体（HFC-227ea）灭火系统、混合惰性气体（IG-541）灭火系统、二氧化碳灭火系统等洁净气体灭火系统。其灭火机里有冷却、窒息、隔离和化学抑制等。变电站气体灭火系统多用于封闭空间的油浸变压器室、高压电容器室、高压电抗器室等的保护。气体灭火系统主要依据防护区净容积和国家标准《气体灭火系统设计规范》GB50370选取灭火设计浓度等以设计计算。以下为某110kV变电站电容器室七氟丙烷灭火系统，如图3所示。
6.建筑灭火消防器材
变电站各室外场地和室内各设备间按《建筑灭火器配置设计规范》GB50140和《电力设备典型消防规程》DL5027设置推车式和手提式干粉灭火器、消防砂池、消防斧、消防铲、消防铅桶、活动式喷雾水枪等建筑灭火消防器材。
三、通风、空调及防排烟
变电站建筑通风、排烟应尽量采用开窗自然通风和自然排烟方式。不具备自然排烟条件的配电装置室及地下变电站则应设置机械排烟设施。变电站通风和空调系统应与消防系统联锁，配合消防系统进行防火隔断和排烟。火灾时，应按火灾自动报警系统设定的程序联锁自动关闭通风和空调电源。
变电站GIS室内的六氟化硫气体和气体灭火防护区域放出的洁净气体均为比空气重的气体，故应设置机械排风装置，排风口宜设置在防护区的下部并应直通室外。
四、消防电气
1.消防供电
消防控制室、消防水泵、防烟排烟设施、火灾自动报警系统、灭火系统、疏散应急照明和电动的防火门、窗、卷帘、阀门等消防用电，应按现行的国家标准《火灾自动报警系统设计规范》GB50116和《供配电系统设计规范》GB50052的规定进行设计。
2.火灾应急照明及疏散标志
变电站主控制室、通信室、配电装置室、继电器室、变压器室、电容器室、电抗器室、消防水泵房、建筑疏散通道和楼梯间等场所，设置火灾事故应急照明以及发光疏散指示标志。
3.火灾自动报警系统
变电站应根据《火灾自动报警系统设计规范》GB50116和《火力发电厂与变电站设计防火规范》GB50229的要求，设置火灾报警及控制系统。火灾报警控制器的容量、性能要求以及相应接口均应按照远期规模考虑，火灾探测报警区域包括主控楼及主变压器等。根据安装部位的不同，采用不同类型和原理的探测器。火灾探测报警系统由感烟、感温探头、感温电缆、手动报警盒、警铃、火灾报警控制器等组成。
火灾报警控制器应设在变电站的主控室内，以便于集中控制和管理火灾报警信息，并可通过通信接口将信息送至变电站的计算机监控系统，一旦火灾发生，工作站操作员可即时推出相应的报警画面，供运行人员监视。
五、电缆敷设及防火阻燃
为了防止电缆火灾事故，电缆从室外进入室内的入口处、电缆竖井的出入口处、电缆接头处、主控制室与电缆夹层之间以及长度超过100米的电缆沟或电缆隧道，均应采取防止电缆火灾蔓延的阻燃或分隔措施，并应根据变电站的规模及重要性采取一种或数种的防火阻燃措施。
总之，随着国民经济的发展，消防标准的进一步提高。同时各种新型灭火系统在变电站消防上的广泛应用，必将带来良好的社会效益和经济效益。
参考文献
[1] 建筑设计防火规范 GB50016-2006中国计划出版社 2006年
[2] 火力发电厂与变电所设计防火规范 GB50229-2006中国计划出版社 2007年
[3] 水喷雾灭火系统设计规范 GB50219-95中国计划出版社 1995年
[4] 气体灭火系统设计规范 GB50370-2005中国计划出版社 2006年
[5] 火灾自动报警系统设计规范 GB50116-98中国计划出版社1999年
[6] 建筑灭火器配置设计规范 GB50140-2005 中国计划出版社 2005年
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2. 工程实例
2.1人防概况
巴黎河谷项目人防工程包括包括四个二等人员掩蔽所（防常规武器抗力级别5级，防核武器抗力级别5级，防化等级为丙级），一个甲类常6核6级物资库（防常规武器抗力级别6级，防核武器抗力级别6级，防化等级为丁级）及一个甲类常5核5移动电站防常规武器抗力级别5级，防核武器抗力级别级）。平时为地下汽车库及住宅储藏室。各分区概况如下表：
2.2负荷分级
战时电力负荷应战时用电负荷的重要性、供电连续性及中断供电后可能造成的损失或影响程度分为一级负荷、二级负荷和三级负荷，本项目中一级负荷包括：基本通信设备、音响警报接收设备、应急通信设备、柴油电站附属的配套设备、应急照明；二级负荷包括：战时风机、水泵、三种通风方式装置系统等，正常照明。一二三级负荷分级规定以及战时常用设备电力负荷分级参见《人民防空地下室设计规范》GB 50038―2005。
2.3负荷计算列表
2.4负荷计算
一级负荷P1= （1.5+1.5+2+2+4+2）*1+（3+3+3+3+3）*0.5+8.2=24.2 kW
二级负荷P2=（3.75+3.75+5.5+5.5+4）*0.6+（3.3+3.3+3.3+3.3+3.3）*0.6+（2+2+2+2）*0.6+（4+4+45+4.5+9）*0.7+（5+5+5+5）*0.6=58.05kW
总计算负荷Pn=（ P1+ P2）*0.95=（24.2 kW+58.05kW）*0.95=76.24kW
2.5柴油发电机容量选择
1.依据规范人民防空地下室设计规范》GB50038-2005第7.7.2.3条要求，柴油发电机组的总容量应留有10%～15%的备用量，不设备用机组. 因此 柴油发电机容量为：
Pe= （1+15%）*Pe=1.15*76.24=87.68
2.按最后容量计算柴油发电机容量，计算公式如下：
Pe=K*Pn=1.2*87.67=105.2kW （其中K为可靠系数，取K=1.2）
选用120KW柴油发电机组一台
3.按最大一台电动机启动条件校验发电机容量，因最大单台设备为4kW战时风机，设备容量远小于发电机容量，可不做校验
2.6移动电站设计
依据《人民防空地下室设计规范》GB50038-2005第7.7.2.2条要求：人员掩蔽工程、配套工程的电站当发电机组总容量不大于120kW时宜设置移动电站。设置战时移动电站，移动电站布置见下图：电站不需设置控制室，只在电站操作方便位置设置战时电源总柜，电站内风机，排水泵等仅设置就地控制箱。
3. 小结
在人防设计中，设计者对战时负荷计算往往过大，造成了 不必要的浪费，笔者认为，人防工程战时负荷计算及柴油电站设计应结合工程项目实际情况，合理计算，才能做到既能满足战时应用，又能避免因负荷计算过大或柴油电站设计不合理而带来的浪费。
参考文献
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本项目位于海南省海口市，共分为A、B、C、D四个地块， A、B、C地块为二类住宅用地，总用地面积为306112m2（其中A地块建设用地98555平方米，B地块建设用地80956m2，C地块建设用地98861m2），D地块为小学用地（建设用地27740m2），建筑面积约100万平方米。
本项目为初步设计，共涉及高、低压配电系统、电力配电系统、照明配电系统、防雷及接地系统、火灾自动报警及联动控制系统、紧急广播系统、 综合布线系统（电话、网络）、安全防范系统、小区周界防范系统、公共区域防范（包括电子巡查系统、视频安防监控系统、停车场管理系统）、家庭防范系统（包括可视对讲、紧急求助、燃气泄漏及非法侵入报警系统）。
2 高低压系统设计
2.1高压系统供电形式的确定
鉴于本项目规模较大（用地面积约30万平米，建筑面积约100万平米），设置两处开闭所。ABD区开闭站设在B10#楼地下室，总容量19400KVA；C区开闭站设在C10#、C11#楼地下室，总容量11600KVA（图1）。
本项目的使用功能为住宅及配套设施，且住宅项目多采用环网结构配电。因此在方案设计阶段，提出了两种构想：单环网供电、双环网供电。双环网供电具有接线完善、运行灵活、供电可靠性高，但投资比单环网增加一倍，一般适用在城市（镇）市中心区繁华地段、双电源供电的重要用户或供电可靠性要求较高的配电网络（图2）。经与海口当地供电部门沟通，因当地供电容量有限，且电源质量较差，确定采用单环方案，另分布设置柴油发电机作为备用电源（图3），以保证负荷供电等级及电能质量。
2.2负荷估算
根据JGJ 242-2011《住宅建筑电气设计规范》中3.3.1条，每套住宅的用电负荷和电能表的选择不宜低于表1的规定。
另，参考04DX101-1《建筑电气常用数据》中各类建筑物的用电指标，并与甲方确认后，住宅楼底商按120w/m2预留电量。
以C地块为例，用电负荷估算如下：
商业：120w/m2；
住宅楼：40m2户型3kW；
60m2户型4kW；
90m2户型6kW；
100m2以上户型8kW；
空调及动力容量由相关专业提供（表2、表3、表4）。
3 变配电所的设置
同样以C地块为例，根据负荷分布及负荷计算在C区中设三个变配电室。分别在C-3、C-4地下室；C-5、C-6地下室、C-10、C-11地下室（图1）。
C-3、C-4地下室内变配电室供电范围：C-1#楼、C-2#楼、C-3#楼、C-4#楼、C-2#楼底商、C-3#楼底商、C-4#楼底商。
C-5、C-6地下室内变配电室供电范围：C-5#楼、C-6#楼、C-7#楼、C-8#楼、C-9#楼、C-12#楼、C-5#楼底商、C-6#楼底商。
C-10、C-11地下室内变配电室供电范围：C-10#楼、C-11#楼。
各变配电室均为一路高压供电。每个变配电所配套设置一个柴油发电机房。其高低压开关柜均暂考虑采用上进上出的接线方式。供电方案及变配电所、柴油发电机房设计等均参照《中国南方电网-海南电网公司住宅小区供配电设施建设技术规范》及当地做法。由施工图设计单位按照甲方及当地供电部门要求进一步深化设计。
4 人防系统设计
本工程人防位于C地块C-9#、C-10#、C-11#各楼的地下一层，均为六级一般人员掩蔽室。
4.1负荷分级及供电要求
根据GB 50038-2005《人民防空地下室设计规范》中电力负荷本工程一级负荷：基本通信设备、音响报警接收设备、应急通信设备柴油电站配套的附属设备、应急照明。二级负荷：重要的风机、水泵；三种通风方式装置系统；正常照明；区域水源的用电设备。三级负荷：其它电力及照明负荷。
电力负荷按平时和战时两种情况分别计算。防空地下室应引接电力系统电源，并宜满足平时电力负荷等级的需要；当有两路电力系统电源引入时，两路电源宜同时工作，任一路电源均应满足平时一级负荷、消防负荷和不小于50%的正常照明负荷用电需要。人防电源由各个变配电室引来，战时由移动电站供电。
4.2人防电站
（1）选址
防空地下室的柴油电站应尽量靠近负荷中心，还要考虑交通运输、输油、取水、管线进出的方便。因此本工程人防移动电站，设在防护单元内适当位置。
（2）人防电站的类型，分为固定电站和移动电站
根据GB 50038-2005《人民防空地下室设计规范》中的相关要求，当发电机组总容量大于120kW时，宜设置固定电站；当条件受到限制时，可设置2个或多个移动电站；当发电机组总容量不大于120kW时宜设置移动电站。本工程从供电要求及经济成本等因素考虑，设置移动电站，除柴油发电机组平时可不安装外，其他附属设备及管线均应安装到位。
（3）机组容量的确定
其容量主要包括：人防电站供电的应急照明、重要通信、报警设备，重要的风机、水泵。另外，机组容量还应考虑低压供电允许范围内其他人防工程战时一、二级供电需要。本工程均选用120kW柴油发电机。
相关负荷计算及系统（图4、表5）。
5 结语
本文是笔者在设计此项目时的一点做法和心得，有些地方还不太成熟。不妥之处，敬请批评指正。总之，随着社会的发展，住宅小区的规模日趋巨大，系统越来越多，越来越复杂，有待于我们进一步探讨。
参考文献
[1]JGJ 242-2011《住宅建筑电气设计规范》
[2]04DX101-1《建筑电气常用数据》
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防空地下室建筑面积之和大于5000平方米时应设置柴油电站，移动柴油电站是战时有防护功能的备用电源，人防柴油电站的通风排烟系统设计是否合理，将直接影响柴油发电机房的建设投资和正常使用。可能因为在战时主要电源（城市电力系统）遭到破坏时，才会启动柴油发电机组发电的缘故，有些暖通工程师对此会有些疏忽，本文就典型的人防风冷式柴油电站浅谈一下其通风排烟系统合理设计的必要性。
二、风冷柴油电站的通风排烟系统设计
柴油发电机房（又称柴油电站）由发电机房、电气控制室、储油间（油库）、水库（水冷却间）、二氧化碳室等组成，是防护单元内有独立的进风、排风排烟系统，战时可以染毒的房间。它由防毒通道与清洁区相连。当工程处于清洁式、滤毒式、隔绝式状态时，柴油发电机组均应能运行发电，电站内不存在三种通风方式。控制室设在密闭门以内的非染毒区，与发电机房之间设简易的防毒通道，空间极小，通常不做通风。
由于水冷式柴油发电机房适用于水源丰富、夏季进风温度偏高的地区，而风冷与蒸发式冷却结合方式的柴油发电机房系统的复杂性，实际工程中大都采用风冷式柴油电站，这样合理的通风排烟系统设计就十分重要了。
首先柴油电站通风及温湿度标准是工程通风设计的重要依据。过高的设计标准会使技术措施复杂，更增加了设备投资，运行费用上升，造成不必要的浪费；相反过低的标准又会出现温度过高，通风不良而使柴油放电机房无法正常工作。根据《防空地下室设计手册》（暖通、给水排水、电气分册）在实际设计中人员直接操作的柴油发电机房室内温度不宜大于38°C，相对湿度不应大于75%；当机组不运转时，室内温度不低于5°C。
（一）柴油电站的通风
在柴油电站的通风设计开始前，首先就要与建筑、电气专业配合好，合理的确定进排风井位置，进风口应尽可能开在发电机侧，使进风流经发电机保证发电机的散热。出地面的排风百叶和进风百叶要确保不短路。根据《人民防空地下室设计规范》3.4.1，3.4.2条柴油机房的排烟口应在室外单独设置；进风口、排风口宜在室外单独设置，平战两用的风口要防倒塌、防堵塞及防雨防地表水等。室外的进风口宜设计在排风口和柴油机排烟口的上风侧。进风口与排风口之间的水平距离不宜小于10m；进风口与柴油机排烟口之间的水平距离不宜小于15m，或高差不宜小于6m；若电站平时也使用还应符合环保要求。然后根据电气设备等资料进行通风系统计算：
1、柴油电站进风量、排风量
1）柴油机采用空气冷却时，按消除机房内余热计算进风量：
3）排风量为进风量减去柴油机燃烧的空气量：这个燃烧空气量可以查看电气专业选用的柴油机型号资料来计算：Lr=60nitkVn（m?/h）（n为柴油机转数，i为气缸数，t为冲程系数，k为空气流量系数，Vn为柴油机工作容积）。现在也有些电气资料上已标明了各型号柴油机对应的燃烧空气量；当缺少相关计算参数时，可根据《人民防空地下室设计规范》5.7.3条，按柴油机额定功率取经验数据7m?/（Kwh）来计算其燃烧的空气量。
2、余热量的计算： （kW）
其中 为柴油机的散热量，计算方法为 ，其中 是柴油机工作的额定功率（kW），B是柴油机的耗油率，q是柴油的热燃烧值， 是柴油机工作时的散热系数； 为发电机工作时散热量，计算方法为 ，其中P是发电机的额定输出功率， 是发电机的发电效率； 为排烟管道的散热量，具体的计算方式为 ，其中 是单位长度排烟管的散热量，L是排烟管的长度。
4、与建筑专业配合设置合理的防爆波活门
（二）柴油电站的排烟
柴油电站通风排烟系统设计一般是兼用的，平时通风，火灾时房间密闭气体灭火，之后打开通风机排烟排废气。由于柴油易燃易爆，根据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》6.5.10条柴油电站的通风设备应采用防爆型通风设备，进排风系统均设70°C自动复位防火阀。由于战时的通风排烟都要经过消波， 通风排烟设备选型要考虑这一部分的压力损失。
三、设计中易疏忽的几点
柴油电站的送排风系统气流宜下送上排或侧送对侧排，送排风口应错开布置以免短路；送风系统上应设粗过滤器；柴油发电机房与控制室之间应设置不少于一道能排风换气的防毒通道；防毒通道的换气次数不应小于40次/小时，控制室内超压值不应小于40Pa；柴油机的排烟管必须保温，保温层的外表面温度不应超过60°C，内侧应设消声器；送排风风管风速控制在4～8m/s，以利房间降噪。除此之外，进风口、出风口、排烟口内侧未设置镀锌铅丝网，储油箱上未设置单独的室外呼吸阻火系统也是设计中常见的问题。柴油电站的设备与风管等平战安装必须符合当地人防主管部门规定。以上问题在很大程度上影响着柴油发电机房的使用安全性，很容易出现事故，给人们的生命财产安全带来巨大的损失，所以要引起足够的重视。
参考文献：
[1]《防空地下室设计手册》（暖通、给水排水、电气分册），中国建筑标准设计研究院出版
[2]《人民防空地下室设计规范》GB50038 -2005
[3]国标图集《防空地下室移动柴油电站》07FJ05
[4]《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012
篇7
0 引言
随着目前国际局势的日益复杂化，国防建设的加强，国家对人民防空地下室的重视程度越来越高。为了取得战争的胜利，要求每个防护工程要具备一定的防护能力，并且根据不同工程的特点，充分发挥其战斗作用，要做到这些，都离不开可靠的电力供应。本文根据现行人防工程的国家规范，在国家人防建设方针的指导下，探讨了平战结合的人防地下室电气设计中电源的设置、供配电系统、照明系统、三防呼叫系统、战时通信系统等设计要点，总结出供设计人员在类似工程中可以借鉴的技术参考。
1 人防地下室的设计标准及规范
人防地下室是一种特殊的建筑，它的建设不但要满足平时功能的使用，而且在战时能发挥人防工事的功能。根据战时功能的需要，通常人防工程分为：指挥工程、医疗救护工程、防空专业队工程、人员掩蔽工程、配套工程。在设计时，不仅要遵循平时使用功能的设计规范要求，并应依据当地人防部门的批文，严格按照《人民防空指挥工程设计标准》(RFJ 1-2006）《人民防空指挥工程设计防火标准》(RFJ 1-2004）《人民防空医疗救护工程设计标准》(RFJ 005-2011）《人民防空物资库工程设计标准》（RFJ2-2004）《人民防空地下室设计规范》 (GB50038-2005)、《人民防空工程设计规范》 (GB50225-2005 )、《人民防空工程设计防火规范》(GB50098-2009)、《人民防空工程施工及验收规范》（GB50134-2004）、《人民防空工程防化设计规范》（RFJ 013-2010）等规范针对建筑功能进行电气设计。
2 人防地下室的设计思路
2.1 人防工程中战时电源的设置原则
在设计前, 首先了解工程概况，以确定平时和战时的负荷等级及容量估算, 确定外部电源和内部电源之间的关系。通常情况, 应尽量利用城市的电力系统电源，即使在战时, 当电力系统的电源未遭到破坏时也应充分利用。
根据战时用电需要，考虑一路从电力系统即市电引来，另一路采用内部电源或由邻近的区域电源引来。根据人防工程功能和人防工程规模的要求，确定人防工程内部柴油电站的设置原则：其一，中心医院、急救医院；其二，救护站、防空专业队工程、人员掩蔽工程、配套工程等防空地下室，建筑面积之和大于5000m2（建筑面积大于5000m2是指：一种，新建单个防空地下室的建筑面积大于5000m2；另一种新建建筑小区各种类型的多个单体防空地下室的建筑面积之和大于5000m2；再一种新建防空地下室与已建而又引接内部电源的防空地下室的建筑面积之和大于5000m2时，应设置电站。）。内部电源包括蓄电池组电源、移动电站和固定电站。首先，蓄电池组电源设置要求：对于建筑面积5000m2及以下的分散布置的防空地下室，可不设置内部电站，但对战时一级负荷应设置蓄电池组（UPS、EPS）自备电源，同时要引接区域电源来保证战时二级负荷的供电。确无落实区域电源的防空地下室，应设置蓄电池组（UPS、EPS）自备电源，供给一级、二级负荷用电。同时也可采用一些应急辅助措施，如采用手提式应急灯和手电筒等简易照明器材，采用手摇、脚踏电动风机和手摇、电动水泵等，这是在困难情况下的一种应急辅助措施，并且蓄电池组的连续供电时间不应小于隔绝防护时间；其次，移动电站设置要求：柴油发电机组总功率不大于120KW时，且机组的台数一般情况下设置一台；再次，固定电站设置要求：柴油发电机组总功率大于120kW时，且柴油发电机组的台数不应少于2台。最后，区域电源一般指人防区域性地下柴油发电站（具有一定的防护能力符合人防的相关要求），由人防部门结合整个地区的人防状况统一规划设计。
总之，电站设置的规则，除满足上述要求外，还应满足，电站设置时靠近负荷中心，满足其500m低压供电半径的要求，简化供电系统，节省电气设备投资，供电安全可靠，维修管理便捷。
2.2 供配电系统设计
根据《GB50038-2005》表7.2.4所示，战时各类工程都存在一级负荷，根据《GB50098-2009》第8.1.1条要求“建筑面积大于5000平方米的人防工程，其平时消防用电应按一级负荷要求供电；建筑面积小于或等于5000平方米的人防工程可按二级负荷要求供电”。这都要求此类工程平时要有双电源满足供电要求。而按照《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》（GB50067-97）的规定，根据车库的防火分类，其消防用电负荷供电等级与人防防火规定有所不同。当人防面积超过5000平方米时，汽车库防火分类即使未达到一类车库的规模，根据《GB50098-2009》要求，其消防负荷仍需按照一级负荷的要求供电。
在平战结合人防电气设计中，供电系统的确定可参照图集图示（05SFD10）。本文仅对战时功能为二等人员掩蔽所的工程，进行供电方案的选择分析。在人防电气方案的选用中，我们既要考虑满足平时与战时人防要求，又要考虑平战转换的方便、迅速、快捷。从实际设计情况看，战时不必再考虑照明与动力分别计量的问题，而采用图集05SFD10－3－18页方案2的方式简洁易行，故笔者推荐一般人防可采用此种配电系统。此外，根据最新的人防规范( GB50038－2005) 及国标图集( 05SFD10) 的要求，对于含两个以上防护单元的人防工程，也可按电力电及内部电源分别在人防内部设一总的人防电源配电箱（柜），各防护单元的电源均从此引出，并相互独立，但这种设计的弊端就在于必须在人防区单独划分一个区域作为战时的低压配电房，减少了防空地下室的实际使用面积，所以一般只适用于设有内部电站的防空地下室，低压配电室供电方案和电站具体要求及图示可参见国标图集( 05SFD10)-5-10页、8-2~9页。
2.3 照明系统的设计
根据《GB50038－2005》7.5.4条 战时的应急照明宜利用平时的应急照明；战时的正常照明可与平时的部分正常照明或值班照明相结合。战时应急照明如能利用平时的应急照明最好，因为二者功能一致。其区别仅在于供电保证时间不一致，由于平时使用的需要，设计照明灯具较多，照度也比较高，而战时照度较低，不需要那么多灯具，因此将平时照明的一部分作为战时的正常照明，回路分开控制，有利于平战转换。
灯具的选择宜优先选用重量较轻的线吊或链吊灯具和卡口灯头。当室内净高较低或平时使用需要而选用吸顶灯时，应在临战时加设防掉落保护网的措施。防空地下室平时疏散照明，根据《GB50098-2009》中8.2.4条第一款：沿墙面设置的疏散标志灯距地面不应大于1m，间距不应大于15m。而根据《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)中11.3.4条第二款：沿疏散走道设置的灯光疏散指示标志，应设置在疏散走道及其转角处距地面高度1.0m以下的墙面上，且灯光疏散指示标志间距不应大于20m。由此可见与平时规范相矛盾的地方，要严格按照人防规范的相关要求执行。战时通用房间照明的照度标准值可按《GB50038－2005》7.5.7 条规定取值。
2.4 通信及防化的设计
根据《GB50038－2005》7.8.2条，人员掩蔽工程应设置电话分机和音响警报接收设备，并应设置应急通信设备。通常在防化通信值班室，配电间电站，通风机室等房间设电话分机，并预埋电话分机线路。
根据《GB50038－2005》7.3.8条，设有清洁式、滤毒式、隔绝式三种通风方式的防空地下室，每个防护单元战时人员主要出入口防护密闭门外侧，应设置有防护能力的音响信号按钮。三种通风方式的灯箱和音响装置应设置战时进风机房、排风机房、防化通信值班室、值班室、柴油发电机房、电站控制室、人员出入口（包括连通口）最里一道密闭门内侧和其它需要设置的地方。音响信号、三种通风方式信号控制箱设置在值班室或防化通信值班室内。
关于人防呼叫按钮的设置，在《RFJ013-2010》中第7.2.5条规定，战时出入口最外一道防护密闭门或防护门外侧设置。由此，人防工程中所有人员出入口均设置有防护能力的音响信号按钮，以便于防化值班人员战时控制人员出入工程。
3 结语
综上所述，要设计出全面、完善的人防地下室工程，需要多个专业之间协调与配合，设计出满足平战结合的人防地下室工程，满足人民生活和财产保护的需要，真正发挥人防地下室应有的作用。
参考文献
[1] GB50038-2005，人民防空地下室设计规范[S].
[2] GB50225-2005，人民防空工程设计规范[S].
篇8
人防工程按照战时使用功能可分为：指挥工程、医疗救护工程、专业队工程、人员掩蔽工程和配套工程五大类。其中，除指挥工程以外，其他人防工程战时均不考虑消防设计。除了指挥工程需要遵循专门的设计规范和防火规范，医疗救护工程需要遵循《人民防空医疗救护工程设计标准》RFJ005-2001以外，其他人防工程通风设计的主要依据是《人民防空工程设计规范》GB 50225-2005、《人民防空地下室设计规范》GB 50038-2005和《人民防空工程防化设计规范》RFJ013-2010，如果涉及到平时功能的消防设计，还应遵循《人民防空工程设计防火规范》GB 50098-2009。
根据9规范总则，《人民防空工程设计规范》GB 50225-2005适用于新建、扩建的坑道、地道和单建掘开式人防工程以及地下空间兼顾人防需要的工程;《人民防空地下室设计规范》GB 50038-2005则适用于新建或改建的抗力级别为常5级、核4级及以下的甲、乙类防空地下室和居住小区内的结合民用建筑易地修建的甲、乙类单建掘开式人防工程设计。由此可见，两本设计规范具有以下几点不同：(1)《人民防空地下室设计规范》GB 50038-2005只适用于抗力级别为常5级、核4级及以下的人防工程，而《人民防空工程设计规范》GB 50225-2005对抗力级别未作要求，即适用于各种抗力等级。(2)根据施工方法、结构受力形式，人防工程可分为：单建掘开式、附建掘开式、成层式、坑道式、地(隧)道式等结构类型。其中，《人民防空地下室设计规范》GB 50038-2005主要适用于附建掘开式人防工程，而《人民防空工程设计规范》GB 50225-2005则适用于除附建掘开式以外的其他各种结构类型。例如：地下商业街人防工程和水利工程设计应以《人民防空工程设计规范》GB 50225-2005为依据;附建式地下室兼顾人防设计宜以《人民防空地下室设计规范》GB 50038-2005为依据，单建式地下室兼顾人防设计以《人民防空工程设计规范》 GB 50225-2005为依据比较合适。
人防工程在和平时期为了充分发挥经济效应和社会效应，除了战时使用功能以外，还具有一定的平时使用功能，其主要用途为：(1)商场、医院、旅馆、餐厅、展览厅、公共娱乐场所、健身体育场所和其他适用的民用场所等;(2)按火灾危险性分类属于丙、丁、戊类的生产车间和物品库房等;(3)车库。针对人防工程平时功能的消防设计，其主要依据是《人民防空工程设计防火规范》GB 50098-2009。但是，根据《人民防空工程设计防火规范》GB 50098-2009 3.1.14条和条文说明1.0.4条，当人防工程的平时使用功能为车库时，应以《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB50067-97为设计依据。
二、人防工程战时通风方式之间的转换原则
人防通风设计的主要任务就是为了满足战时使用功能而进行的战时通风方式间的相互转换运行，其转换原则为：(1)当工程未遭到核生化武器袭击之前进行清洁式通风。(2)当工程处在下述任一情况时，应转入隔绝式防护或隔绝防护时的内循环通风：1)敌人对该地实施核生化武器袭击警报拉响时;2)工程周围受到核生化武器袭击初期;3)外界空气受到污染而滤毒设备失效时;4)通风孔口被堵塞或通风设备遭到破坏时;5)工程外部发生大面积火灾时。(3)当查明工程外部放射性沾染程度、化学毒剂和生物战剂的性质和浓度，并验证所设除尘滤毒设备能过滤吸收时，方可转入滤毒式通风。(4)在滤毒式通风过程中，当发现通过除尘滤毒设备后空气中的放射性灰尘、化学毒剂和生物战剂的量超过允许标准或除尘滤毒设备的通风阻力出现过大或过小时，要立即转回到隔绝防护时的内循环通风，并迅速查明原因进行处理。更换除尘滤毒设备后，要进行检查，确认性能可靠后，才允许再次转入滤毒式通风。(5)当查明工程外部的放射性灰尘、化学毒剂和生物战剂已经消失，对染毒的通风管道、密闭阀门、扩散室、滤毒室及油网除尘器等进行彻底洗消，经检查合格后，可以转为清洁式通风。只有严格遵循战时通风方式的转换原则，才能够满足人防工程的战时使用要求。
三、医疗救护工程分类厅的换气次数
医疗救护工程作为战时对伤员独立进行早期救治工作的重要场所，其通风设计应遵循《人民防空医疗救护工程设计标准》RFJ005-2001。根据此标准第4.2.4条规定“滤毒通风时，第一密闭区分类厅的通风换气次数不宜小于40次/h”。然而在实际设计中，此条规定非常难以满足，因为按此要求进行设计，所需滤毒通风量会很大，这不但增加了过滤吸收器、超压排气活门的个数，而且增大了滤毒通风管道的截面积，从而增加了设备投资。例如，根据标准要求，不同等级的分类厅最小使用面积为40m2～60m2，层高最小为2.6m，则满足此要求的最小滤毒通风量为(40～60)2.640=4160～6240 m3/h，此值比按照防毒通道换气次数要求计算得到的滤毒通风量至少大1～2倍。所以笔者个人认为，按人员主要出入口最小防毒通道换气次数不小于50次/h确定滤毒通风量较为合适。
篇9
钢管的总体布置主要是钢管管线走向；钢管与前池及厂房机组的联结方式。其布置应符合电站总体布置要求，考虑地质、地形条件，本着节省投资，水流平顺、水头损失小，施工及运行安全、方便的原则，经技术经济比较确定。在钢管管线布置中，根据工程地形、地质情况方便进出段与其它建筑物及设备联接，将钢管管线在初步设计基础上平行向下游侧移动10m。这样，主要有下列好处：
（1）便于进行前池进水口布置，钢管在前池处二级电站管道设计李盛春水电勘测设计分析与探讨水工与施工《水利水电》2013年第3期10转弯距离缩短。
（2）钢管上段平移后避开了冲沟，提高了钢管安全度，同时也便于布置前池顶坝泄洪和溢流。
（3）钢管中部段下移后，原设计需打的一平洞可以取消，降低了工程造价。
（4）钢管下部原设计在一滑坡体上通过，施工处理难度大，造价高；现平行下移后，可避开高滑坡体，减少砌1000m3，节省了资金5万元（1992年建设时单价）。保证了钢管安全，同时也缩短了支管长度，便于升压站布置，对厂区总体布置有利。钢管与前池的联接，采取坝内埋管型式，安装快速闸门。钢主管与厂房纵轴向成30°角布置，在1＃镇墩处分两支管引向水轮机。3钢管直径选择压力水管直径选择是钢管设计的基础和关键。钢管直径选择应进行技术经济比较确定，选择技术上可行，经济上优越的方案。根据初步设计和钢管直径计算经验公式，初步拟定3个方案进行技术经济比较。
方案1：内径0.9m，全长736.72m；方案2：内径0.9m段长304.51m，内径1.0m段长432.21m；方案3：内径1.0m全长736.72m。对各方案进行水头损失计算。进行各方案电能损失计算时，电站平均流量按下式确定：Qcp=Ncp9.81y水y发HH=V上-V中-KQ2cp式中Ncp———平均出力，Ncp=1997.7kW；y水、y发———分别为水轮机、发电机平均效率，取y水=83%；y水=94%；V上、V中———分别为上游平均水位，喷嘴计算高程；K———水头损失系数，对方案1：K=1.915；方案2：K=1.432；方案3：K=1.092。根据上式求得Qcp、H=KQ2cp后，按下式计算电能损失：E=9.81y水y发QcpH·式中t———1年小时数。计算结果见附表。按公式β=HD2[β]02mm初估管壁厚度，对各方案钢管重量进行估算。按发电平均售电价0.15元／kW·h（1992年建设时单价）计算钢管电费损失根据上述计算进行方案比较，确定最终方案。从水头损失来分析，内径0.9m方案最大水头损失为25m，这将造成机组选型困难，水轮直径必须大一个档次，机组造价将大大增加。而方案2最大水头损失为l8m，方案3最大水头损失为14.5m，不会造成机组造型问题。从制造、安装及运输等方面比较，三个方案的直径相差不多，无大的困难。钢管直径的最后确定在于其经济优越性。由方案1和方案2比较，其单位电能投资0.5元/kW·h比电站综合单位电能投资0.6元/kW·h小；其回收年限为3.28年，显然方案2比方案1优越。对方案2和方案3比较，其单位电能为0.94元／kW·h，比电站综合单位电能投资0.6元／kW·h大，回收年限也达6.27年，故方案2比方案3也优越。
篇10
清香岭居住宅小区分为A、B、C三个地块，B区为别墅和多层住宅，B区总建筑面积约为4万m2，C区为一类高层住宅单体建筑，地下两层，地上27层，C区总建筑面积约为2万m2，本文均不做阐述；A区总建筑面积约为10万m2，建筑主体高度为85.2米，结构高度为108米；地下一层为人防工程和车库，地下二层为人防工程（本工程因现场地形，局部出现地下二层）；地上共有6个塔楼（顺序依次为F1栋、G栋、F2栋、F3栋、F4栋、F5栋），一层、二层裙房均为商业服务网点，三至二十七层均为住宅；地下室建筑面积约为1.6万m2，人防工程共分为3个防护单元，人防类别为常6级乙类二等人员掩蔽所，人防总建筑面积为4543.2 m2。
1 负荷分级
1.1 地下车库负荷分级的确定
本工程地下车库停车数量为346辆，根据《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》（GB 50067-97）3.0.1条和9.0.1.1条，地下车库的防火分类为Ⅰ类，本工程地下车库消防水泵、火灾自动报警、自动灭火、排烟设备、火灾应急照明、疏散指示标志等消防用电应按一级负荷供电；若设计有机械停车设备和升降梯的车库，机械停车设备以及采用升降梯作车辆疏散出口的升降梯用电应按一级负荷供电。
根据《建筑设计防火规范》（GB 50016-2014）10.1.1条，一类高层民用建筑的消防用电应按一级负荷要求供电，故在地下车库中一类高层民用建筑所用的消防设备用电负荷均为一级负荷。
地下车库中排污泵和生活水泵等非消防负荷等级均为一级负荷；地下车库人防区走道照明为一级负荷，普通照明为二级负荷；地下车库非人防区走道照明为一级负荷，其他普通照明为三级负荷。
1.2 地下人防工程负荷分级的确定
根据《人民防空地下室设计规范》（GB 50038-2005）7.2.4条 续表7.2.4（战时常用设备电力负荷分级）的要求：基本通信设备、音响警报接收设备、应急通信设备、柴油电站配套的附属设备、应急照明用电负荷等级为一级，重要的风机、水泵、三种通风方式装置系统、正常照明、洗消用的电加热淋浴器、区域电源的用电设备、电动防护密闭门、电动密闭门和电动密闭阀门用电负荷等级为二级，不属于一级和二级负荷的其它负荷为三级负荷。
1.3 一、二层商业负荷分级的确定
本工程一、二层各商业服务网点面积均小于200 m2，根据《商店建筑设计规范》（JGJ 48-2014）7.3.1条第3款的要求：“小型商店建筑的用电应为三级负荷”，故一、二层各商业服务网点按三级负荷供电。JGJ 48-88版规范要求“高层民用建筑附设商店的电气负荷等级应与其相应的最高负荷等级相同”，设计人员应注意新版规范对负荷分级的变化。
1.4 住宅负荷分级的确定
根据《住宅建筑电气设计规范》（JGJ 242-2011）3.2.1条，本工程为一类高层住宅建筑，消防用电负荷、应急照明、航空障碍照明、走道照明、值班照明、安防系统、客梯、排污泵和生活水泵为一级负荷；住宅建筑内其他用电负荷为三级负荷。
2 配变电所及柴油发电机容量及位置选择
2.1 配变电所位置的确定
根据本工程实际情况，6栋塔楼一字排开，端到端水平距离约为400米，塔楼建筑主体高度为85.2米，根据《住宅建筑电气设计规范》（JGJ 242-2011）4.3.3条的条文说明：“供电半径一般为200m～250m ”，方案确定为设置1个10kV开关室和3个配变电所；F1栋、G栋和F2栋住宅楼由#1配变电所供电，设置于三栋塔楼地下室中间位置；F3栋、F4栋和F5栋住宅楼设置#3配变电所，设置于F4栋塔楼地下室；地下室、一层、二层裙房由#2配变电所供电，设置于地下室中间位置，均满足供电半径要求。
关于配变电所所址的选择，《民用建筑电气设计规范》（JGJ 16-2008）4.2.1条第7款规定：“不应设在厕所、浴室、厨房或其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所贴邻。如果贴邻，相邻隔墙应做无渗漏、无结露等防水处理”，配变电所设置在地下一层时，应注意上方是否为一层商业服务网点的卫生间。
同时还应注意，《住宅建筑电气设计规范》（JGJ 242-2011）4.2.2条有规定：“当配变电所设在住宅建筑内时，配变电所不应设在住户的正上方、正下方、贴邻和住宅建筑疏散出口的两侧，不宜设在住宅建筑地下的最底层。”故在做纯住宅楼时应注意配变电所正上方是否为住户。
本工程局部出现地下二层，配变电所不宜设置在地下二层，《民用建筑电气设计规范》（JGJ 16-2008）4.2.2条有规定：“配变电所可设置在建筑物的地下层，但不宜设置在最底层”。
配变电所设置在地下室时应有相应的防水、排水措施，《低压配电设计规范》（GB 50054-2011）4.3.4条有规定“配电室内的电缆沟，应采取防水和排水措施。配电室的地面宜高出本层地面50mm或设置防水门槛”。
2.2 配变电所内变压器容量的确定
《住宅建筑电气设计规范》（JGJ 242-2011）4.3.1 条规定：“住宅建筑应选用节能型变压器。变压器的结线宜采用D，yn11，变压器的负载率不宜大于85%”，同时根据供电部门要求，功率因数补偿应达到0.9及以上。本工程通过负荷计算：#1配变电所设置两台SCB11型1000kVA的住宅用电干式变压器，#3配变电所设置两台SCB11型1000kVA的住宅用电干式变压器，#2配变电所设置一台SCB11型630kVA商业用电干式变压器和一台SCB11型630kVA公共用电干式变压器；各配变电所的两台变压器低压侧均采用母联柜连接，保证变压器不同时停电检修时一级负荷和二级负荷的供电。各变压器负载率均在75%～85%之间，符合规范要求。
2.3 柴油发电机容量的确定
关于柴油发电机作为应急电源的容量确定，《民用建筑电气设计规范》（JGJ 16-2008）中3.5.4条有规定，现摘录如下：
“3.5.4 应急发电机的负荷计算应满足下列要求：
1 当应急发电机仅为一级负荷别重要负荷供电时，应以一级负荷别重要负荷的计算容量，作为选用应急发电机容量的依据；
2 当应急发电机为消防用电设备及一级负荷供电时，应将两者计算负荷之和作为选用应急发电机容量的依据；
3 当自备发电机作为第二电源，且尚有第三电源为一级负荷别重要负荷供电时，以及当向消防负荷、非消防一级负荷及一级负荷别重要负荷供电时，应以三者的计算负荷之和作为选用自备发电机容量的依据。”
本工程将消防用电设备及一级负荷之和作为应急柴油发电机容量的依据。
同时根据《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB 50974-2014）11.0.12条规定“消防水泵控制柜应设置机械应急启泵功能，并应保证在控制柜内的控制线路发生故障时由有管理权限的人员在紧急时启动消防水泵”。当紧急时启动消防水泵，柴油发电机的母线电压将会下降，影响发电系统的稳定；设计中为消防水泵提供备用电源的柴油发电机组容量选择应考虑当最大一台消防水泵全压直接启动时的电压降，需满足规范要求值（发电机母线电压不应低于额定电压的80%）。
2.4 柴油发电机组安装位置的确定
《民用建筑电气设计规范》（JGJ 16-2008）中6.1.1条第6款有规定：“发电机间、控制室及配电室不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方或贴邻”。
《建筑设计防火规范》（GB 50016-2014）5.4.13条第2款摘录如下：
“5.4.13 布置在民用建筑内的柴油发电机房应符合下列规定：
2 不应布置在人员密集场所的上一层、下一层或贴邻。”
本工程柴油发电机房设置于车库内，上方为草坪。GB 50016-2014版防火规范出来以前，设计人员往往考虑少占用或尽量不占用车位，柴油发电机房经常布置于一层商业的下方（此位置多剪力墙，不能设置停车位），现在此条列为强制性条文，设计人员应注意规范的变化。
3 人防电站的确定
《人民防空地下室设计规范》（GB 50038-2005）7.2.13条第1款条文说明：“建筑面积大于5000m2的防空地下室应设置内部电站，除供本工程供电还需兼作区域电站向邻近防空地下室一级、二级负荷供电，柴油发电机组总功率大于120kW时应设置固定电站，柴油发电机组的台数不应少于2台。对于大型人防工程也可按防护单元组合，设置若干个移动电站，分别给防护单元供电。”
本工程人防总建筑面积为4543.2 m2，同时根据其他各专业提供的电气条件，一级和二级负荷总功率小于120kW，故该人防工程未在内部设置固定电站，在人防工程中间位置设置人防配电室，战时电源由防空地下室地面附近的拖车电站、汽车电站引来。
4 低压侧供配电系统及线缆选择
4.1 低压侧供配电系统
《住宅建筑电气设计规范》（JGJ 242-2011）6.2.4条规定：“ 每栋住宅建筑的照明、电力、消防及其他防灾用电负荷，应分别配电”。在低压配电柜系统图中，按非消防照明、非消防动力、消防照明、消防动力、人防等分类设置配电柜。住宅采用树干式配电，每三层设置一个电能表箱，同一层四个家居配电箱均接于同一相；动力负荷均采用放射式供电；单相用电设备均匀地分配在三相回路中。
关于应急照明电源箱的设置，《民用建筑电气设计规范》（JGJ 16-2008）13. 9.12条有规定，本工程消防用电负荷为一级，应急照明由主电源和应急电源提供双电源，均采用专用回路，由配变电所低压柜引来；各塔楼采用树干式供电，楼梯间根据工程具体情况按多个楼层设置末端双电源自动切换应急照明配电箱；地下层各防火分区采用放射式供电，按防火分区设置末端双电源自动切换应急照明配电箱，提供该分区内的备用照明和疏散照明电源。
根据《民用建筑电气设计规范》（JGJ 16-2008）13. 9.8条的规定：“ 消防用电设备配电系统的分支线路，不应跨越防火分区，分支干线不宜跨越防火分区”。在地下室各防火分区设置消防总箱单独配电，由低压柜放射式供电至各分区消防总箱。
《人民防空地下室设计规范》（GB 50038-2005）7.2.14条第1款规定：“ 供电系统设计应符合下列要求：每个防护单元应设置人防电源配电柜（箱），自成配电系统”；故在各个人防防护单元设置人防总箱，由电力系统电源柜和外部电源柜引来，各人防总箱均设置进线总开关和内、外电源转换开关。
4.2 线缆的选择
《住宅建筑电气设计规范》（JGJ 242-2011）6.4.3条和6.4.4条，消防设施供电干线均采用无卤低烟阻燃耐火线缆，明敷的非消防供电干线采用无卤低烟阻燃线缆。
根据《建筑设计防火规范》（GB 50016-2014）10.1.10条第3款“消防配电线路宜与其他配电线路分开敷设在不同的电缆井、沟内；确有困难敷设在同一电缆井、沟内时，应分别布置在电缆井、沟的两侧，且消防配电线路应采用矿物绝缘类不燃性电缆。”我们在设计带商业服务网点的高层住宅建筑时，非消防配电线路和消防配电线路均共电缆井敷设，应注意电缆井内的消防配电线路应采用矿物绝缘类不燃性电缆。
火灾自动报警系统的供电线路、消防联动控制线路应采用耐火铜芯电线电缆，报警总线、消防应急广播和消防专用电话等传输线路应采用阻燃或阻燃耐火电线电缆，《火灾自动报警系统设计规范》（GB 50116-2013）11.2.2条有规定。
4.3 线缆敷设
根据《火灾自动报警系统设计规范》（GB 50116-2013）11.2.1条，火灾自动报警系统的传输线路应采用金属管、可挠（金属）电气导管、B1级以上的钢性塑料管或封闭式线槽保护。
《建筑设计防火规范》（GB 50016-2014）10.1.10 条规定：消防配电线路明敷时（包括敷设在吊顶内），应穿金属导管或采用封闭式金属槽盒保护，金属导管或封闭式金属槽盒应采取防火保护措施；当采用阻燃或耐火电缆并敷设在电缆井、沟内时，可不穿金属导管或采用封闭式金属槽盒保护；当采用矿物绝缘类不燃性电缆时，可直接明敷；暗敷时，应穿管并应敷设在不燃性结构内且保护层厚度不应小于30mm。
5 接地系统
本工程低压配电接地系统采用TN-S系统，各电气系统的接地采用共用接地网，接地网的接地电阻
根据《住宅建筑电气设计规范》（JGJ 242-2011）10.2.1条和10.3.4条，在配变电所做总等电位联结，装有淋浴或浴盆的卫生间做局部等电位联结，电气竖井内的接地干线，每隔3层与相近楼板钢筋做等电位联结。
6 结语
以上是笔者设计带商业服务网点的一类高层住宅建筑供配电的一些思路和做法，如有不足之处，请设计同行批评指正。
【1】 中国建筑东北设计研究院 JGJ 16-2008 民用建筑电气设计规范【S】 北京：中国建筑工业出版社，2008
【2】 公安部天津消防研究所，公安部四川消防研究所 GB 50016-2014 建筑设计防火规范【S】 北京：中国计划出版社，2014
【3】 中国建筑标准设计研究院 JGJ 242-2011 住宅建筑电气设计规范【S】 北京：中国建筑工业出版社，2011
【4】 上海市公安消防总队，公安部天津消防研究所 GB 50067-97 汽车库、修车库、停车场设计防火规范【S】 北京：中国计划出版社，1997
篇11
为全面贯彻落实电力工程全寿命周期设计管理理念，统筹协调电力工程建设安全、效能、成本的关系，促进设计理念和方法创新，提高电力工程建设效率和效益，提高工程建设整体水平，2012年，国家电网公司下发了《国家电网公司输变电工程提高使用寿命设计指导意见（征求意见稿）》，其中要求“新设计建设的输变电工程建构筑物使用寿命达到60年以上，变电主要一次设备和线路主要设备使用寿命达到40年以上，主要二次设备使用寿命达到20年以上。”在此之前变电站内建筑物按照国家相关规范规定正常使用年限为50年，针对此要求，本着输变电工程提高使用寿命的可靠性、耐久性和经济性协调统一的总体原则，对于新建变电站工程建、构筑物在结构计算中相关的系数及构造要求需要做相应调整。本文仅对本地区110kV变电站内建筑物结构设计的影响进行探讨。
1 提高建筑物的可靠性
1.1 结构重要性系数γ0
电力设施的可靠性最重要的指标反映在变电站建筑上即为建筑结构的安全等级，与之对应的参数为结构重要性系数γ0。《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001中对于建筑物的使用年限、结构破坏可能产生的后果(危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等)的严重性采用不同的安全等级分别取相应的γ0值。 该规范第7.0.3 结构重要性系数γ0 应按下列规定采用：参考文献
1） 对安全等级为一级或设计使用年限为100 年及以上的结构构件，不应小于1.1；
2） 对安全等级为二级或设计使用年限为50 年的结构构件，不应小于1.0；
3） 对安全等级为三级或设计使用年限为5 年的结构构件，不应小于0.9。
由此可以认定在制定规范时考虑结构的安全等级与设计使用年限存在一定的关联。现行的《35—110kV变电所设计规范》GB50059—2011中有关结构重要性系数的规定与原1992版对应条款有所变化，原92版第4.1.3条“建筑物、构筑物的安全等级，均应采用二级，相应结构重要性系数应为1.0”。现行《35—110kV变电所设计规范》GB50059—2011第4.1.4条“建筑物、构筑物的安全等级，均不应低于二级，相应的结构重要性系数不应小于1.0”。参考文献由此可以理解为对于变电站设计的结构重要性系数较以前有提高。现在全球进入地震活动多发期，以日本福岛核电站为例，在地震中除去造成人员伤亡的安全问题，仅核电站本身的破坏使日本电力供应紧缺，不但经济灾后重建受到限制就连人民的生活质量都受到很大影响。因此电力设施的安全问题，对整个社会的经济稳定起到尤为重要的作用。国网公司下发《国家电网公司输变电工程提高使用寿命设计指导意见（征求意见稿）》要求建筑物的设计使用年限为60年以上其宗旨是对建设“一流电网”工程质量提出更高要求，以加强智能电网的坚强性。据此，本人认为在变电站内建筑物结构设计中重要性系数本着就高不就低的原则取1.1。
1.2 地震影响
根据《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2004对电力工程第5.2.4规定，“330kV及以上的变电所和220kV及以下枢纽变电所的主控通信楼、配电装置楼、就地继电器室”的抗震设防类别应为乙级，抗震等级根据《电力设施抗震设计规范》GB50260-96第六章“火力发电厂和变电所的建构筑物”之表6.1.1确定。主控制楼、配电装置楼的混凝土结构抗震等级为二级。参考文献
《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第3.2.2条规定抗震设防烈度和设计基本地震加速度取值的对应关系，应符合表3.2.2的规定。参考文献
表3.2.2地震设防烈度和设计基本地震加速度值的对应关系
本表取值对设计使用年限50年的结构。对年限超过五十的结构，宜考虑实际需要和可能，对地震力作适当调整。在该规范的条文说明中，对于设计使用年限不同于50年的结构，其地震作用需要作适当调整。参考《建筑工程抗震性态设计通则（适用）》CECS460：2004的附录A，其调整系数的范围大体是：设计使用年限70年，取1.15～1.2，100年取1.3～1.4。
2 提高建筑物的耐久性
反应建筑物耐久性的指标即为建筑物的设计使用年限。
设计使用年限：设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期。
国网公司对于耐久性的解释是指正常使用和维护条件下，主要设备、材料的寿命能够满足工程使用寿命要求，并适当留有裕度的原则，具体到建构筑物为设计使用寿命60年以上。
根据《混凝土结构设计规范》GB50010—2010第3.5条耐久性规定：参考文献
混凝土结构应根据设计使用年限和环境类别进行耐久性设计，耐久性设计包括下列内容：
1、确定结构所处的环境类别；
2、提出对混凝土材料的耐久性要求；
3、确定构件中钢筋混凝土保护层厚度；
4、不同环境条件下的耐久性技术措施；
5、提出结构使用阶段的检测与维护要求。
因此影响建筑物耐久性的因素主要有：混凝土的保护层和最低强度等级
混凝土结构的环境类别按《混凝土结构设计规范》GB50010-2010表3.5.2选用。设计使用年限为50年的混凝土结构，其混凝土材料宜符合表3.5.3的规定。
表3.5.3结构混凝土材料的耐久性基本要求
规范3.3.5一类环境中，设计使用年限为100年的混凝土结构尚应符合下列规定：
钢筋混凝土结构最低强度等级为C30，预应力混凝土结构的最低强度等级为C40；
混凝土中的最大氯离子含量为0.06％；
宜使用非碱活性骨料，当使用碱活性骨料时，混凝土中最大碱含量为3.0kg／m3
混凝土保护层厚度应符合本规范第8.2.1的规定，当采取有效的表面防护措施时，混凝土保护层厚度可适当减小。
3.5.6二三类环境中，设计使用年限100年的混凝土结构应采取专门的有效措施。
8.2.1构件中普通钢筋及预应力钢筋的混凝土保护层厚度满足下列要求。
1.构件中受力钢筋的保护层厚度不应小于钢筋的公称直径d；
2、设计使用年限为50年的混凝土结构，最外层钢筋的保护层厚度应符合表8.2.1的规定；设计使用年限为100年的混凝土结构，最外层钢筋的保护层厚度不应小于表8.2.1中数值的1.4倍。
表8.2.1混凝土保护层的最小厚度C（mm）
纵观以上规范规定，在设计使用年限变更为60年以上会导致对混凝土最低强度等级及保护层厚度要求的变化。按照插入值法，60年设计使用年限的保护层应为表中数值的1.08倍，70年设计使用年限的保护层应为表中数值的1.16倍。
本人认为对设计使用年限60年以上的建构筑物，除了保护层增大外，混凝土的最低强度等级应按表3.5.2提高一个标号。对混凝土中最大氯离子含量按0.06％控制。处在二三类环境中的混凝土（如基础工程）应增大保护层厚度，采用耐腐蚀性能钢筋或采用环氧树脂涂层钢筋。
基础：按照《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011规范内容确定地基基础设计等级。地基基础的设计使用年限不应小于建筑结构的设计使用年限。参考文献
以一个110kV通用变电站设计为例；
通过软件计算分析结构重要性系数、地震力影响系数、保护层厚度的调整对建筑结构的材料用量的影响。
工程特征：建筑规模：110kV变电站
地理环境：寒冷地区
地震设防烈度：7度
地震分组：第三组
设计基本地震加速度值：0.1g
结构形式：三层现浇混凝土框架结构
计算软件：PKPM
建筑规模：建筑面积：1726.44平方米
平面布置：一层：电缆夹层，层高3m；二层：10kV开关室、电容器室，层高5.4m；三层：110KVGIS 室，层高7.6m；主控制室、消弧线圈室，层高5.4m。
楼面活荷载：10kV开关室 7KN/M2，电容器室9KN/M2，110KVGIS 室10KN/M2，主控制室、消弧线圈室4KN/M2
设计使用年限50年与60年以上参数调整与计算结果对比表
注：1、本工程计算结果仅用于结果比较，没有实际工程参照意义。
2、计算板、梁、柱配筋量为PKPM程序生成量，未做人工调整。
根据以上实例计算结果显示，在材料标号相同的情况下，板配筋增加了2%，梁的配筋增加了15%左右，柱筋由于归并的原因应认为没有变化，基础配筋则没有变化。
以上仅为本人在工作中对《国家电网公司输变电工程提高使用寿命设计指导意见（征求意见稿）》对结构设计的影响之思考，正确与否还望专家同行指正。
参考文献
《GB50068-2001建筑结构可靠度设计统一标准》
GB50059—2011《35—110kV变电所设计规范》
GB50223-2004《建筑工程抗震设防分类标准》
篇12
目前，天然气净化厂规模不断扩大，建设周期紧张，设计中越来越多地采用“橇装化建站，模块化建厂”的设计理念。大型油气厂站的电气设计中主变负载率偏低普遍存在，橇装化电气设计和变电站电缆夹层设计经验缺乏，而工程建设周期短，设计任务重，对净化厂的电气设计提出了更高要求。本文对磨溪天然气净化二厂橇装化电气设计进行了经验总结，有利于大型站场的变压器容量优化以及橇装化电气设计经验的累积。
1供配电系统
作为四川省内最大的天然气净化厂，磨溪天然气净化二厂(以下简称净化厂)的天然气处理规模为3000×104m3/d，分为建产第一阶段(1200×104m3/d)和建产第二阶段(1800×104m3/d)。考虑到净化厂最终的建设规模，在建产第一阶段时，厂内就建成了110/10kV丁家坪变电站。该站110kV电源分别取自三星水电厂和清河变电站，清河变电站为主电源，该站主变容量为2×16000kVA。另外，按照全厂区域及功能划分，以及变电站的站址选择要求［1］，全厂分设40×108m3装置区10kV变电站、60×108m3装置区10kV变电站、污水装置区10/0.4kV变电站、锅炉装置区10/0.4kV变电站以及检维修基地10/0.4kV变电站。净化厂供配电系统结构［2］见图1。
2用电负荷计算的准确性分析
大型油气厂站中普遍存在实际用电负荷与初步设计时确定的主变容量有较大差异。通过对大型天然气净化厂进行用电负荷准确性分析，为今后工程合理选择变压器容量提供宝贵依据和经验。实现变压器的安全经济运行，同时实现节省一次投资和降低运行费用的目的。2.1用电负荷情况净化厂按照GB50052－2009《供配电系统设计规范》［3］要求，其用电负荷等级为一级。截至2015年11月24日净化厂装置投运时，实际用电总负荷为9625.7kVA(9017.58kW，3368.64kvar)。随着后续单井及集气站的陆续投运以及净化厂处理能力的增加，净化厂的总负荷还会相应增加。2.1.1初步设计与实际运行负荷对比初步设计阶段，全厂110kV变电站计算总负荷为13264kVA。即使考虑到后期稳产以后负荷的增加，净化厂的实际运行负荷与初步设计计算负荷相比仍然偏小。2.1.2变压器容量选择随着今后负荷的陆续增加，预计净化厂稳定负荷达11000kVA，净化厂主变压器容量(16000kVA)可满足经济运行的要求［4］。2.1.3不同处理量下负荷对比通过110kV变电站后台监控中心与中控室得到的数据，对净化厂不同处理量的用电负荷进行比较，见表1。通过不同处理量下用电负荷统计可知，天然气的处理量和用电负荷基本成正比关系。当全部装置投运后且装置的处理能力达到设计能力的三分之二时，负荷也基本达到主变容量的三分之二。但是由于所有装置已投入运行，即使处理能力后续增加，瞬间负荷最大也不会超过12000kVA，略小于初步设计负荷。由此可见，净化厂用电的实际运行负荷与初步设计计算负荷相比偏小。2.2用电负荷分析对净化厂用电的实际运行负荷偏小的原因展开分析，首先从大型电机的额定电流以及不同工况下大型电机的运行情况角度展开讨论。变电站后台监控系统采集的数据见表2。由表2可知，除了空压机主电机外，其他大型电机的运行电流与电动机铭牌标注的额定电流相比普遍偏小。这是造成实际负荷较设计负荷偏小的原因之一。其他小型电机运行电流偏小的情况也普遍存在。由此可见，由于电机额定电流为满载时电流，影响电机电流大小的因素很多，如电机效率及功率因数的选取等。另外，净化厂工程供货商不完全了解工程情况，导致电机配置不合理，造成电机实际输出功率偏小，即“大马拉小车”，这是电机实际电流偏小的主要原因。另外，空调、照明以及电动阀等负荷属于受季节和时间影响较大的间歇性或短时负荷，初步设计阶段负荷计算时需要系数选取偏大，造成计算负荷偏大。同时，在净化厂负荷统计尚未最终完成时，净化厂建成的110/10kV丁家坪变电站主变压器已提前定制，这也是计算负荷偏大，主变容量选择不合理的因素之一。净化厂部分大型电机运行情况与设计对比见表3。最后，正常工况条件下，通过对净化厂大型电机运行情况的调查，循环水泵电机、锅炉鼓风机等大型电机实际运行台数较设计运行台数少，这是造成实际负荷较设计偏小的另一原因。2.3用电负荷计算的推荐做法目前，初步设计阶段负荷统计基本采用需要系数法［6－8］。针对目前净化厂实际功率和电流偏低的情况，可以适当调整需要系数和功率因数。初步设计中，装置区主要电机的需要系数和功率因数均取值0.85，在SY/T0011－2007《天然气净化厂设计规范》［9］中，也没有针对不同类型的泵所带电机的需要系数和功率因数做出分别的取值。因此在今后的项目中负荷计算时，可以适当降低需要系数，提高功率因数。
3橇装装置中电气设计
3.1主体装置橇装化电气设计净化厂主体装置(含脱硫、脱水、硫黄回收、尾气处理及酸水汽提装置)采用模块化建厂模式，所有橇块在工厂预制完成。在完成工艺橇块的拼接工作后，需在现场完成桥架、配电箱、操作柱、灯具以及相关电气接线工作。这种全新的建厂模式，节约了建设周期，但对电气设计提出了更高要求，需要在橇块预制阶段提前对电气设备的安装布置、桥架电缆走向完成合理的规划。3.2蒸发结晶装置橇装化电气设计净化厂首次将蒸发结晶装置引入到污水净化设计中。该装置采用模块化橇装设计，与主体工艺装置电气设计不同，该装置大部分电气设备均在工厂安装完成，现场只需完成组橇工作，极大地减少了现场安装工作量，缩短了现场建设工期。该装置的区域属于非爆炸危险区域，但装置具有高盐高腐蚀的特点，因此灯具、配电箱等设备在选型上采用了室外防腐型设备。考虑到运输过程中照明灯具易发生磕碰损坏及施工难度等问题，采用在现场安装完成。另外，电机及操作柱的动力配电及橇体的接地也在现场安装完成。3.3电气三维设计的应用工艺装置电气设计利用了PDMS三维设计软件，采用了三维协同设计与平面图设计相结合的方式［10］。由于电气设计采用了三维协同设计，配电箱、操作柱、桥架、照明灯具、保护管、电缆等均在三维平台上建模，避免了现场实际配管及安装过程中发生“碰撞”现象;本次PDMS设计引入了电缆和桥架的数据库辅助三维建模［11－12］。电缆和桥架数据库在原有系统自带数据库的基础上，结合工程实际需要，对数据库进行了扩充工作。引入数据库后，能够准确进行电缆和桥架的材料统计，降低了平面制图的人为工作量。因此，电气设计中PDMS三维软件的引入对装置橇装化设计是重要的补充和辅助。灯具和操作柱的PDMS三维电气设计的应用见图2～3。3.4橇装化电气设计问题及改进3.4.1存在问题1)仍然不能完全避免“碰撞”现象:在三维设计过程中，专业间的交接过程存在问题，因此现场实际配管过程中，虽然“碰撞”现象有所减少，但仍有多处桥架出现碰撞。在三维协同设计中，应做到专业间真正的协调配合。2)橇体接地设计问题:设计之初，工艺主体装置橇上设备的接地［13－15］考虑在橇体上设置接地端子板，橇上所有电气设备均采用接地软线与端子板连接，最终通过端子板接地。但施工过程中，由于橇体上设备密集，接地软线需穿钢管保护等问题，造成整改方案实施难度较大。3.4.2改进在橇体已整体可靠接地的情况下，橇上的电气设备只需就近与橇上结构柱接地螺栓相连即可，这样既满足设计规范，也节约了材料。装置区操作柱接地见图4。GB/T50065－2011《交流电气装置的接地设计规范》［16］第3.2.2条规定，安装在高压电气装置和电力生产设施的二次设备等的下列金属部分可不接地:安装在已接地的金属构架上。同时，GB50058－2014《爆炸危险环境电力装置设计规范》［17］第5.5.3规定，在爆炸性环境内，安装在已接地金属结构上的设备仍需接地，即使GB/T50065－2011《交流电气装置的接地设计规范》规定不需要接地。由此看出，爆炸危险区和非爆炸危险区内电气设备的接地的做法是有区别的。但应注意的是，GB50257－2014《电气装置安装工程爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范》［18］第7.1.2条规定，在爆炸环境1区、20区、21区内所有的电气设备，以及爆炸性环境2区、22区内除照明灯具以外的其他电气设备，应增加专用的接地线。该接地线若与相线敷设在同一保护管内时，应具有与相线相等的绝缘。在净化厂工程中，主体装置区橇上电气设备供配电均采用了TN-S接地系统，设有专用的PE线，该PE线与相线敷设在同一保护管内时，具有与相线相同水平的绝缘水平。因此，由PE线接地是允许的，并不需要再设接地线，改进后的接地方式也完全满足规范要求。
4变电站电缆夹层的设计方案
考虑到净化厂的平面布局，装置区变电站采用三层设计，第一层为低压配电间、变压器室及机柜间，第二层为电缆夹层，第三层为高压配电间及应急电源室。装置区变电站电缆夹层见图5。4.1设计思路低压出线电缆利用第一层的低压配电间桥架向上引至电缆夹层，同时高压电缆利用第三层10kV配电室盘柜底部的电缆预留洞向下引至电缆夹层。第二层电缆夹层通过电缆桥架引出至室外。4.2注意事项电缆夹层的桥架走向应使电缆走向均匀分布，避免桥架引上、引下及转弯电缆布置处“拥堵”。所以电缆夹层处应合理设置引上及引下处，尽量达到夹层桥架的合理化设计。4.3存在问题及推荐做法净化厂装置区变电站的电缆夹层设计由于上层设备布置以及电缆出线方向等原因，桥架在夹层内形成环形，没有充分考虑10kV变电站电缆夹层的疏散通道。关于电缆夹层疏散通道的设置，GB50217－2007《电力工程电缆设计规范》［19］第5.5.1条规定，电缆的配置应无碍安全运行，满足敷设施工作业与维护巡视活动所需空间;电缆夹层室的净高不得小于2000mm，但不宜大于3000mm。民用建筑的电缆夹层净高可稍降低，但在电缆配置上供人员活动的短距离空间不得小于1400mm。针对净化厂变电站平面布置的存在电缆夹层部分区域无疏散通道问题的实际情况，采用了在环形桥架处设置活动爬梯的方式来解决该问题。今后可通过设计优化变电站平面布置避免“环形”桥架。在满足电缆夹层净高的基础上，利用夹层顶部设置支架的方式吊装桥架，在桥架下方预留人员疏散通道［20］。
篇13
随着我国经济和社会的快速发展,水电站设计水平和智能水平的不断提高,对火灾自动报警系统提出了更高、更严格的要求。水电站的安全运行非常重要,配备一套完整可靠的火灾自动报警系统是水电站安全运行的有力保障,故在水电站的火灾自动报警系统设计中,必须按照“预防为主,防治结合”的消防工作方针,按照中华人民共和国标准《火灾自动报警系统设计规范》(GBJ116-88),中华人民共和国水利水电行业标准《水利水电工程设计防火规范》(GBJ16-87)等有关规定,充分考虑水电站的具体情况,因地制宜,合理设计水电站火灾自动报警系统,以保障水电站工作人员的安全和工作设备的正常运行。
一、系统设计前的准备工作
随着水电产业的不断发展,水电厂房布置和机电设备技术日新月异,自动化水平不断提高,且火灾自动报警系统涉及到电子技术、计算机技术、机电设备控制技术、通风、给排水、建筑防火、气体灭火等各方面的知识,从而要求相关设计人员的专业面广,全面掌握相关的专业知识,在设计时应考虑以下四个方面:
1.详细了解通风、水机、建筑图纸,弄清防火阀、风机、雨淋阀、房间尺寸等知识。
2.布置消防埋管及接线盒时应结合消防施工及验收要求。
3.确定总体规划,如探测器点数以及控制器之间的组网关系,源配置,联动关系。
4.对特殊场合选用不同的火灾自动设备,如探测器等。
二、火灾自动报警系统的任务
水电站火灾自动报警系统的主要任务是对水电站的厂房内的重要机电设备、防火排烟设备、水喷雾灭火设备和气体灭火设备等进行二十四小时不间断地监视,及时发现失火设备和失火点,以保障运行人员人身安全和设备的正常运行。
三、火灾自动报警系统的结构和功能
(一)火灾自动报警系统的结构
水电站火灾自动报警系统主要有以下四个部分:(1)主、副厂房火灾自动报警系统;(2)送风、排风系统和水喷雾灭火系统;(3)值守室气体灭火系统;(4)发电机火警及水喷雾灭火系统。其原理图如图1所示。
(二)火灾自动报警系统的功能
设置在水电站各个部位的火灾探测器,当检测到水电站的火情时,会自动向水电站值守室控制器报警,控制器在接到报警信号后,会通过微型计算机软件,启动编程所设定好的各种联动逻辑关系,从而进行信息处理,把处理的结果以液晶显示方式在控制器的面板上显示,显示出火情发生的部位与此同时提示相应的火灾处理措施,当火情情况经确认无误后,通过设置在面板上的按键和机内预置的程序,可自动或由水电站值守人员手动对火灾发生部位的相关防烟防火设备、灭火设备等进行点对点的控制操作,从而达到灭火的目的。
液晶显示装置主要功能是直观地用画面显示报警部位。当火灾发生时,分散在各地各类的感烟、感温探头,通过报警总线将信号传送进计算机;计算机收到报警信号后,自动在显示器上显示出报警平面及报警部位,同时发出声光报警信号;从而快速动作。
火灾自动报警系统应具备数据采集处理、报警、联动控制、数据通信、系统诊断、维护和培训等各项功能,以满足水电站工程运行的需要,并应与电站计算机监控系统、图像监视系统通信,实现水电站的全方位监控。
从我国已运行的许多水电站的调查结果来看,如长江三峡水电站,四川葛洲坝水电站等,按照上述要求进行设计的火灾自动报警系统在系统安全可靠性、先进性、火灾报警灵敏性和准确性、故障误报率等方面都具有良好的表现,能满足水电站的实际要求,对水电站的消防具有较好的作用和效果。
四、火灾自动报警设备的配置
(一)火灾探测器的选择
水电站火灾报警探测器的设计和选取,应充分考虑到被保护物的火灾危险性和火灾特性,合理选择,合理布置,充分发挥火灾报警控制器的功能。火灾报警系统设计要力求做到有效监控和减少误报,保证当有火灾发生时,火灾能及时得到控制和扑灭。
对于火灾报警探测器的选择,在《火灾自动报警系统设计规范》中有详细的说明。把探测器放在正常运行时不容易产生黑烟的部位,如交通走道,各类值班室、单元控制室、中控室及辅助盘室、保护盘室、通信机房、变电所等场所。《火灾自动报警系统设计规范》中对探测器配置的具体要求如下:
在中控室、水轮机层主厂房及防火卷帘门附近,应布置感温探测器和感烟探测器,使之起到准确报警失火部位及控制防火卷帘门的作用。
在电抗器室及中性点接地油坑室、透平油库等部位,应选择适应于火灾发展迅速,有强烈火焰和少量的热、烟场合的火焰探测器。
在高大厂房内,应选用红外光束感烟探测器,它具有监护面积大、灵敏度高、探头数量少、经济合理等特点。
在水电站内,值守室、继电保护室、蓄电池室、油罐室、油处理室、高压实验室、电缆道、电缆竖井等重要机电设备场所应设有感烟探测器、感温探测器、手动火灾报警按钮等,便于值守人员及时通报火情或手动启动灭火设备。
(二)气体灭火系统的布置
水电站气体灭火系统应安装在值守室顶棚内,当继电保护室或值守室内的任一个感烟探头与任一个感温探头同时报警时,可自动或手动打开气体灭火电磁阀灭火。在进行气体灭火前应先关闭门窗和空调,在全封闭状态下进行喷放灭火,值守室人员应在30秒内迅速撤离,当气体灭火系统(下转第97页)(上接第96页)启动后,门口红灯闪亮 ,待气体喷放,当火警信号消失后30秒后,值守人员可在值守室门口手动关闭气体灭火装置开关,来停止气体的喷放。
(三)水喷雾灭火系统的配置
水电站主变压器及油罐室水喷雾灭火系统,是在主变压器及油罐室附近设有水喷雾灭火控制箱,水喷雾灭火喷头,及供、排水电动蝶阀,当相应部位的火警探测器报出火警后,会联动输出模块,先手动或自动关闭排水电磁阀,打开供水电磁阀,再开启消防水泵,通过油罐或主变压器上方的供水环网形成水喷雾,达到灭火的目的。
五、非消防电源的切断
《火灾自动报警系统设计规范》(GB50116-98)中要求“消防控制室在确认火灾后,应能切断有关部位的非消防电源”,水电站有自己的特点,发生火灾后,如果自动切断有关部位的非消防电源产生的损失可能比火灾产生的损失还要大,所以建议确认火灾后不要自动切除非消防电源,通过运行人员的判断,可以在消防控制室手动切除非消防电源。
六、结语
随着我国经济的快速发展,电气设备性能的日趋完善和人工智能水平的不断提高,使消防设备的智能化程度越来越高。在这个飞速发展的社会,产品更新速度很快,为适应水电站发展的需求,水电站火灾自动报警系统的设计也需要不断地更新和完善。
参考文献
[1]王春雷.火灾自动报警系统设计中应注意的问题[J].中国电气,2004,(11).
[2]火灾自动报警系统设计规范(GBJ116-88)[S].
