生物醫藥企業加速器供電設計方案探討

陳學明, 劉青欽, 黃 旭

(國藥集團重慶醫藥設計院有限公司,重慶 400042)

0 引 言

企業加速器是一種以快速成長企業為主要服務對象,通過服務模式創新充分滿足企業對于空間、管理、服務、合作等方面個性化需求的新型空間載體和服務網絡,具有較強的集群吸引力和創新網絡形態;其是介于企業孵化器和科技園區之間的一種中間業態。本文介紹了某生物醫藥企業加速器供電設計方案。

1 工程概況

某市國家生物產業基地于2005年6月由國家發改委批準認定,是國家首批三個生物產業基地之一。某生物醫藥企業加速器位于該基地核心區域。本文探討了該生物醫藥企業加速器二期方案,建筑單體概況如表1所示。

表1 建筑單體概況

2 負荷預測及估算

2.1 負荷預測依據

用電容量是供電方案設計的基礎,負荷預測是確定用電容量的前提;負荷預測是否準確,直接關系到供電方案的合理性。考慮到生物醫藥企業加速器中入駐企業的不穩定性、容量大小的不確定性、負荷類別的復雜性,負荷預測應多方面考慮、多角度驗證[1-2]。

負荷預測主要依據相關圖集手冊參數、各專業估算條件、加速器一期數據情況、收集的相關資料及經驗總結等進行[3]。

負荷預測依據如表2所示。

表2 負荷預測依據

2.2 負荷預測匯總

該項目方案階段有過多次負荷預測結果,隨著項目的深入程度、建筑的變化情況、設計的了解水平,依據不同估算方法,負荷預測結果如表3所示。

當地要求變壓器負荷率不得小于70%,節能要求變壓器容量不得大于85%,故第1次根據招標文件只有變壓器容量范圍。第4次及第5次為參考調研數據直接估算的計算有功功率或變壓器容量。

由表3可以看出,各次預測的設備裝機容量及變壓器容量均不一致,除第5次調研使用情況計算出的變壓器容量明顯偏小外,其他各次變壓器容量相差不大。綜合各次預測結果,依據各專業資料并參考當地相關企業數據,對該項目方案階段進行最后一次預測。

表3 負荷預測結果

2.2.1 普通負荷匯總

根據各專業提供最新普通負荷資料,參考當地其他相關企業數據(業主組織對生物醫藥和醫療器械類似企業的調研),并綜合預測依據情況,將各單體(區域)普通負荷計算匯總。其中地下室10 kV冷凍負荷13 980 kW,已劃歸相應單體。

2.2.2 一、二級負荷及消防負荷匯總

根據院各專業提供的一、二級負荷及消防負荷資料,將各單體(區域)一、二級負荷及消防負荷計算負荷匯總。普通一、二級負荷約3 796 kW,包含暖通、建筑、自控以及照明負荷;消防一、二級負荷約5 199 kW,包含暖通、給排水、建筑、消防控制以及消防照明等。

特別說明:本方案規劃時,因GB 51348—2019《民用建筑電氣設計標準》尚未實施,負荷分級未采用新標準,為保留原貌本文未予修改。

3 變壓器容量選擇

除冷凍10 kV負荷外,將地下室各區域負荷歸于附近相關供電單體內,統計計算該單體變壓器容量,方案階段暫未將充電站等公用部分變壓器單列。采用需要系數法進行計算,負荷計算方法、公式等見《工業與民用供配電設計手冊》(第4版)。各單體負荷計算結果及變壓器容量選擇如表4所示。

表4 各單體負荷計算結果及變壓器容量選擇

4 變電所位置選擇

該生物醫藥企業加速器體量較大、單體較多且建筑類別多樣,既有高層工業廠房,也有民用高層、超高層建筑,還有復雜的地下室及相關配套設施。變電所位置選擇考慮的因素較多,既涉及建筑物的使用年限及設備的運行周期,還得考慮設備材料費用、電能損耗、電費、壓降、運輸等多種情況。為了簡化計算,各位置方案均按在同一條件下進行相對比較。

設計中比較方案較多,方案比較中涉及的電網損耗計算公式等見《工業與民用供配電設計手冊》(4版),技術比較中涉及的相關數據來自《建筑電氣常用數據》(19DX101-1),經濟比較中各種電費數據參考收集的當地供電部門資料,其他費用為綜合本院收集資料或參考他人資料。

4.1 2#超高層變電所位置選擇

2#超高層變電所位置設置方案如表5所示。

表5 2#超高層變電所位置設置方案

2#超高層變電所不同選址方案的技術比較如表6所示。

表6 2#超高層變電所不同選址方案的技術比較

2#超高層變電所不同選址方案的經濟比較如表7所示。可見,除管井和壓降方面方案二略優外,其他方面方案一優,故推薦方案一,即2#超高層變電所設置于-1F。

表7 2#超高層變電所不同選址方案的經濟比較

4.2 13#超高層變電所位置選擇(一)

13#超高層變電所位置設置方案(一)如表8所示。

表8 13#超高層變電所位置設置方案(一)

13#超高層變電所不同選址方案的技術比較(一)如表9所示。

表9 13#超高層變電所不同選址方案的技術比較(一)

13#超高層變電所不同選址方案的經濟比較(一)如表10所示。

表10 13#超高層變電所不同選址方案的經濟比較(一)

因此,除占地和運輸方面方案一略優外,其他方面方案二優,故13#超高層變電所設置位置推薦方案二。

4.3 13#超高層變電所位置選擇(二)

13#超高層變電所位置設置方案(二)如表11所示。

表11 13#超高層變電所位置設置方案(二)

13#超高層變電所不同選址方案的技術比較(二)如表12所示。

表12 13#超高層變電所不同選址方案的技術比較(二)

13#超高層變電所不同選址方案的經濟比較(二)如表13所示。

表13 13#超高層變電所不同選址方案的經濟比較(二)

分析可知,13#超高層變電所設置于22F及33F。因此,除占地面積方面方案一略優外,其他方面方案二優,故13#超高層變電所樓層設置位置推薦方案二。根據4.2節及4.3節推薦方案,13#超高層變電所設置于-1F及33F。

4.4 -1F變電所位置選擇

-1F變電所位置設置方案如表14所示。

表14 -1F變電所位置設置方案

-1F變電所選址方案的技術比較如表15所示。

表15 -1F變電所選址方案的技術比較

-1F變電所選址方案的經濟比較如表16所示。

表16 -1F變電所選址方案的經濟比較

因此,除占地方面方案一略優外,其他方面方案二優,故推薦方案二,即-1F變電所分別設置于5#、6#和7#、8#單體地下室。

5 供電設計方案

5.1 高壓(10 kV)供電方案

高壓供電方案設計的前提是必須遵守當地供電部門的相關規定和要求。當地供電部門要求:報裝變壓器容量超過40 000 kVA時,需提供新建110 kV變電站用地,由供電局投資建設變電站(110 kV變電站由供電部門異地建設,不在本方案探討之列);每回10 kV進線不超過6個環網柜節點,并采取N-1接線方式(兩用一備或三用一備);在建筑物內預留10 kV公用配電房,公用配電房內由當地供電部門設置公用柜;每個公用柜節點所接容量上限工業用電為3 500 kVA、商業用電為4 000 kVA;高壓功率因數不低于0.9。三用一備接線方式示意圖如圖1所示。

圖1 三用一備接線方式示意圖

根據選址方案比較并結合與供電部門溝通情況,變電所設置如表17所示。

表17 變電所設置

該項目設 9個變電所、2個10 kV配電室及 6個公用配電房。由9個變電所向低壓設備供電,2個10 kV配電室向10 kV設備供電。

9個變電所及2個10 kV配電室電源引自電力系統(經6個公用配電房引入),由市電引來2組10 kV電源。第1組為3用1備供9個變電所,第2組為2用1備供2個10 kV配電室。

供電方案示意圖如圖2所示。

圖2 供電方案示意圖

鑒于當地供電部門供電規定和要求的限制,前述方案不一定為最佳供電方案,只能保證在滿足當地供電部門要求情況下力求最佳。

5.2 柴油發電機設置及供電范圍

按消防一、二級用電和正常一、二級用電中的大者確定柴油發電機容量,選擇計算方法參考《工業與民用供配電設計手冊》(4版)。

柴油發電機按總體布局分期設置考慮,在地下室共設置6個柴油發電機房。柴油發電機布置位置及供電范圍見圖2。

5.3 供電方案實施情況

供電方案在項目報建及初步設計中已獲審批通過,因疫情影響,目前該方案仍處于施工圖實施階段。

6 結 語

探討了某生物醫藥企業加速器供電設計方案,其屬于項目前期規劃供電方案,在負荷預測時應多方面考慮,確定的方案除符合技術規范外,還要滿足當地供電部門要求。