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)計有限公司，南京 200036； 2. 江蘇開放大學(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等多種功能于一體的城市經(jīng)濟聚集體。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，其一級負(fù)荷比例偏大，為了滿足一級負(fù)荷的供電要求，必須設(shè)計并選擇合理的雙重電源方案。

1 設(shè)計規(guī)范要求和分析

1.1 設(shè)計規(guī)范

(1)GB 50016-2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》第10.1.1規(guī)定：下列建筑物、儲罐(區(qū))和堆場的消防用電應(yīng)按一級負(fù)荷供電：

1)建筑高度大于50m的乙、丙類廠房和丙類倉庫；

2)一類高層民用建筑。

(2)GB 50067-2014《汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計防火規(guī)范》第9.0.1規(guī)定：

消防水泵、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)、自動滅火系統(tǒng)、防排煙設(shè)備、電動防火卷簾、電動防火門、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作車輛疏散出口的升降機用電，應(yīng)符合下列要求：

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

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

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

1.2 設(shè)計規(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)計規(guī)范》：雙重電源可以是分別來自不同電網(wǎng)的電源；來自同一電網(wǎng)但在運行時電路互相之間聯(lián)系很弱，或者來自同一個電網(wǎng)但其間的電氣距離較遠(yuǎn)，一個電源系統(tǒng)任意一處出現(xiàn)異常運行時或發(fā)生短路故障時，另一個電源仍能不中斷供電。

GB 50016-2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》：電源來自兩個不同發(fā)電廠；電源來自兩個區(qū)域變電站(電壓一般在35kV 及以上)；電源來自一個區(qū)域變電站，另一個設(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)一級負(fù)荷應(yīng)由雙電源供電，此處的雙電源指來自兩個不同變電站(開關(guān)站)或來自不同電源進(jìn)線的同一變電站(開關(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

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

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%，具體見表1。

消防負(fù)荷容量統(tǒng)計表 表1

根據(jù)規(guī)范的要求，該項目的消防用電為一級負(fù)荷，必須由雙重電源供電。本項目外部供電條件為：20kV區(qū)域變電站，有2路獨立110kV電源，不同主變在不同防火分區(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)計規(guī)范》，但不滿足GB 50016-2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》中電源來自兩個區(qū)域變電站的要求。

2 應(yīng)急電源方案設(shè)計

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)荷及部分平時負(fù)荷。火災(zāi)時自動切除非消防負(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)電機組作為備用電源

采用2臺備用功率為2 000kW柴油發(fā)電機組作為備用電源，并聯(lián)發(fā)電，由發(fā)電機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見圖2。

考慮占地面積及價格因素，選用發(fā)電機功率備用 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

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

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

4.2 方案二的優(yōu)缺點

(1)需要重新設(shè)置柴油發(fā)電機房及其附屬用房，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)排煙問題較難解決。

(4)占用車位較多，約10個。

(5)荷載較大，每臺約重17 217kg，運輸困難。

(6)需要設(shè)置最少3h的儲油設(shè)施。

6 結(jié)束語