國家博物館高低壓供配電系統組成

吳 燕

(中國國家博物館，北京 100006)

國家博物館高低壓供配電系統組成

吳 燕

(中國國家博物館，北京 100006)

國家博物館位于天安門廣場東側，利用原有中國歷史博物館和中國革命博物館的原址進行改擴建，地下2層，地上5層，屬于大型公建項目，總建筑面積為191 900m2。國家博物館配電室設計初期有變壓器10臺，變壓器總裝機容量：19 400kVA(約100VA/ m2)。供電電源為三路10kV供電，共3段母線，設2組聯絡開關，平時3路電源同時運行工作，互為備用。

1 國家博物館負荷等級劃分

特別重要的一級負荷采用雙路市電及應急電源供電(雙電源一路引自正常母線，一路引自發電機供電的應急母線)并在末端互投；一級負荷采用雙電源供電在末端互投；二級負荷采用雙電源供電，在末端互投或在適當位置互投再配電至用電設備。

特別重要的一級負荷：消防系統、安防監控系統、應急照明、通訊機信息機房、客梯、中央大廳的重要設備。

一級負荷：展廳照明、文物庫區照明、文物庫區空調、各類變頻水泵設備、排污泵等。

二級負荷：展廳空調、學術報告廳、數碼影院、演播室的音控及舞臺機械用電、扶梯及夜景照明等。

三級負荷：辦公照明、車庫等公共區的正常照明、演播室的特殊燈光、一般動力設備用電。

2 供電系統介紹

國家博物館配電室10kV三路進線一進兩出，母線分段的方式減少了母線故障時造成的損失，縮小了停電范圍。博物館高低壓供配電關系示意圖如圖1所示。

2.1 高低壓配電系統

1)高壓系統(10kV)目前由市政提供3路10kV進線，共有25面高壓柜，高壓柜包括進線柜、計量

圖1 國家博物館高低壓供配電關系示意圖

柜、出線柜和聯絡柜(2組)。1kV以下為低壓，3kV、6kV、10kV、20kV、35kV為中壓，大于35kV為高壓。10kV系統3路電源同時工作，互為備用。博物館高壓系統接線示意圖如圖2所示。

圖2 博物館高壓系統接線示意圖

高壓側為單母線分段運行方式，共有3段母線，中間設2組聯絡開關，平時3路電源同時運行，當一路電源故障時，通過手/自動操作相關聯絡開關，由其中一路電源負擔故障段母線負荷；當兩路電源故障時，兩組聯絡開關均閉合，由一路電源負擔全部負荷。

2)低壓配電系統(380/220V)

低壓配電干線采用樹干式或放射式供電，干線采用母線或電纜供電。低壓系統為單母線分段運行，互為聯絡。為了滿足不同供電等級的供電需要，采用不同的供電措施。

(1)特別重要的一級負荷均有兩路電源供電，其中一路來自發電機供電的應急母線。

(2)一級負荷有兩路電源供電，兩路電源分別來自不同變壓器母線段，兩路電源在末端互投。

(3)二級負荷也是由兩路電源供電，兩路電源在末端或適當位置互投。

低壓配電系統分為5組變壓器(10臺)，分別向不同區域供電。

①1#、2#、3#、4#變壓器供電區域為：新館南半區L、J、H、G、P、W,老南館,報告廳,各水泵房用電。

②5#、6#、7#、8#變壓器供電區域為：新館北半區F、E、I、K、M、P,老北館。

③9#、10#變壓器供電區域為：冷凍機房，熱力站。

博物館低壓系統接線示意圖如圖3所示。

圖3 博物館低壓系統接線示意圖

低壓為單母線分段運行，聯絡開關設自投自復/自投不自復/手動轉換開關。低壓主進開關與聯絡開關之間設電氣連鎖，任何情況下只能合其中的兩個開關。

2.2 應急電源系統

博物館內設2臺1 340kW柴油發電機組，發電機容量的確定主要是依據消防負荷。各弱電設備機房設備、安防設備設UPS，應急照明采用集中蓄電池；人防設戰時發電機，并設EPS。

應急電源獨立于正常電源的發電機組，在供電網絡中有效地獨立于正常電源專用的饋電線路和蓄電池。根據允許中斷供電的時間，可分別選擇下列應急電源：

1)快速自動啟動的應急發電機組，適用于允許中斷供電時間為15s～30s的供電。

2)帶有自動投入裝置、獨立于正常電源的專用饋電線路，適用于允許中斷時間大于電源切換時間的供電。

3)不間斷電源(UPS)適用于要求連續供電或允許中斷供電時間為毫秒級的供電。

4)應急電源(EPS)適用于允許中斷供電時間為毫秒級的應急照明供電。

柴油發電機組供給特別重要的一級負荷用電，當10kV市電同時停電時，發電機的延時啟動信號分別采用WDZN-KYJFE-5×2.5 SC25，將信號送至柴油發電機房，信號延時0～10s(可調)，自動啟動柴油發電機組，柴油發電機組在15s內達至額定轉速、電壓、頻率，并可投入額定負荷運行。此時，若發生火災則切斷應急母線段上的非消防用電負荷。當市電恢復30s～60s(可調)后，自動恢復市電供電，柴油發電機組延時自動停機。

對于供電連續性要求高的安防中心、消防中心、網絡機房、通訊機房設置UPS備用電源；應急疏散指示照明及藏品庫區警衛照明設置EPS備用電源。

其中采用ATS自動轉換柜(又稱ATS柜，雙電源自動切換柜、雙電源自動轉換柜)，主要用于主電源和應急電源之間的自動切換，與自啟動柴油發電機組一起組成了自動應急供電系統，可以在主電源停電后自動將應急照明、保安電源、消防設備等負載切換到發電機組上，是保障博物館應急供電電源及消防電源等不可或缺的電力設施。

ATS轉換柜提供了主備用電源的自動切換，并能進行市電側故障歷史記錄，具有測試選擇性，每年進行柴油發電機組試運行時可以啟動運行但不進行并聯操作。

市電正常時，無論發電機組運行與否，轉換開關將一直轉向市電側，由市電向負載供電。這樣能減少值班人員的操作強度，并且能保持電網頻率穩定、提高供電質量及自備電站運行的穩定性、經濟性。在自動狀態下，市電正常時，無論發電機組運行與否，轉換開關將一直轉向市電側，由市電向負載供電；當市電失電時發電機組在30s內自動啟動并列，啟動完成后ATS將自動轉向油機側，由柴油發電機組向負載供電。

3 結束語

國家博物館大型公共建筑的高壓供電系統由電網市電和自備柴油發電機組組成，高壓系統接線方式保證了重要負荷的正常運行，提高了供電系統的可靠性，保障了博物館展覽任務及其他相關活動的正常開展。低壓配電系統采用干線樹干式或放射式供電，雖然所用開關設備及保護電氣成倍的增加，但是其供電可靠、電壓質量較高，適合博物館的一、二類負荷。

Composition of High and Low Voltage Power System in National Museum of China

Wu Yan

本文主要介紹了國家博物館高低壓配電系統的組成，高低壓接線方式及電源等級，高、低壓開關連鎖保證了供電的可靠性。三路市電高壓側分段運行，市電和自備柴油發電機組用于主電源與應急電源之間的自動切換組成了自動應急供電系統。

高低壓配電 主接線 柴油發電機組

This paper briefly introduces the components, connection mode and the power level of low level voltage power system in National Museum of China. The high and low voltage switch interlock of the two transformers protects the high reliability electrical supply. Three rout power grid supplications operate segment.

high and lower-level voltage distribution, main wiring, diesel generating set