1、2022 年 12 月第 16 卷 第 6 期智能建筑电气技术Electrical Technology of Intelligent Buildings厦门新体育中心高压供电方案概述及分析史 敏,王海铭(1.中国建筑设计研究院有限公司,北京 100044;2.厦门路桥工程投资发展有限公司,厦门 361000)摘要 本文通过在厦门新体育中心项目设计及供电方案批复过程中,论述了六路独立进线、四路双环网进线两种高压供电方案的论证过程,结合供电部门对供电高可靠费用的收取政策,业主对供电方式及后期运行管理的控制要求,进行了两种高压供电方式的经济技术对比分析,总结出对大型体育中心项目进行供电方案设计时需
2、要注意的一些关键因素。关键词 高压供电方案;双环网供电;供电高可靠费用;最大供电容量中图分类号:TU852文献标识码:A文章编号:1729-1275(2022)06-0047-04Overview and Analysis of High Voltage Power Supply Scheme forXiamen New Sports CenterShi Min,Wang Haiming(1.China Architectural Design and Research Group Co.,Ltd,Beijing 100044,China;2.Xiamen Road and Bridge En
3、gineering Investment Development Co.,Ltd,Xiamen 361000,China)Abstract:This paper discusses the demonstration process of two high-voltage power supply schemes,namely,six independent incoming lines and double ring network incoming lines in the process of projectdesign and approval of power supply sche
4、me for Xiamen New Sports Center,In combination with thecharging policy of power supply departments for high reliable power supply costs,the owners controlrequirements for power supply mode and operation management,the economic and technical comparativeanalysis of the two high-voltage power supply mo
5、des is carried out,This paper sums up some key factorsthat should be paid attention to when designing the power supply scheme for large sports center projects.Keywords:high-voltage power supply scheme;double ring network;high reliability cost of powersupply;maximum power supply capacity作者简介:史敏,本科,工程
6、师,Email:shim 。0引言 体育中心是指由体育馆、体育场、训练馆、商业、酒店等多种业态形成的一个大型多功能建筑群。由于体育中心项目具有面积大、业态复杂、经常举办国际或国内重大单项赛事、用电负荷等级高等特点,赛事组委会需要更高的供电可靠性保障,因此体育中心项目的高压供电方案也比一般项目更为复杂,需要经过多轮论证。进行供电方案设计之初,设计人员需与当地供电部门充分沟通单路 10kV 市政电源能提供的最大供电能力。在我国,各地区电网整体供电能力不同,甚至同一地区的市区和经济开发区的电网供电能力也不同,比如在沿海一些发达地区单路 10kV市政电源能提供的最大供电容量能达到12 00015 00
7、0 kVA,而在西部一些偏远地区单路 10kV 市政电 源 能 提 供 的 最 大 供 电 容 量 只 有 5 000 6 000kVA。对于总装机容量大的项目,这一前置条件将影响项目整体至少需要几路 10kV 市政电源。同时,项目内用户侧的运营、计量、管理方式也影响到高压供电方案。大型体育中心如包含酒店,酒店通常由专业酒管公司负责,有些酒管公司要求对供电部门单独开票缴费,这种情况下项目整体需专门为酒店从上级站引来两路 10kV 市政电源。项目整体的负荷等级也影响到市政高压电源的性质,按照民用建筑电气设计标准GB 513482019,一级负荷应由双重电源供电,当一个电源发生故障时,另一个电源不
8、应同时受到损害。体育中心项目多为一级负荷用户,前端 10kV 市政电源应满74DOI:10.13857/11-5589/tu.2022.06.032智能建筑电气技术2022 年足双重电源标准。本文中的新体育中心项目位于厦门市,根据设计人员前期与当地供电部门进行充分沟通得知,当地单路 10kV 电源最大供电能力为 15 000kVA。该项目包含体育场、体育馆与游泳跳水馆、商业三部分业态,其中商业存在后期建设,出租或出售的可能性。下文将重点介绍厦门新体育中心项目在设计过程中两种高压供电方案的经济和技术对比分析。1项目概况及负荷分析 厦门体育中心工程属于厦门市“一场两馆、新会展中心”片区,项目总用地
9、面积 66.64 万 m2,总建筑面积53.3 万 m2(含地上建筑面积39.26 万 m2,地下建筑面积 14.04 万 m2)。体育场位于片区的西北部分,体育馆、训练馆和游泳馆在东南侧一字排开,对体育场形成环抱之势(图 1)。图 1 厦门体育中心全景图体育场、游泳馆、体育馆及训练馆、商业负荷统计如表 1。负荷计算及各业态变压器总装机容量表表 1供电对象单位面积安装容量(VA/m2)场馆面积/m2变压器总装机容量/kVA备注体育场87.718.06 万15 8506 万座体育场,可举办全国及单项比赛综合体育馆11715.50 万18 2001.8 万座体育馆(含体育馆和综合训练馆)游泳跳水馆
10、92.87.54 万7 0005 000 座游泳馆商业13312 万16 000大型商业项目 本项目体育场、体育馆及游泳馆均为甲级体育建筑,包含主席台、贵宾室、新闻发布厅用电、计时记分、现场采集回放、升旗控制、网络机房、固定通信机房、扩声及广播机房等大量一级用电负荷,且体育场、体育馆及游泳馆都按举行大型国际赛事设计,赛事组委会对供电可靠性的要求极高,高压外电源的运行情况对本项目电气系统的可靠性起到至关重要的作用。2两种高压供电方案概述 厦门新体育中心项目整体装机容量为 57 050kVA,按照当地单路 10kV 电源最大供电能力为15 000 kVA 这一前置条件,从总体容量上初步判断整个项目
11、至少需要 4 路 10kV 高压电源。在建筑布局上,体育场独立设置,体育馆及游泳馆地下室相互连通按一个建筑考虑,商业独立设置。体育场总装机容量为 15 850kVA,体育馆及游泳馆总装机容量为25 200 kVA,商业部分总装机容量为 16 000kVA。按照各业态的装机容量大小与单路 10kV 电源最大供电能力的匹配性,体育馆及游泳馆适宜单独引入两路 10kV 市政电源。如考虑体育场及商业共引入两路 10kV 市政电源,则存在两路 10kV 市政电源供电能力小于体育场及商业总装机容量的情况,如为了满足两路 10kV市政电源的供电能力,将商业 16 000 kVA 的总装机容量拆成两部分分配在
12、体育馆及游泳馆开闭站及体育场开闭站,又会存在商业的内部计量混乱,管理不便,且商业分期建设灵活性差等问题。因此初步设计阶段,首先考虑了 6 路 10kV 电源进线的方案。2.1 方案一:6 路 10kV 电源进线 本方案结合各业态总装机容量及单路 10kV 市政电源最大供电能力,并考虑后期体育馆及游泳馆、体育场独立运营,商业整体销售或出租的可能性,设计体育场、体育馆及游泳馆、商业分别各进 2路 10kV 电源,总计由市政引来 6 路 10kV 电源,每组 2 路互为备用。机房设置上体育场、体育馆及游泳馆、商业分别设置独立的 10kV 开闭站,三家单位都对供电部门有独立的高压进线计量柜。负荷计算及
13、各业态变压器总装机容量见表 2,10kV 电源进线供电关系图见图 2。本项目初步设计阶段的 6 路 10kV 电源进线是比较常见的供电方案,采用放射式供电的方式,能较好地保障电源的可靠性,但在后期与供电公司接84第 16 卷 第 6 期史 敏,等.厦门新体育中心高压供电方案概述及分析 负荷计算及各业态变压器总装机容量表 210kV 电源进线编号引入位置所供变压器容量/kVA10kV制冷机组服务范围H1 H2体 育 场 10kV开闭站(位于体育场一层)15 8500体育场及其室外配套训练 场、室外充电桩H3 H4商业 10kV 开闭站(位于商业地下一层)16 0000商业H5 H6体育馆10kV
14、 开闭站(位于体育馆地下一层)25 2002 台1 000kW体育馆、游泳 馆及训练馆、室外配套训练场图 2 6 路 10kV 电源进线供电关系图洽过程中,供电公司提出了采用 4 路 10kV 双环网电源进线的方式,此种供电方式采用合环花瓣式供电,供电可靠性高,因此设计人员按照 4 路 10kV 双环网电源进线设计了第二种供电方案,供业主与供电部门进行选择和比较。2.2 方案二:4 路 10kV 双环网电源进线 4 路 10kV 高压进线以合环花瓣式供电方式接入体育场 10kV 开闭站及体育馆 10kV 开闭站,4 路电源同时运行,互为备用。机房设置上体育场、体育馆各自设置独立的 10kV 开
15、闭站,体育场 10kV 开闭站负责体育场及商业供电,体育馆 10kV 开闭站负责体育馆及游泳馆配电,商业部分日后采取设置内部物业表计的方式进行电费计量。双环网是电缆单环网的组合再升级,如图 3 所示,如果体育馆开闭站的两处开环点断开,实际仍是两个单环网单元。当 4 路前端电源均正常供电情况下,两处开环点保持开环。当发生 N-1 故障,其中任意一路前端电源失电时,通过电网自动化系统的站内联络或站间联络,能保障失电母线的供电。甚至当更严重的情况发生,如其中一个 110kV 开闭站失电或 4 路电源中任意 2 路失电,发生 N-2 故障时,也能通过自动化系统闭合开关点,实现转移负荷,由另一个开闭站保
16、障故障区域用户的不间断供电,能够最大限度地缩小停电范围、缩短停电时长。图 3 4 路 10kV 双环网电源进线供电关系图3两种高压供电方案技术及造价对比分析 方案一:6 回路进线的供电方案主要特点是体育场、体育馆与游泳馆、商业三部分电源间各自独立,互不影响,管理权属非常清晰,供电可靠性高,供电可满足各业态基本供电需求,如商业后期建设,整个供电系统也较为灵活。但供电外线及外电源建设一次投资成本较高。方案二:4 回路双环网进线的供电方案在技术上利用双回电缆线路组建联络,可进一步优化线路运行模式,提高供电区域供电可靠性,有效解决辐射式供电方式因电缆、变压器及低压设备故障造成的线路停运问题。采取双环网系统供电的前提是每路线路的负载率维持在 50%左右,才能实现 N-1或 N-2 故障情况下的负荷转移。本项目为甲级体育场馆类项目,一、二级负荷占比高,变压器负荷率均在 50%60%,适用于此系统。近年来,福建、海南等多地供电部门都出具了关于收取供电高可靠费用的政策,政策中规定,对于申请新装或增加用电容量的两路及以上多回路供电的电力用户,在国家出台高可靠性电价政策前,除供电容量最大的供电回路外,供电