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火神山医院高低压配电系统设计（附图纸及PPT），“非常规”设计！
2020-03-19 16:29:42

电力工程技术

非常时期行非常手段，火神山的建造是如此，火神山的设计同样是如此。

在疫情防控严峻形势之下，以生命至上为设计首要原则，与时间赛跑，充分考虑项目建造实际困难的设计才是优秀的设计。可以说，设计单位在此次疫情防控中打赢了一场漂亮的阻击战。

火神山效果图(来源于网络)

12套医院电气施工图(CAD格式，甲级设计院出图)

+11套PPT及文档关于医院应急预案的课件

+火神山医院电气图纸，电子版资料发邮箱

一、十二套医院电气施工图(CAD格式，甲级设计院出图)

①　北大医疗

②　大型医院高低压变配电所全套详图

③　大型医院10kv配电系统高低压全套施工图纸124张

④　10层医院建设改造工程电气竣工图纸、天河妇女儿童医院

⑤　大型医院高低压变配电所全套详图

⑥　二级甲医院强弱电电气施工图(消防设计、绿色专篇)麦盖提县感染性疾病防治中心建设项目-病房楼

⑦　二十层医院住院楼电气施工图大型心血管病医院电气施工图

⑧　海淀某医院电缆分界室外电源施工图

⑨　人民医院病房施工图

⑩　人民医院弱电工程设计图

⑪　十九层医院住院楼及后勤楼装修施工图

⑫　生物科技园科技园区4#、5#楼

二、11套PPT及文档关于医院应急预案的课件

①　医院信息化建设规划及智能化(PPT)

②　医院安全供电应急

③　医院停电应急预案

④　10层医院建设改造工程电气竣工图纸

⑤　二十层医院住院楼电气施工图

⑥　三层医院综合楼电气施工图

⑦　电力安全生产标准化-应急管理..

⑧　电力企业应急能力建设评估规范(试行)教材

⑨　建筑工地重大传染性疾病应急预案

⑩　医院智能化系统方案

⑪　电力突发事件应急预案

一、外部电源及供电方案

本项目高压供电部分是由供电部门负责设计和实施，且存在较多一级负荷和一级负荷中特别重要负荷。

根据规范要求，需配置主供电源为双重电源，故外部电源方案如下：

① 市电：由城市电网引来两路 10kV 电源

② 工作方式：两路电源相对独立、同时工作、分列运行、互为备用

③ 供电容量及运行方式：正常运行时，每回供电容量为7300kVA，当任意一电源失电时，另一路电源可承担全部容量。

④ 10kV配电方式：由分布在院区内的4台户外环网箱以放射式和链式相结合的形式配出7对回路为各箱式变电站供电。

(10kV高压配电方案)

解读：

这里高压供电部分由供电部门直接负责实施，设计单位并未出具10kV配电系统图，具体方案我们不得而知，仅有上图。

根据《工业与民用供配电设计手册》推荐的10kV配电系统接线方式。(如下图)

(10kV配电系统接线方式)

可推知本项目10kV高压供电方案为双侧供电双回路树干式(详见下图)

(双侧供电双回路树干式)

需注意，此种方案因属于环网形式，其供电可靠性较之放射式相比仍不高，但本项目为公共临时应急工程，应充分考虑项目所在地周边电网情况和供电送电的快速响应能力。

且在双重电源之外，设计方增设了柴油发电机作为应急电源，也进一步提高了对火神山医院供电的可靠性。

二、变电站和柴油发电机组的设置

该项目建筑特点：

① 呼吸类临时传染病医院(公用设施尽量远离医护区);

② 一、二层大占地面积建筑形式(负荷相对分散);

③ 采用轻型建筑材料，集装箱式或板材式活动板房等模块化建筑形式(不宜将变电站设置于室内)。

再者，项目存在大量一级负荷和特别重要负荷，故需在建筑周边设置 10/0.4kV 箱式变电站 24 座(20x630kVA+4x500kVA)，室外箱式柴油发电站 16 台(12x600kW+4x500kW)，储油量不小于8h，具体配置如下。

(箱式变电站和柴油发电站分布图)

负荷分配：

① 医技楼、接诊及 ICU 用电负荷 100% 配备柴油发电机;

② 病房医护区除风机电加热负荷外，其他负荷均可由柴油发电机提供应急电源;

③ 每个病房医护区设置 1 台 630kVA 箱式变电站;

④ 每两个病房医护区设置 1 台 600kW 箱式柴油发电站;

⑤ 每两个病房医护区由 2台 箱式变电站和 1 台箱式柴油发电站成组。

解读：

① 箱式变电站和箱式柴油发电站的规格种类很少，便于快速成批量招采设备和施工;

② 箱式变电站和箱式柴油发电站数量较多，单台容量较大，沿建筑四周分散布置，将电源深入到负荷中心，减少线路损失和线路故障率，提高用电设备的电能质量和系统可靠性，同时也便于后续医院的改扩建;

③ 供电系统的组成也同样体现了标准化、模块化的设计理念，充分响应了公共临时应急工程的建设目标。

三、负荷等级

低压配电方案的设计，一定离不开负荷等级的确定。

根据《传染病医院建筑设计规范》GB50849-2014、《综合医院建筑设计规范》GB 51039-2014、《医疗建筑电气设计规范》JGJ 312-2013 规定，本项目负荷等级可做如下分级：

(火神山医院用电设备负荷等级)

对于此部分内容的详细解析，可点击链接查看前文(从火神山医院电气设计，了解应急电源、备用电源、自备电源的区别)

四、低压配电方案

从上述用电负荷等级来看，存在一级负荷、一级负荷中特别重要负荷和三级负荷。

对于一级负荷的配电，应采取双重电源，两路独立供电，且应在末端配电箱处或用电设备处进行自动切换。

对于一级负荷中特别重要负荷的供电需要应急电源。

另外，针对手术室、ICU、检验科、弱电机房等重点区域均配备了应急供电时间 30min 的 UPS 电源(也为应急电源的一种)，作为柴油发电机启动前的过渡电源，进一步加强特殊设备的供电可靠性。

因此，本项目设计单位设计的低压配电方案如下：

(低压配电干线系统设计方案)

解读：

从图中可知，末端配电箱均以每个病房医护区为一个单元进行配置，并将病房用电和公共区域用电分开设置配电箱。

对用于一级及以上等级的负荷，由医护区临近两台箱变引出两回线路，先在户外双切箱处进行切换后，再在医护区内配电间的末端双切箱处，与引至柴油发电机的应急电源线路进行切换。

对病房医护区的风机电加热负荷(三级负荷)，则由临近一台箱变引出一回线路。

可见，虽然本次设计对一级负荷和特别重要负荷进行了分级明确，但实际设计中并未严格执行规范中的强条“严禁将其他负荷接入应急供电系统”、“备用电源的负荷严禁接入应急供电系统”。

如此，违反规范了吗?违反了!而且违反的还是强条。但疫情当下，在各方物资筹集困难之时，以生命至上为设计首要原则，与时间赛跑，充分考虑项目建造实际困难的设计才是优秀的设计。

这种设计其实并未违反规范之强条精神!什么是强条精神呢?以人为本!

再者，本项目针对手术室、ICU、检验科、弱电机房等重点区域均配备了应急供电时间 30min 的 UPS 电源。我们也可以将柴油发电机理解为一级负荷的第二个备用电源，而这里的 UPS 则可理解为特别重要负荷的应急电源。

所以说，没有正确的设计，只有最优、最合理的设计。国外的工程设计中，也并未明确负荷等级及各负荷的供电要求，而只是强调了对于需要持续供电的负荷应有多重电源的保障。

另外，这种设计有个优点，就是设备和材料可以做到标准化成批量进行生产，这无疑缩短了项目施工工期。

(低压配电设计方案)

解读：

对于两台变压器加一台柴油发电机三电源方案，我们最为熟知的就是在各母排中增加联络开关，以用于进一步提高用电可靠性，可参见《工业与民用配电设计手册》推荐的方案。

(应急电源系统接线示意图)

当然，此种方案是最优的，但我们还应结合本项目实际情况，即户外箱式变电站是以标准化、模块化进行设计生产的，以满足临时应急建设需要。如若增加联络开关，则成为非标产品，与项目本身所需的“快速建设”要求是相悖的。

需注意的是：对于图中的户外双电源自动切换箱，因无分配电功能，故不属于二级配电，且应建议采用无保护切断功能的隔离开关(非正式用于为“负荷开关”)。

所以说，火神山医院的电气设计看似“非常规”，实则仍遵守了配电系统设计的基本原则，做到了保障人身安全、供电可靠、接线简单、经济合理，且具有有一定灵活性

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