某城市綜合體雙重電源方案的選擇和分析

李 凱， 周玉娟

(1. 南京金宸建筑設(shè)計(jì)有限公司，南京 200036； 2. 江蘇開(kāi)放大學(xué)，南京 210036)

0 引言

城市綜合體是以建筑群為基礎(chǔ)，融合商業(yè)零售、商務(wù)辦公、酒店餐飲、公寓住宅和綜合娛樂(lè)等多種功能于一體的城市經(jīng)濟(jì)聚集體。由于城市綜合體功能復(fù)雜、人員密集，相比普通單一性質(zhì)的建筑物，其一級(jí)負(fù)荷比例偏大，為了滿足一級(jí)負(fù)荷的供電要求，必須設(shè)計(jì)并選擇合理的雙重電源方案。

1 設(shè)計(jì)規(guī)范要求和分析

1.1 設(shè)計(jì)規(guī)范

(1)GB 50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》第10.1.1規(guī)定：下列建筑物、儲(chǔ)罐(區(qū))和堆場(chǎng)的消防用電應(yīng)按一級(jí)負(fù)荷供電：

1)建筑高度大于50m的乙、丙類廠房和丙類倉(cāng)庫(kù)；

2)一類高層民用建筑。

(2)GB 50067-2014《汽車庫(kù)、修車庫(kù)、停車場(chǎng)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》第9.0.1規(guī)定：

消防水泵、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)滅火系統(tǒng)、防排煙設(shè)備、電動(dòng)防火卷簾、電動(dòng)防火門、消防應(yīng)急照明和疏散指示標(biāo)志等消防用電設(shè)備，以及采用汽車專用升降機(jī)作車輛疏散出口的升降機(jī)用電，應(yīng)符合下列要求：

Ⅰ類汽車庫(kù)、采用汽車專用升降機(jī)作車輛疏散出口的升降機(jī)用電應(yīng)按一級(jí)負(fù)荷供電。

(3)GB 50052-2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》第3.0.2規(guī)定：

一級(jí)負(fù)荷應(yīng)由雙重電源供電，當(dāng)一電源發(fā)生故障時(shí)，另一電源不應(yīng)同時(shí)受到損壞。

1.2 設(shè)計(jì)規(guī)范中雙重電源的分析

(1)規(guī)范解釋

GB 50052-2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》：雙重電源可以是分別來(lái)自不同電網(wǎng)的電源；來(lái)自同一電網(wǎng)但在運(yùn)行時(shí)電路互相之間聯(lián)系很弱，或者來(lái)自同一個(gè)電網(wǎng)但其間的電氣距離較遠(yuǎn)，一個(gè)電源系統(tǒng)任意一處出現(xiàn)異常運(yùn)行時(shí)或發(fā)生短路故障時(shí)，另一個(gè)電源仍能不中斷供電。

GB 50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》：電源來(lái)自兩個(gè)不同發(fā)電廠；電源來(lái)自兩個(gè)區(qū)域變電站(電壓一般在35kV 及以上)；電源來(lái)自一個(gè)區(qū)域變電站，另一個(gè)設(shè)置自備發(fā)電設(shè)備。

江蘇省標(biāo)DGJ32/TJ 11-2016《居住區(qū)供配電設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》條文解釋：居住區(qū)一級(jí)負(fù)荷應(yīng)由雙電源供電，此處的雙電源指來(lái)自兩個(gè)不同變電站(開(kāi)關(guān)站)或來(lái)自不同電源進(jìn)線的同一變電站(開(kāi)關(guān)站)的兩段中壓母線，為同一用電負(fù)荷供電的兩路供電電源。

(2)案例概況

南京某項(xiàng)目總建筑面積為36.236 8萬(wàn)m2，其中自持商業(yè)10.110 7萬(wàn)m2，公寓4.06萬(wàn)m2，辦公3.7萬(wàn)m2，金街3.442 1萬(wàn)m2，回購(gòu)商業(yè)3萬(wàn)m2，為人員密集的特大型商業(yè)、一類高層建筑、I類車庫(kù)。

本文僅就消防負(fù)荷進(jìn)行分析，消防負(fù)荷約占總?cè)萘康?2.9%，具體見(jiàn)表1。

消防負(fù)荷容量統(tǒng)計(jì)表 表1

根據(jù)規(guī)范的要求，該項(xiàng)目的消防用電為一級(jí)負(fù)荷，必須由雙重電源供電。本項(xiàng)目外部供電條件為：20kV區(qū)域變電站，有2路獨(dú)立110kV電源，不同主變?cè)诓煌阑鸱謪^(qū)，引至本工程的2路20kV電源回路引自不同主變的母線段。

該電力條件雖然滿足江蘇省標(biāo)DGJ32TJ 11-2016《居住區(qū)供配電設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》及GB 50052-2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》，但不滿足GB 50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中電源來(lái)自兩個(gè)區(qū)域變電站的要求。

2 應(yīng)急電源方案設(shè)計(jì)

2.1 方案一：引入另一路10kV電源

引入一路10kV電源作為熱備用，供電范圍為所有消防負(fù)荷及部分平時(shí)負(fù)荷?；馂?zāi)時(shí)自動(dòng)切除非消防負(fù)荷。高壓分配拓?fù)鋱D如圖1所示。

利用1#商業(yè)變電所2臺(tái)2 000kVA變壓器，改為10/0.4kV，0.4kV側(cè)不設(shè)聯(lián)絡(luò)。由此2臺(tái)變壓器低壓側(cè)分別引出至各變電所的應(yīng)急電源回路，與各變電所低壓側(cè)消防母線段作應(yīng)急轉(zhuǎn)換。

圖1 方案一高壓分配拓?fù)鋱D

2.2 方案二：設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組作為備用電源

采用2臺(tái)備用功率為2 000kW柴油發(fā)電機(jī)組作為備用電源，并聯(lián)發(fā)電，由發(fā)電機(jī)配電柜分別引出至各變電所的應(yīng)急電源回路，與各變電所低壓側(cè)消防母線段作應(yīng)急轉(zhuǎn)換。高壓分配拓?fù)鋱D見(jiàn)圖2。

考慮占地面積及價(jià)格因素，選用發(fā)電機(jī)功率備用 2 000kW，常用 1 800kW。

圖2 方案二高壓分配拓?fù)鋱D

3 應(yīng)急電源方案投資估算

方案投資估算表具體見(jiàn)表2～3。

方案一(10kV電流)投資估算表 表2

方案二(低壓柴油發(fā)電機(jī)組)投資估算表 表3

4 應(yīng)急電源方案可行性分析

4.1 方案一的優(yōu)缺點(diǎn)

(1)在現(xiàn)有平面的基礎(chǔ)上，可以利用原有設(shè)備機(jī)房位置，不占用車位，實(shí)施較為方便。

(2)不確定因素是周邊區(qū)域電站可能無(wú)間隔及無(wú)容量或容量不足，需要與供電部門再次協(xié)調(diào)。

4.2 方案二的優(yōu)缺點(diǎn)

(1)需要重新設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)房及其附屬用房，面積約為240 m2，考慮建筑消防疏散等因素，所占用的總面積約為450 m2，較難滿足機(jī)房條件所需位置。

(2)需要較大的進(jìn)風(fēng)面積及排廢氣的管井。

(3)排煙問(wèn)題較難解決。

(4)占用車位較多，約10個(gè)。

(5)荷載較大，每臺(tái)約重17 217kg，運(yùn)輸困難。

(6)需要設(shè)置最少3h的儲(chǔ)油設(shè)施。

6 結(jié)束語(yǔ)