某广电中心电气设计的实例分析

摘　要：本文主要结合自己多年从事建筑电气设计方面的工作，结合某广电中心实例重点围绕其变、配电系统、照明系统、火灾报警及消防联动控制系统、工艺及演播室灯光系统等作出了阐述性说明。

关键词：电气设计；广电中心；电气消防系统；工艺及演播室灯光系统
1  工程概况：
　　本工程为市级广电中心，建筑面积为20000.00m2。结构为框架剪力墙形式，建筑高度为78.00m，地下一层，地上十九层，裙房地上三层。属于一类高层。
2.  变、配电系统
　　(1)负荷等级：一级负荷包括电子计算机系统电源、大演播室和新闻演播室节目制作及播出系统用电，火灾报警及消防联动控制设备用电，消防电梯、保安监控系统、应急照明用电、客梯、生活水泵和网络中心用电。其中电子计算机系统电源、直播系统用电为一级负荷中的特别重要负荷。其他空调制冷、洗印室、电视电影室和一般照明等为二级负荷。
　　(2)负荷估算：工程用电总设备容量为Pe=1822kW，总计算负荷为js=1100.00kW，设计总装机容量为1890.00kVA。
　　(3)供电电源及电压等级：本工程属于市级广播电视中心，由市政电网引来两路10kV电源，高压系统电压等级为10kV，低压系统采用～220／380V。
　　 高压系统为两路电源同时供电，互为备用，当任一路断电时，另一路供全部负荷。母联与两进户电源设置电气联锁，手动合闸。
　　 在低压系统中。空调及动力系统和工艺、照明系统为单母线分段运行，互为备用系统，当任意一台变压器故障或检修时，另一台变压器均可带全部负荷。演播厅灯光系统采用由变配电室用专缆直接供给灯光用调光配电柜，再从调光柜配出照明回路。三台变压器的接线均为(D，Ynll)方式。对于重要工艺负荷及单台容量较大的负荷，如：播出负荷、冷冻机房、水泵房、电梯机房、网络机房、消防中心等设备采用放射式供电；对于一般负荷采用树干式与放射式相结合的供电方式。
　　(4)重要的广播电视播出工艺设备、网络中心负荷等采用集中UPS电源供电，通过两台变压器为两台UPS供电。两台UPS并联运行，平时各带一半负荷运行，当一台UPS故障，则由另一台UPS带全部负荷运行。UPS容量为140kVA，电池放电时间为15～20min。
　　(5)在地下一层设变配电室，内设高、低压配电柜、三台630kVA变压器、低压柜和UPS及电池柜。其中两台变压器供照明动力及工艺负荷，一台变压器专供演播室灯光用电负荷。
　　(6)计量方式：本工程采用高压计量方式，设置总的高压计量。
　　(7)功率因数补偿：采用就地补偿和变电房低压侧开关柜集中补偿相结合的方式。以保证本工程高压侧总的功率因数达到0.90以上。
3.  应急电源系统
　　本工程的应急电源包括低压发电机、UPS及分散设置的蓄电池组。
　　设置一台300kVA快速启动柴油发电机组，给一级负荷中的特别重要负荷供电。对于供电连续性高的广播相关设备采用UPS组。消防应急灯具设置就地蓄电池，满足消防就地切换时间要求。
4.  照明系统
　　(1)一般照明：照明电源由配电室低压柜引出三路，其中主楼为两路封闭母线，采用树干式线路系统，分单双层分别供电。使各干线得到合理分配，不致因故障导致大面积停电。
　　(2)照明设计照度如下：导演室、审看室、灯光控制室、电子编辑、复杂编辑、中心机房设计照度为3001x，调光器室、磁带库、化妆室、检修室、技术发展用房照度为200Lx；演播室内一般照明照度为100Lx。
　　(3)在审看室、录音室等工艺用房间内布置照明灯具时，采取降低噪音的措施，以防止其噪音干扰。选用荧光灯时，配高质量绿色电感镇流器，以避免其对工艺设备的电磁干扰。
　　(4)其他办公用房均采用格栅式荧光灯，配电子镇流器，以提高功率因数，减少频闪和噪音。
　　(5)应急照明：在走廊、疏散通道、大、小演播室、导演室、中心机房、电视电话会议室、变配电室、消防控制室和网络中心等处设置应急照明及安全疏散指示灯。应急照明配电箱供电采用末端自投装置。
5.防雷接地系统
　　(1)本工程属二类防雷建筑，采用综合防雷方式防直击雷。在屋面按二类防雷建筑的要求设避雷带作为接闪器，其网格不大于10m×10m；利用建筑物基础内钢筋作接地体。防雷接地、工作接地、信息系统接地、保护接地共用接地体，要求接地电阻≤l欧姆，如果自然接地体不能达到要求时，应另外附设人工接地体。
　　(2)防侧击雷：通过钢筋混凝土结构内的顶板、地板、墙面和梁、柱内钢筋的焊接，使其构成一个六面体的笼式避雷网。钢构架和混凝土的钢筋必须与柱子内两根对角主筋焊接牢靠。竖直敷设的金属物体的顶端和底端必须与防雷装置可靠焊接。
　　(3)等电位连接：将建筑物内的防雷装置，如电气设备、金属门窗、金属地板、电梯轨道、电缆桥架、各种金属管线、电缆外皮及信息系统的金属构件以最短的路线互相焊接或连接构成统一的导电系统。将全楼建筑物结构的梁、板、柱、基础内的钢筋作为等电位连接的一部分，焊接成统一的导电系统，接到综合的共用接地体上。广播电视工艺接地及弱电设备接地则由总等电位连接端子板向工艺及弱电设备竖井引接地线，并设局部等电位端子板。
　　(4)合理布线：电力线和通讯线分强弱电竖井进行布线，以保持间距。
　　(5)为预防雷电电磁脉冲引起的过电流和过电压，在下列部位装设电涌保护器(SPD)：
　　1)在变压器低压侧装一组SPD。当SPD的安装位置距变压器沿线路长度不大于10m时，可装在低压主进断路器负载侧的母线上，SPD支线上应设保护电器，并且与主进断路器之间应有选择性。
　　2)在向重要设备供电的末端配电箱的母线的各相上，应装设SPD。上述的重要设备通常是指重要的广播电视工艺设备、计算机、UPS电源、火灾报警装置、电梯的集中控制装置、集中空调系统的中央控制设备等用电设备。
　　3)由室外引入或由室内引至室外的电力线路、信号线路、控制线路、信息线路等在其人口处的配电箱、控制箱、前端箱等的引入处应装设SPD。
　　(6)在所有弱电机房、电梯机房、浴室等处做局部等电位连接。
6.  火灾报警及消防联动系统
　　(1)本建筑物为消防一级保护对象，设置控制中心火灾报警系统。
　　消防控制室设在一层，该系统为两总线接线，输入／输出模块直接接入环形探测回路。消防控制室内设消防报警控制主机，消防联动控制柜，消防紧急广播及对讲电话通讯柜，火灾报警图形显示器。消防控制室在接 到火灾报警信号后，按程序联锁控制消防泵、喷淋泵、雨淋泵、防排烟机、风机、空调机、防火卷帘、电梯、非消防电源、应急电源和气体灭火系统等。火灾自动报警系统采用消防电源双回路供电，备用电源采用火灾报警控制器自带蓄电池。
　　(2)根据不同的场所，分别设置智能型光电感烟探测器、智能型感温探测器、红外光束感烟探测器等，在每个防火分区内，设火灾手动报警按钮，从任何位置到手动报警按钮的步行距离不超过30m。消火栓报警按钮采用设置在消防栓内的形式。
　　(3)消防电话系统：在消防控制室设向当地公安消防部门报警的外线电话，并设消防专用紧急电话总机，并在手动的报警按钮处设有对讲电话插孔，在变配电室、重要工艺设备机房、电梯机房、排烟机房等处设有固定对讲电话。
　　(4)消防联动系统控制：包括消火栓系统、雨淋系统、喷洒系统、防排烟系统、防火卷帘门系统、电梯迫降系统、切断非消防电源、气体灭火系统。
　　(5)气体灭火系统控制要求：在需要设置气体灭火的房间内设有感烟探测器、感温探测器，当一种探测器向控制器报警时，由气体灭火控制器发出警铃通知人员疏散，当第二种探测器也报警时，则由气体灭火控制器延时开启气体瓶头阀及分配阀，喷出气体灭火，并发出警笛声及门灯闪亮信号。气体灭火控制器在此过程中向消防控制室报告火灾信号、气体灭火信号及手动、自动状态信号。消防控制室在灭火动作延时的过程中控制关闭相应区域的空调及相应部位的防火阀，同时切掉相应区域的非消防电源。在各气体灭火保护区域的主人口处设有手动紧急启停控制按钮。
　　(6)电梯监控包括：除显示各电梯的运行状态、层数外，还设置正常、故障、开门、关门显示。火灾发生时，根据火灾情况及场所，由消防控制室的联动控制盘发出指令，指挥电梯按消防程序运行，并对全部或任意一台电梯进行对讲，说明改变运行方式的原因，除消防电梯保持运行外，其余电梯强制返回首层并开门。电梯的火灾指令开关采用钥匙开关，由消防控制室负责火灾时的电梯控制。
　　(7)消火栓系统、雨淋系统、喷洒系统、防排烟系统与消防控制室之间有硬线启动控制。
　　(8)消防紧急广播系统：消防紧急广播设在消防控制室。火灾时信号控制的切换顺序为二层及二层以上发生火灾时，先接通着火层及相邻的上下层；首层发生火灾时，先接通本层、二层及地下各层；地下室发生火灾时，先接通地下各层及首层。扬声器采用吸顶扬声器，功率为3W，从本层任何部位到最近一个扬声器的步行距离不大于25m，走道内扬声器距走道末端不大于12.5m。
7.  工艺及演播室灯光系统
　　(1)设计范围：自调光立柜或硅箱进线端开始的全部演播室灯光系统设计，包括一个500m2大演播室，两个80 m2小演播室，电视电话会议室。
　　(2)设计照度标准：大演播室为15001x；小演播室为1000Ix,电视电话会议1500lx。
　　(3)光源：大演播室均用卤钨灯做光源，其色温为3150K，显色指数大于97。小演播室的高显色三基色荧光灯为主，其色温为3000K，显色指数大于90。
　　(4)大演播室(500m2)：
　　1)该演播室为多功能演播室，并考虑以制作综合性文艺节目为主。设计采用了多种水平吊杆，其中有普通水平吊杆、光束灯水平吊杆及电脑灯水平吊杆。其中电脑水平吊杆上设：有数码控制的DMX512插座，可控制电脑灯或其他效果灯的各种效果。同时还采用了较短的3灯水平吊杆，以提高布光时的灵活性。
　　2)除水平吊杆外，还在设备层上设16个单机吊点，配16台吊机，这样可以吊装特制的灯光吊架，大大地增加了用光的灵活性，给灯光人员的艺术创作提供了更多的使用条件。
　　3)本演播室的灯具均为遥控灯具，从控制台或演播室可以控制灯具的俯仰、回转及焦距变化。
　　4)本设计的调光控制系统采用了大型电脑调光控制设备，同时配有电脑灯控制器及特技效果控制器，可以产生综合文艺节目所需的各种效果。
　　5）小演播室(80.00m2)：设计采用较密间距的纵向铝合金滑轨，每台灯具上配有伸缩器，既保证使用的灵活性，又较节省投资。灯具采用新型高显色三基色荧光灯。为保证造型效果，适量的配置了一些小型聚光灯。
　　(5)设备选型：以国产设备为主，便于维护，费用少。但电脑灯、追光灯、天幕灯应采用进口设备。以保证其先进性及可靠性。
　　(6)供电：大演播室用电量约为300.00kw，每个小演播室约为15.00kW。灯光系统要求单独设有载调压干式变压器，其接线方式为(D，ynll)，且变压器内零线与相线等截面。
　　(7)电视电话会议系统：电视电话会议系统设计为具有ISDN、LAN传输格式的功能，具有变焦云台功能的摄像头捕捉会议现场画面，同时由镜头自动跟踪控制器根据会议音响系统的使用状况，自动跟踪发言者图象，会议主持人也可以通过中央控制系统进行调整。该电视电话会议系统具有内置MCU，会场的画面可以直接显示到显示器上 。
8.  结语
　　广电中心的电气设计除常规的设计外，还需要考虑功能设备的配电设计，比如电视节目制作、播出设备，演播室相关的工艺设备。该部分的设计需要同甲方和相关的设备提供者进行紧密的沟通协调。同时广电中心对负荷安全性要求较高，甲方往往也会提出超越规范的供电安全要求，该部分需要同甲方和供电部门进行沟通协调。
　　做好广电中心的电气设计除了需要和建筑、结构等专业沟通协调，还需要同甲方、设备供应者及供电主管部门沟通协调。这是设计者需要注意的。
参考文献：
[1]中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册[M] .3版.北京: 中国电力出版社.2005
[2]  GY 5045-2006  电视演播室灯光系统设计规范[S]