吉视传媒信息枢纽中心

2020-10-16郭晓岩

智能建筑电气技术 2020年4期

关键词：柴油发电机数据中心

郭晓岩，杜锐，胡曦

(中国建筑东北设计研究院有限公司，沈阳 110006)

获奖介绍

获奖等级：二等奖

获奖单位：中国建筑东北设计研究院有限公司

获奖人员：郭晓岩、张述、杜锐、孙毅、胡曦、佟德军、王申悦、李庆超

获奖专家评语：经专家组评审，认为该工程所采用的技术具有较大的创新性和经济性，社会和环境效益比较显著，该项目供配电可靠性高。采取了节能、绿色及环保措施，达到绿色建筑评定二星级标准。智能照明系统先进灵活、节能高效、管理方便，满足场景切换、照度调节等需求；室外景观照明、航空障碍照明采用时间/照度双重控制。信息枢纽中心电子信息系统雷电防护等级为A级。保证信息枢纽中心电气及智能化设备免受雷电电磁脉冲冲击。注重先进性与创新性，应用了该设计单位的多项国家发明专利技术，并应用BIM技术(其中部分技术设计单位电气专业目前拥有软件著作权和自主知识产权)，有效解决了各专业协调配合以及复杂管线综合等大量工程难题。各项主要指标达到建筑电气设计行业的国内领先水平。

项目指标

项目名称:吉视传媒信息枢纽中心

项目地点:吉林省长春市净月区东至空地、南至和美路、西至川渝用地、北至和融路

占地面积:18 465m2

总建筑面积:100 703.88m2

建筑高度:99.95m

建筑功能:广播电视传输信息枢纽中心

建设单位:吉视传媒股份有限公司

竣工时间:2016年10月

图2 大会议室实景图

1 项目总体介绍

吉视传媒信息枢纽中心项目位于吉林省长春市。地下3层，地上23层。结构型式为框剪结构，基础为筏板基础。使用功能上裙房为A级数据中心、多功能报告厅等；东塔为消防控制室、专业用房(B级数据中心)、研发用房等；西塔为办公用房；地下室为车库及综合附属用房，另有部分人防功能。

本项目是吉视传媒的核心基础设施，是国家区域数据存储中心、国家电子商务试验区、物联网示范区和节目制作生产中心。同时承载着为吉林省500多万有线电视用户提供广播电视信号传输和基础信息服务的重要职责，也是吉林省社会信息化和广大有线电视用户家庭智能化重要的基础平台。

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)办公及车库部分变压器总安装容量为4 000kVA;信息机房部分变压器安装容量为5 000kVA(另备用5 000kVA)(2)项目自市政电网不同区域开闭站引来两路10kV中压电源,两路电源同时工作,各负担50%负荷,一路电源断电时另一路电源可承担所有一、二级负荷(1)供配电系统架构合理、技术先进、管理高效,系统可靠、高效运行,为信息枢纽中心的稳定运行提供了可靠的技术保障(2)依据市政外部条件,合理申请市政电源,解决建筑物内一级负荷的供电问题,节约投资成本(3)依据建设单位需求,变压器负荷指标合理节约一次成本投资(4)配电系统依据需求合理分组,便于管理配变电所(1)一期变电所中,非机房区变配电所一处(2)机房专用变配电所一处(3)二期变电所在地下一层适当区域预留位置及荷载,满足用户未来发展扩容需求(1)一期变电所中,非机房区变配电所内两台2 000kVA户内型节能干式变压器同时工作,能够满足本工程机房外全部用电需求,一台变压器故障情况下另一台变压器可承担全部一、二级负荷(2)机房专用变配电所内四台2 500kVA户内型干式节能变压器,两两一组,每组1+1冗余,为数据中心供电,能够满足本工程一期全部数据中心的用电需求(3)依据建设单位发展需求,合理规划变电所建设顺序,在满足当前使用前提下,为未来发展提供拓展空间自备应急电源(1)本项目应急电源为柴油发电机组,UPS作为过渡电源(2)数据中心采用10kV中压柴油发电机,设三台容量为2 500kW中压发电机三台,2+1冗余(1)根据用电性质、用电容量,采用不同电压等级的柴油发电机,系统清晰、可靠性高、管理方便(2)设置UPS作为不可间断供电负荷的过渡电源,保证在市电与柴油发电机切换过程中设备的平稳运行(3)应急电源为两个应急母线段供电,保证任意母线段故障或维修情况下,柴油发电机均可保证末端供电(4)重要的用电设备及智能化系统用电单独配置了UPS蓄电池不间断电源,确保各系统的不间断工作,持续为信息枢纽中心的稳定运行提供可靠的供电与服务低压配电系统(1)变电所低压母线采用单母线分段,一级负荷两路电源分别取自不同母线段,并在末端自动互投。二级负荷采用双回电源线路供电,末端互投(2)低压配电系统采用放射式与树干式相结合的方式(3)消防用电设备电源采取单独主断路器方式及专用消防母线段确保消防用电(1)变电所处采用单母线分段,提高供电可靠性、连续性(2)本工程消防负荷用电采用专用母线、专用供电回路供电方案,使得消防负荷受非消防负荷故障的影响变小,当建筑内的生产、生活用电被切断时,仍能保证消防用电,从配电系统上保证消防用电的稳定、可靠(3)办公用电采用了树干式配电,减少了电缆的敷设量,节约了有色金属的使用,同时增加了供电可靠性(4)重要负荷采用双路供电确保供电可靠配电线路布线系统(1)非数据中心负荷供电的室内干线布线方式采用桥架布线(2)数据中心负荷供电的室内干线布线方式采用母线供电(3)消防设备干线电缆选用矿物绝缘电缆,支线选用低烟无卤A类阻燃耐火电缆。非消防设备电缆选用超A类低烟无卤阻燃电力电缆(1)消防设备干线电缆选用矿物绝缘类不燃性电缆直接明敷。矿物绝缘类不燃性电缆除具有良好的导电性能、机械物理性能,耐火性能外,还具有良好的不燃性,在火灾发生时不仅能够保证火灾延续时间内的消防功能,还不会延燃,不产生烟雾,能够保证人身安全和消防用电的安全可靠(2)全部线缆采用低烟无卤系列,火灾情况下减少有毒气体排放,提高人员的生命安全保证(3)合理应用梯形桥架,在保证供电可靠前提下,提高电缆散热效率,缩小导体截面,减少了有色金属的消耗

续表

图4 数据中心

3 电气技术主要创新点

(1)采用10kV柴油发电机房作为数据中心的应急电源：项目内业务用房定性为B级数据中心，但建设方考虑后期发展，要求设计方提供柴油发电机作为应急电源，为后期建设成A级数据中心提供供电条件。综合考虑用电需求、柴油发电机并机运行、柴油发电机房位置、线路路由、供电可靠性、安全性、经济性等多方因素，项目选择采用10kV柴油发电机组作为数据机房应急电源。10kV柴油发电机在柴油发电机房内并机后配电至10kV配电系统内不同的母线段，两个母线段中间设联络开关，该系统的设计保证了多种故障情况下数据机房的供电可靠性及连续性。

(2)BIM技术在工程中的应用：本项目存在功能复杂、管线众多且路由集中、建筑层高有限等多种不利于线路敷设的客观因素。为保证项目的可实施性，本项目采用BIM技术对建筑内各种管道进行综合排布并根据实际情况与各专业协调处理，在有限的空间条件下完成了线路排布并指导现场施工，确保了工程的顺利实施。

(3)智能应急照明及疏散指示系统的设计：本项目设计了供电电压为DC 24V的智能应急照明及疏散指示系统，该系统具有超低电压供电，根据火灾情况智能调整疏散方向等功能。该系统的设置保证了火灾情况下人员的快速安全疏散，减少了火灾时人员触电的危险。GB 51309-2018《消防应急照明和疏散指示系统技术标准》的发布，印证了本设计在该系统的民用建筑中应用中的先进性和前瞻性。

4 电气节能效果

(1)合理选择变电所位置：变电所设置在负荷中心位置，在初期建设减少了有色金属的消耗，同时也降低了日后用电在线缆中的损耗。

(2)变压器选择：变压器选择节能型产品，接线采用D，yn11接线，负荷率≤85%。

(3)无功补偿：照明产品采用就地补偿，补偿后功率因数≥0.9。其余负荷在变电所低压配电柜处集中补偿，补偿后高压侧≥0.95。

(4)谐波治理：变电所处设置集中谐波处理，集中设置的有源滤波器可以自动消除用电设备产生的高次谐波、高频噪声、脉冲尖峰、电涌等干扰，矫正因谐波影响而产生的畸变电压、电流波形，以达到减少控制设备的故障率的目的，保证用电设备的使用寿命，克服由于谐波污染产生的高频干扰，同时提高电网的节能效果。

(5)变频控制：对生活水泵、电梯等设备采用变频控制。

(6)电梯控制：多部电梯采用联控控制，最大程度减少电梯运行损耗。

(7)智能化系统应用：项目设置了能源管理、智能照明控制、建筑设备监控等智能化系统助力项目节能运行。

5 项目自我评价

本工程为大型信息枢纽中心，对电气系统的可靠、安全、经济、绿色、环保、智能化等有极高要求。本项目电气系统主要技术指标经济合理，多项电气系统设计在全国同类项目中达到了国内领先水平和国际先进水平。

(1)有效提高了供配电系统的可靠性

项目主体为一类高层公共建筑，引来双重10kV电源单母线分段加柴油发电机供电，机房用变压器两两一组，1+1冗余，两台变压器分别取自不同母线段。A类数据机房采用两路市电+柴油发电机+UPS供电。所有信息机房变压器采用1+1冗余，直播机房应急电源为0.4kV柴油发电机1+1冗余，业务机房应急电源为10kV柴油发电机2+1冗余，机房内设UPS作为市电与柴油发电机切换时间内的补充电源，为未来发展提供了有力保障。

(2)变配电所合理规划并兼顾未来发展

变电所深入负荷中心，并按用户远景发展分两期建设，满足未来发展扩容需求，设计充分考虑了设备运输、结构荷载及对智能化设备的影响。

(3)低压配电系统及电力配电充分考虑大型信息枢纽中心对供用电安全性的高要求

低压母线采用单母线分段，中间设联络开关方式，供电可靠性高，切换灵活。消防负荷采用单独母线供电可靠。电力配电系统完备，供配电安全性设计严格满足IEC标准及国内相关标准要求，确保了人员及各类附属设施的用电安全。

(4)电气节能与生态、绿色、环保设计有机结合

项目采取了全面的节能、绿色及环保措施，效果显著，绿色建筑评定达到绿建二星级标准。同时也是国家林业和草原业首个生态大数据中心(北生态大数据中心)，为改善生态环境发挥了核心作用。

(5)设置能源管理系统

通过能源管理系统大幅度提高了能源综合监管能力，实现能耗参数及质量数据化可视化可监控，并通过电气与建筑设备监控系统等智能化系统的综合运用有效提高了节能及绿色环保水平。

(6)结合信息枢纽中心的特点设计了可靠的防雷接地系统

本建筑防雷等级为二级，电子信息系统雷电防护等级为A级。有效设置电涌保护器，保证信息枢纽中心电气及智能化设备免受雷电电磁脉冲冲击。

(7)设置了完善的电气消防系统

采用集中报警控制系统，包含消防报警及联动、消防广播、消防电话、消防电源监控、电气火灾监控、智能应急照明和疏散指示等系统。全面的系统设置及综合应用降低了火灾发生概率，确保了人员、设备安全。