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《金融縱橫》2017年第4期
摘要: 通過廈門某國際金融中心辦公大樓企業機房的具體實例,圍繞負荷等級,供電電源,自備電源,諧波治理及防靜電等對金融中心企業機房電氣設計進行論述。
關鍵詞: 金融中心 ;企業機房 ;電氣設計
金融建筑的分類。按照在國家金融系統運行、經濟建設以及設施運行失常可能造成的危害程度,分特級,一級,二級和三級。金融設施的安全運行與供電的可靠性密切相關。鑒于金融設施用電的特殊性,筆者從負荷等級,供電電源,自備電源,諧波治理及防靜電等方面對企業機房的電氣設計進行論述。
1工程概況
項目位于廈門市觀音山片區,總建筑面積: 93064 平米,地上建筑層數 29 層,地下 3 層,建筑最大高度為 116 米,將建設成為某證券期貨公司的總部大樓。企業機房位于大樓的第三至第五層,企業機房總面積約 2500m2,按照規劃第三層放置 UPS 電池,第四、五層作為數據監控中心包括主機房、輔助區、支持區、行政管理區和服務大廳等。企業機房按一級金融設施的標準進行設計。
2負荷等級
一級金融設施機房,運行失常時將在大范圍內造成金融秩序紊亂,給國民經濟造成較大的損失和大范圍內對公眾生活造成嚴重影響。按照《金融建筑電氣設計規范》,一級金融設施機房內的金融設施用電、直接影響金融設施運行的空調設備、通信、安防、監控等用電負荷等級為一級負荷。
3供配電系統設計
由于金融業務發展迅速,且數據中心的用電量比較大,為了保證金融設施供電的安全可靠及經濟合理性,經與建設單位多次的研討和實地考察,在滿足目前金融業務總體要求的前提下,兼顧遠期規劃,并參考同行類似的企業機房,最終確定三層機房總用電量按照 1500KW 考慮。
( 1) 供電電源。根據規范一級金融設施應由兩個或兩個以上電源供電,當一個電源發生故障時,另一個電源不應同時受到損壞。為了保證金融設施用電的可靠連續性,以及根據福建省地方標準《10KV 及以下電力用戶業擴工程技術規范》規定,在地面一層設置一開關站,從市政不同的 110KV 變電站引來兩路 10KV 電源。由于金融設施用電的重要性,其配電系統獨立于建筑中的其他配電系統。由 10KV 開關站的不同母線段引來兩路 10KV 電源到企業機房專用變配電室,兩路電源同時使用,100% 備用,自投( 手投) 自復。一級金融設施由雙重電源供電外,宜設置持續工作型應急發電機組,故在一層企業機房專用變配電室隔壁設置了一間供持續工作型應急發電機組專用的發電機房。企業機房供電系統示意圖 。
( 2) 變配電系統。金融設施供配電系統多為冗余系統,按照穩定負荷法,計算變壓器的容量 S = PΣ* Kc / cos = 1500 * x0. 95 /0. 95 =1500KVA,在一層的變配電室內設置兩臺 2000KVA 的變壓器供企業機房專用。每臺變壓器的負荷率不大于 50% ; 當一臺變壓器故障時,另一臺變壓器可帶起全部負荷。變壓器選用采用[D,yn11]結線組別的SCB13 高效低耗的干式變壓器,防護等級為 IP30。根據《數據中心設計規范》為一級金融設施服務的機房為 A 級機房,按照不間斷電源的計算公式 E≥1. 2P,式中 E—不間斷電源系統的基本容量( k W/k VA) ,P - 電子信息設備的計算負荷( ( k W/k VA) ,根據以上計算,選用兩臺 1000KW 的自啟動發電機并機運行作為自備應急電源。當任一段 0. 4k V 母線失去市電后,柴油發電機自動啟動,發電機并機成功后,向變配電所 0. 4KV 母線供電。根據規范規定柴油發電機燃料儲存量應滿足 12h 用油,1000KW 的柴油 發 電 機 耗 油 量 為264L / h. 經 計 算 共 需 儲備 6336L 的 柴 油,按 照建筑設計防火規范的規定一間儲油量不超 1m3,不足部分的柴油通過油管采用油泵由室外埋地的 15T 儲油罐提供。從變配電室采用密集型母線通過企業機房專用的強電豎井直接到達三層的配電間。由三層的配電間根據主機房不間斷電源、專用空調、照明、插座、安全技術防范系統等設備采用放射式配電到四、五層各功能房的配電末端。本次設計的高壓 10KV 電源采用雙重電源進線,變壓器按照不大于 50% 的負載率供電,并采用持續工作型應急發電機組和 UPS 作為備用電源,在此三重保險下,保障了任何單點故障均不會導致金融設施中的重要設備斷電,供電可靠性等級 R 達到 0. 99999。
( 3) 照明。主機房和輔助區一般照明的照度標準值按 300lx ~500lx 設計,采用高效節能熒光燈,顯色指數不小于 80。因本大樓是按照滿足綠色建筑二星標準設計的,照明設計時功率密度值按照《建筑照明設計標準》中的目標值進行設計。
( 4) 線纜的選擇。企業機房為一級金融設施服務,且所在的建筑物屬于一類超高層辦公樓。應急發電機組至變配電室的供電干線采用A1 級耐火電纜,變配電室至三層的配電間采用密閉母線槽,三層至四、五層的主干和分支配電線纜采用低煙無鹵阻燃 A 類電纜。
( 5) 電氣防火部分。企業機房采用氣體滅火系統進行保護,本次設計火災自動報警系統部分預留消防接線端子到各層的弱電井與大樓的自動報警系統連接。企業機房內部的氣體滅火系統,待機房內部設備布置確定后另行深化設計。
( 6) 諧波治理。由于金融設施內 UPS,計算機、服務器等非線性負載較多,采用 SCB13 系列接線方式為 D,yn11 的專用變壓器,有利于提高供電質量,阻斷三次及其倍次諧波電流在變壓器兩側傳播; 變配電室內設置無功自動補償和加設無源濾波柜,串聯電抗系數 P = 7% 的電抗器,實現自動無功補償,亦可有效抑制 5 次、7 次諧波。當實際運行電能質量仍不夠理想時,要求二次深化設計公司按照《電能質量 公共電網諧波》GB /T 14549 的規定,根據現場儀器實測值,采取加裝有源濾波器柜等適當的措施,進一步消除諧波,保證電源質量。
( 7) 接地部分。金融設施與大樓共用接地系統,接地接地電阻不大于 1 歐。數據中心主機房采用 SM 混合型等電位聯結方式,采用截面積 25mm2的銅帶在防靜電活動地板下構成邊長為 0. 6m 的矩形網格,并通過截面積 16mm2的銅帶與預埋在就近柱子的局部等電位匯流排連接形成等電位。
( 8) 防靜電措施。主機房和安裝有電子信息設備的輔助區的架空地板采用全鋼防靜電地板式地板,地板面層及其構造均采取防靜電措施,且不應暴露金屬構造,防靜電地板對地電阻值應為 1x105歐至1x107歐,表面電阻值應為 1x105歐至 1x108歐,摩擦起電電壓值不得大于 100 伏; 沒有設活動地板的區域采用鋪設防靜電地面的措施; 墻壁和頂棚表面應光滑平整,減少積塵,避免眩光。采用防靜電涂料。
4結束語
以上就是筆者對本次國際金融中心企業機房項目設計的一些感想總結,不足之處還望各位看客斧正。隨著金融科技的發展,金融交易越來越普及,這也算本人對金融事業略盡綿薄之力。
參考文獻
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作者:黃海鈴 單位:天廈建筑設計( 廈門) 有限公司