某體育建筑應急柴油發電機組容量的選擇

朱繼承 趙瑩 崔浩

浙江大學建筑設計研究院有限公司 浙江 杭州 310000

引言

隨著2008年北京奧運會的成功舉辦，我國體育事業得到了長足的發展，競技體育也受到了更加廣泛的關注和歡迎。針對不同的體育建筑需求，合理的電氣設計就顯得尤為重要。一方面體育建筑功能多樣復雜，設備機房布置及敷設需要考慮整體的美觀和諧，另一方面體育建筑尤其是競技體育建筑本身的特點對供電及其設備的可靠性要求較高。對于大型的競技體育場館，柴油發電機組是保障供電的重要組成部分之一，需要綜合考慮柴油發電機組的性能穩定以及可靠性。本文通過對某體育建筑供配電系統形式及應急柴油發電機組容量的選擇，以期為電氣設計人員提供參考。

1 項目概況

某舉辦大型賽事用體育建筑總建筑面積50000m2，建筑主體高度19.7m，地上共二層（局部有夾層），地下一層，為特級體育建筑。地上作為大型賽事比賽場地、熱身場地、媒體及技術官員區域、運動員休息區、場館運行區等；地下為I類汽車庫及設備機房。

2 變配電系統

根據現行國家、行業標準[1-4]和體育場館及其設施的重要性以及中斷供電對比賽和轉播正常運行的影響程度，確定該項目負荷等級為一級。根據負荷性質及當地要求，采用雙路10kV電源供電，兩路10kV電源同時工作，互為備用，當一路電源故障時，由另一路電源負擔二級及以上全部負荷。高、低壓均為單母線分段運行方式，中間設母聯開關。

考慮該體育建筑形態狹長，建筑東西方向距離350m，因此在東側、西側分別設置1座10kV變電所，西側變電所內設置2臺2000kVA變壓器，東側變電所內設置2臺1250kVA變壓器。變電所兼總高配采用中置式開關柜，分變電所采用負荷開關柜（考慮賽時安全性，采用固體絕緣環網柜）。變電所內2臺變壓器低壓側分別設置應急母線段，作為固定柴油發電機組和臨時柴油發電車的接口，保障一級負荷中特別重要的負荷用電。

低壓配電系統采用放射式為主，結合鏈接、樹干式的方式。一級負荷采用雙路電源供電，經末端配電箱處自動切換裝置接入。二級負荷在適當位置設置自動切換裝置,其中空調系統組機設備功率較大，采用單電源放射式供電，考慮在變壓器側通過母聯開關自動投切的方式滿足二級負荷的要求。三級負荷采用單電源供電。

場館賽時用電采用雙路電源放射式供電，經末端配電箱處自動切換裝置，串接不間斷電源UPS或者應急電源EPS后接入，保證賽時用電的穩定運行。其中UPS持續供電時間30分鐘，采用在線運行連續工作制；EPS持續供電時間90分鐘。

3 應急柴油發電機組容量的選擇

3.1 應急柴油發電機組設備負荷統計

根據現行國家、行業標準[1-4]及使用方需求，重要負荷統計如下表：

表1 體育建筑重要負荷統計表

柴油發電機組應急電源計算負荷選擇消防狀態與非消防狀態較大值，即：

3.1.1 按穩定負荷計算發電機容量：

柴油發電機組配置800kW的應急備用功率可滿足穩定負荷計算的需要。

3.1.2 按最大的單臺電動機或成組電動機啟動的需要，計算發電機容量：[4]

柴油發電機組配置800kW的應急備用功率可滿足按最大的單臺電動機或成組電動機啟動的需要。

3.1.3 按啟動電動機時母線容許電壓降計算發電機容量：[4]

柴油發電機組配置200kW的應急備用功率可滿足按啟動電動機時母線容許電壓降計算的需要。

綜上所述，該體育建筑配置應急備用功率800kW的柴油發電機組即可，同時預留臨時柴油發電車接口，應急持續供電時間12小時，體育建筑內靠近變電所設置一個固定柴油發電機房，內設1m3儲油量的儲油間，同時在室外配套設置儲油罐設施。在靠近變電所附近設置臨時柴油發電車停車位置及配電接口。

4 結束語

上述內容介紹了大型國際賽事體育建筑的供配電系統設計及應急柴油發電機組的容量選擇，因該體育賽事供電要求較高，為了保證用電可靠性，從供電方案上采用了雙路10kV電源供電，設置應急母線段作為應急柴油發電機組和臨時柴油發電車的接口，同時重要負荷末端考慮設置不間斷電源裝置UPS或應急電源裝置EPS作為加強保護。從實際使用情況看，整個系統運行取得了較好的保供電效果。作為自備電源，柴油發電機的使用大大提高了體育建筑重要負荷用電的可靠性，但是需要結合建筑自身的特點及使用方的需求合理的選擇是否采用柴油發電機組或者預留臨時柴油發電車接口。設備的選擇既要考慮機組的綜合性能，也需要考慮經濟成本，使建筑本身在功能和效益之間達到一個平衡。