高山滑雪場(chǎng)電氣設(shè)計(jì)探討?

高學(xué)文, 王 旭, 張 輝

(中國(guó)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司,北京 100044)

0 引言

造雪設(shè)備是高山滑雪場(chǎng)的重要組成部分,被廣泛應(yīng)用于各大雪場(chǎng),高山雪場(chǎng)造雪系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)值得研究和思考。 本文對(duì)造雪設(shè)備供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)述分析,供相關(guān)類(lèi)似項(xiàng)目借鑒參考。

1 造雪系統(tǒng)組成

1.1 系統(tǒng)組成

高山滑雪場(chǎng)造雪系統(tǒng)工藝部分由山下水庫(kù)、蓄水池、冷熱水池、冷卻塔、空壓機(jī)、1#主泵站、2#一級(jí)加壓泵站、3#二級(jí)加壓泵站、造雪機(jī)、室外供水管網(wǎng)等組成。 造雪用水由位于山下的水庫(kù)提供,經(jīng)山下給水加壓泵站至蓄水池,由蓄水池經(jīng)冷熱水池、冷卻塔處理后,再經(jīng)1#、2#、3#泵站將水加壓至末端造雪設(shè)備。 造雪系統(tǒng)配電部分由110kV 總電站、各級(jí)10kV 變電室、高低壓配電柜、室外箱變、室外造雪配電箱、配電線(xiàn)纜等組成。 整個(gè)高山雪場(chǎng)具有水源距離遠(yuǎn)、造雪設(shè)備多且比較分散等特點(diǎn),需要經(jīng)多級(jí)加壓泵站將水源經(jīng)室外管網(wǎng)送至末端用水點(diǎn)。

1.2 造雪機(jī)分類(lèi)及造雪設(shè)備參數(shù)

造雪機(jī)按外形分為槍式、炮式及車(chē)載式。 按原理分為風(fēng)扇型、壓縮空氣型。 造雪泵房?jī)?nèi)設(shè)備及室外造雪機(jī)設(shè)備參數(shù)見(jiàn)表1～2。

雪場(chǎng)運(yùn)營(yíng)受天氣影響較大,設(shè)置冷卻塔可將較高水溫降低至可滿(mǎn)足造雪需要的水溫,從而在一定溫度條件下實(shí)現(xiàn)提前造雪,增加雪場(chǎng)運(yùn)營(yíng)時(shí)間。

2 造雪系統(tǒng)配電設(shè)計(jì)

2.1 負(fù)荷等級(jí)

根據(jù)國(guó)內(nèi)相關(guān)規(guī)范和造雪工藝負(fù)責(zé)人提資,并經(jīng)與造雪工藝進(jìn)一步溝通,室外造雪設(shè)備主要是在滿(mǎn)足氣候要求前提下,提前把雪造好,平時(shí)只是在夜間適當(dāng)修復(fù),且造雪供水泵和室外造雪機(jī)用電量巨大,如果負(fù)荷等級(jí)定義過(guò)高,整個(gè)供電系統(tǒng)的壓力很大。 因此定義造雪設(shè)備為三級(jí)負(fù)荷,采用單電源供電方案。 造雪控制設(shè)備為整個(gè)造雪系統(tǒng)的控制中樞,定義為一級(jí)負(fù)荷,采用雙回路供電,設(shè)備自帶UPS 電源。

造雪泵站設(shè)備參數(shù) 表1

造雪機(jī)設(shè)備參數(shù) 表2

2.2 電源分界

經(jīng)與造雪工藝方溝通,設(shè)計(jì)院和造雪工藝的電源分界點(diǎn)為室內(nèi)泵站變頻器控制柜上口,設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé)將電纜供至變頻器控制柜進(jìn)線(xiàn)處,后端出線(xiàn)設(shè)計(jì)由造雪工藝完成。 室外箱變?yōu)橄渥儍?nèi)低壓配電柜出線(xiàn)端,后端至造雪設(shè)備配電控制柜由造雪工藝完成。

2.3 相關(guān)要求及注意事項(xiàng)

經(jīng)與造雪工藝方溝通,造雪泵站相關(guān)要求見(jiàn)表3。 變配電室與造雪泵站最好貼鄰設(shè)置,便于配電線(xiàn)路敷設(shè),土建要求滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)相關(guān)規(guī)范即可。

造雪泵站相關(guān)要求 表3

由于高山雪場(chǎng)海拔較高,因此所選用的電氣設(shè)備參數(shù)要滿(mǎn)足海拔高度要求,并需要根據(jù)海拔高度修正設(shè)備參數(shù)。 另外為保障造雪供水系統(tǒng)在極端天氣不結(jié)凍,防止造雪供水管網(wǎng)爆裂,造雪泵房除了需要設(shè)置好土建密閉和內(nèi)外保溫外,還需要考慮泵站內(nèi)采暖問(wèn)題,本工程采用電暖器方式采暖,室外埋深在凍土層以上的給水管線(xiàn)設(shè)置電伴熱。

2.4 造雪泵站設(shè)計(jì)

2.4.1 造雪系統(tǒng)供電方案

由園區(qū)110kV 高壓總站引來(lái)10kV 電源至各泵站變配電室和室外箱變,再由變配電室低壓柜和室外箱變低壓室引出0.4kV 配電線(xiàn)纜至水泵控制柜和造雪設(shè)備配電箱。 供電方案示意見(jiàn)圖1。

圖1 供電方案示意圖

2.4.2 1#泵站配電設(shè)計(jì)

1#泵站主要負(fù)責(zé)變頻主泵供電,內(nèi)設(shè)4 ×2 500kVA+2×800kVA 共6 臺(tái)變壓器,變電室采用下進(jìn)下出線(xiàn)方式。

2.4.3 2#泵站配電設(shè)計(jì)

2#泵站主要負(fù)責(zé)變頻主泵供電,另給2#泵站附近的造雪設(shè)備供電,低壓電纜穿出建筑物后沿室外雪道敷設(shè)至造雪設(shè)備配電箱。 內(nèi)設(shè)2×2 500kVA+1×2 000kVA 共三臺(tái)變壓器,變電室采用下進(jìn)下出線(xiàn)方式。

2.4.4 3#泵站配電設(shè)計(jì)

3#泵站主要負(fù)責(zé)變頻主泵供電,另給3#泵站附近的造雪設(shè)備供電,低壓電纜穿出建筑物后沿室外雪道敷設(shè)至造雪設(shè)備配電箱,再由造雪設(shè)備配電箱給每臺(tái)造雪機(jī)供電。 內(nèi)設(shè)2×2 000kVA 共兩臺(tái)變壓器,變電室采用下進(jìn)下出線(xiàn)配電方式。 大功率主泵采取變頻啟動(dòng)方式,室外造雪機(jī)按照設(shè)備布置及供電半徑,每3～5 臺(tái)設(shè)備采用一條回路供電,供電電纜采用YJV32-3×185+2×95 鎧裝電纜。 以3#泵站為例,供電流程圖見(jiàn)圖2。 1#、2#泵站供電流程與3#泵站類(lèi)似。

2.5 室外造雪設(shè)備布置

每臺(tái)造雪機(jī)的功率為28kW,造雪噴射半徑30～40m,一條供電回路可以給3 ～5 臺(tái)造雪機(jī)供電,可以參照此原則預(yù)估室外造雪機(jī)臺(tái)數(shù)。 室外造雪機(jī)設(shè)置位置還與海拔高度、溫度、濕度、坡度、風(fēng)速等因素有關(guān),最終布置應(yīng)由造雪工藝確定。

圖2 3#泵站配電設(shè)計(jì)圖

2.6 電壓降復(fù)核計(jì)算

由于室外造雪空間巨大,每臺(tái)造雪設(shè)備相距60 ～80m,因此需要考慮電壓損失是否能滿(mǎn)足設(shè)備使用要求,在造雪工藝沒(méi)有特殊要求前提下,根據(jù)GB 50052-2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求,電動(dòng)機(jī)允許電壓偏差±5%額定電壓。 每個(gè)供電回路所帶造雪設(shè)備≤5 臺(tái),所有供室外造雪設(shè)備均采用YJV32-3×185+2×95 電纜,并控制供電半徑≤400m,經(jīng)計(jì)算滿(mǎn)足電壓損失要求。 電壓降計(jì)算見(jiàn)表4(以其中一臺(tái)室外箱變一條供電回路為例)。

電壓降計(jì)算表 表4

3 結(jié)束語(yǔ)

造雪泵站的選址及設(shè)計(jì)需結(jié)合場(chǎng)地實(shí)際情況,并和建筑結(jié)構(gòu)、造雪工藝等相關(guān)專(zhuān)業(yè)相結(jié)合,在滿(mǎn)足工藝需求的前提下,本著符合規(guī)范要求、技術(shù)成熟先進(jìn)、系統(tǒng)安全穩(wěn)定、造價(jià)經(jīng)濟(jì)合理的原則,優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng),滿(mǎn)足使用需求。