兰州西站项目电气设计案例

2020-10-16许云飞李昌辉章安志

智能建筑电气技术 2020年4期

关键词：站房变电所车站

许云飞，夏林，李昌辉，章安志

(同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司，上海 200092)

图1 项目外立面

获奖介绍

获奖等级：一等奖

获奖单位：同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司

获奖人员：许云飞；章安志；李昌辉；张舰宇；夏林；海伟；刘园；汪汉

获奖专家评语：经专家组评审，认为该工程所采用的主要技术有突出的创新性和经济性，社会和环境效益非常显著，具有以下特点。

(1)项目供电的可靠性高，南北两个10kV变电站各设置一套电力远动系统，互为冗余。

(2)供电电源和变配电室的设置合理，将站房内的商业电源和站房综合用电分开设置，避免商业用电的不确定性对站房用电的影响。

(3)南北站房分别引入3路10kV电源，1路商业电源、2路站房综合电源，配置简洁合理。

(4)消防报警系统和应急疏散照明考虑高大空间和人员密集的特点，保障了站房的防火安全。

(5)进出站房的管线采用管廊设计，站前广场、地铁、站房进行无缝连接，为高效的管理提供了条件。

(6)采用全程电气BIM设计和照明软件应用，达到了精细化设计目的。

各项主要指标达到建筑电气设计行业的国际先进水平。

项目指标

项目名称：新建宝鸡至兰州铁路客运专线兰州西客站站房工程

项目地点：甘肃省兰州市七里河区西津西路

占地面积：约22万m2

总建筑面积：23.3万m2

建筑高度：39.550m(相对站台面)

建筑功能：特大型铁路客运站房，区域性客运中心

建设单位：兰州铁路局兰州枢纽工程建设指挥部

竣工时间：2014年11月25日

图2 项目高架候车厅照明

1 项目总体介绍

兰州西客站是新建宝鸡至兰州铁路客运专线上的一座特大型铁路客运站房，也是原铁道部规划的十大区域性客运中心之一。该工程位于甘肃省兰州市七里河区西津西路。

兰州西客站南北长425m，东西宽228m，建筑高度39.550m(相对站台面)，总建筑面积为23.3万m2，由站房、高架车道、站台雨棚、物流通道、出租车道等几部分组成。其中，站房面积为10万m2；站台长度550m，站场规模为24台28线(含正线2条)。

兰州西客站工程作为甘肃省、原铁道部等部门高度重视的特大型工程，对电气设计提出了更高的要求：满足铁路各部门对供配电的高可靠性要求；铁路四电系统(电力、电气化、通信、信号)的供配电需求；铁路站房建筑、流线的特殊性(供电区域大，高大空间多)对电气设计的挑战。

图3 项目变电所

图4 项目消控室

2 电气设计系统

系统名称建设内容技术特点及指标供配电系统(1)站房用电电源的接引与分配(2)出租车道及候客区电源的接引与分配商业电源和站房电源相对独立,根据站城一体的建设原则,铁路站房的商业开发力度不断提高,根据现阶段商业开发的实际情况合理预留商业用电,单独设置商业负荷10kV母线及变压器,既可避免盲目地大量预留商业容量,浪费建设资金,又为今后商业业态变化提供了在不影响车站正常运行的条件下,改造扩容的便利条件配变电所(1)在出站层南、北两侧的站房中各建一个10kV配电室(2)在出站层的四个角各建1座10/0.4kV变电所,负担整个车站的用电(3)在西侧出租车道及候客区设1座10/0.4kV变电所为整个出租车道及候客区供电(1)从节能和使用便利性方面考虑,根据负荷性质及容量设置变压器,将商业和季节性负荷独立出来,设置专用变压器(2)变配电所基本靠近负荷中心自备应急电源(1)在站房出站层南、北侧10/0.4kV变电所附近各设一座柴油发电机房(2)对于计算机系统要求不间断供电应急电源采用UPS供电(各系统自带)当一路10kV电源发生故障时,柴油发电机开机预热。当二路10kV电源发生故障时,柴油发电机立即自启动并应在30s内供电低压配电系统(1)除车站商业专用变压器外,其他变压器均每两台一组,低压侧主接线采用单母线分段方式,设联络开关,平时分列运行,当一台变压器发生故障时,切除三级负荷,由另一台负担全部特别重要负荷及一、二级负荷供电,故障排除后恢复常态(2)引至重要设备的低压配电线路的配电方式采用放射式,至一般设备的配电方式采用放射与树干混合方式配电或链式配电(3)所有一级负荷(含消防用电)设备供电均设置双电源末端自动切换设备,选用质量可靠的ATS切换(1)运用可靠性系统理论对复杂供配电系统进行综合计算分析,为优化供配电系统提供有效依据,同时提出对影响系统可靠性系数权重的关键节点和元器件进行重点维护的措施(2)严格执行建筑设计防火规范;根据运营单位的特殊要求,能够在符合规范的前提下,细化用电设备的配电需求,做到安全可靠(3)低压配电系统采用三级配电的方式,即总配电(变电所)、区域配电(配电间)和终端配电(现场、机房等)。三级配电系统相互之间保护开关动作具有选择性

续表

3 电气技术主要创新点

(1)规模大、功能复杂。结合建筑布局、供电半径及运营管理需求，本工程分为五个供电分区：站房，以车站南、北、东、西中心线为界(个别区域以防火分区为准)分为四个供电区域；东、西两侧的出租车道及候客区划分为CZ供电区域。五个供电分区均设置了负责为该分区设备供电的10/0.4kV变电所。

(2)负荷容量大。本工程车站用电总负荷 19 425kW。其中，一级负荷为2 555kW(不含平时不用的消防设备1 050kW)；二级负荷为10 010kW；三级负荷为6 860kW；另有商业开发负荷为8 293.6kW；出租车道及候客区的用电负荷为570kW(不含平时不用的消防设备)。基于节能和使用便利性等方面考虑，根据负荷性质及容量设置变压器，设置商业专用变压器和季节性负荷变压器。

在站房出站层的四个角各建1座10/0.4kV变电所，负责整个车站的用电。4座10/0.4kV变电所容量分别为：1)西北侧变电所，季节性负荷变压器2×1 250kVA、综合变压器2×1 600kVA、商业专业变压器2 000kVA；2)东北侧变电所，综合变压器2×1 600kVA、商业专业变压器2 000kVA；3)西南侧变电所，季节性负荷变压器2×1 000kVA、综合变压器2×1 250kVA、商业专业变压器1 600kVA；4)东南侧变电所，综合变压器2×1 250kVA、商业专业变压器1 600kVA。

在西侧出租车道及候客区设10/0.4kV变电所1座(2×400kVA)，为整个出租车道及候客区供电。另在站房出站层南、北侧10/0.4kV变电所附近各设一座柴油发电机房，各设一台380V柴油发电机组(南站房1 000kW，北站房1 200 kW)。

(3)在车站南、北站房的10kV配电室内各设置一套电力远动系统,两套系统互为冗余。高压部分的保护采用带远动终端功能的微机保护综合自动化设备，低压开关柜的进线、母联及重要的馈线等采用远程控制单元(集中式RTU)。高、低压监控均纳入铁路客运专线远动系统，远方调度中心通过终端RTU对变电所内所有高、低压回路进行遥测、遥信。整个高低压系统建立起一套电力监控系统，以便于对整个供配电系统的管理。同时，基于分类分项的原则建立能耗管理系统。

(4)每座10/0.4kV变电所的0.4kV侧采用串接电抗器的无功补偿装置，保证补偿后的功率因数≥0.9。同时预留有源滤波装置的位置，在车站运行后根据需要安装，确保谐波抑制在允许范围内，减少对电网的影响。

(5)本工程设置电气火灾监控系统，电气火灾监控系统的监控主机设置于消防控制中心内，监控模块设置在楼层配电箱内，采用通信总线连通。

(6)照明设计结合车站作为综合交通枢纽的特点，以功能、导向、安全为主要设计原则，同时兼顾舒适、节能。照明设计引入照明专用软件(DIALUX)，对所有公共区域照明(高架候车厅、旅客出站厅、南北城市通廊、售票厅、站台雨棚)进行软件模拟。设置智能照明控制系统，照明控制除基于时间、照度等外部因素外，还同时与客运信息系统进行结合，根据列车到发情况对站房、站台雨棚区域的照明进行动态控制。

(7)设置采用集中控制型消防应急疏散照明指示灯系统，将以往独立型标志灯“就近引导逃生”的理念转化为“安全引导逃生”。

(8)设置机电设备监控系统，有利于车站提高对机电设备运行情况监察、控制及管理的能力，达到节能、舒适、控制方便的目的。

(9)除视频报警系统，还在所有主干桥架内设置了缆式测温报警系统，对车站消防安全起到了更好的保护作用。

(10)车站采用综合接地系统，在站台层与铁路综合接地贯通线连接，在出站层预留与站前广场接地系统的连接点，同时兼顾车站下方的地铁站内地铁杂散电流防腐蚀的要求。

(11)进出车站的管线全部利用基本站台下的综合管廊，减少与其他专业的管线交叉。

(12)车站的建筑与周边的站前广场，下方的地铁车站无缝连接，合理做好了车站与站前广场、地铁之间的配电系统的分割和计量。

(13)BIM的全过程设计，包括方案、管线综合、建造、施工物料、维护等。