某城市综合体双重电源方案的选择和分析

李 凯， 周玉娟

(1. 南京金宸建筑设计有限公司，南京 200036； 2. 江苏开放大学，南京 210036)

0 引言

城市综合体是以建筑群为基础，融合商业零售、商务办公、酒店餐饮、公寓住宅和综合娱乐等多种功能于一体的城市经济聚集体。由于城市综合体功能复杂、人员密集，相比普通单一性质的建筑物，其一级负荷比例偏大，为了满足一级负荷的供电要求，必须设计并选择合理的双重电源方案。

1 设计规范要求和分析

1.1 设计规范

(1)GB 50016-2014《建筑设计防火规范》第10.1.1规定：下列建筑物、储罐(区)和堆场的消防用电应按一级负荷供电：

1)建筑高度大于50m的乙、丙类厂房和丙类仓库；

2)一类高层民用建筑。

(2)GB 50067-2014《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》第9.0.1规定：

消防水泵、火灾自动报警系统、自动灭火系统、防排烟设备、电动防火卷帘、电动防火门、消防应急照明和疏散指示标志等消防用电设备，以及采用汽车专用升降机作车辆疏散出口的升降机用电，应符合下列要求：

Ⅰ类汽车库、采用汽车专用升降机作车辆疏散出口的升降机用电应按一级负荷供电。

(3)GB 50052-2009《供配电系统设计规范》第3.0.2规定：

一级负荷应由双重电源供电，当一电源发生故障时，另一电源不应同时受到损坏。

1.2 设计规范中双重电源的分析

(1)规范解释

GB 50052-2009《供配电系统设计规范》：双重电源可以是分别来自不同电网的电源；来自同一电网但在运行时电路互相之间联系很弱，或者来自同一个电网但其间的电气距离较远，一个电源系统任意一处出现异常运行时或发生短路故障时，另一个电源仍能不中断供电。

GB 50016-2014《建筑设计防火规范》：电源来自两个不同发电厂；电源来自两个区域变电站(电压一般在35kV 及以上)；电源来自一个区域变电站，另一个设置自备发电设备。

江苏省标DGJ32/TJ 11-2016《居住区供配电设施建设标准》条文解释：居住区一级负荷应由双电源供电，此处的双电源指来自两个不同变电站(开关站)或来自不同电源进线的同一变电站(开关站)的两段中压母线，为同一用电负荷供电的两路供电电源。

(2)案例概况

南京某项目总建筑面积为36.236 8万m2，其中自持商业10.110 7万m2，公寓4.06万m2，办公3.7万m2，金街3.442 1万m2，回购商业3万m2，为人员密集的特大型商业、一类高层建筑、I类车库。

本文仅就消防负荷进行分析，消防负荷约占总容量的12.9%，具体见表1。

消防负荷容量统计表 表1

根据规范的要求，该项目的消防用电为一级负荷，必须由双重电源供电。本项目外部供电条件为：20kV区域变电站，有2路独立110kV电源，不同主变在不同防火分区，引至本工程的2路20kV电源回路引自不同主变的母线段。

该电力条件虽然满足江苏省标DGJ32TJ 11-2016《居住区供配电设施建设标准》及GB 50052-2009《供配电系统设计规范》，但不满足GB 50016-2014《建筑设计防火规范》中电源来自两个区域变电站的要求。

2 应急电源方案设计

2.1 方案一：引入另一路10kV电源

引入一路10kV电源作为热备用，供电范围为所有消防负荷及部分平时负荷。火灾时自动切除非消防负荷。高压分配拓扑图如图1所示。

利用1#商业变电所2台2 000kVA变压器，改为10/0.4kV，0.4kV侧不设联络。由此2台变压器低压侧分别引出至各变电所的应急电源回路，与各变电所低压侧消防母线段作应急转换。

图1 方案一高压分配拓扑图

2.2 方案二：设置柴油发电机组作为备用电源

采用2台备用功率为2 000kW柴油发电机组作为备用电源，并联发电，由发电机配电柜分别引出至各变电所的应急电源回路，与各变电所低压侧消防母线段作应急转换。高压分配拓扑图见图2。

考虑占地面积及价格因素，选用发电机功率备用 2 000kW，常用 1 800kW。

图2 方案二高压分配拓扑图

3 应急电源方案投资估算

方案投资估算表具体见表2～3。

方案一(10kV电流)投资估算表 表2

方案二(低压柴油发电机组)投资估算表 表3

4 应急电源方案可行性分析

4.1 方案一的优缺点

(1)在现有平面的基础上，可以利用原有设备机房位置，不占用车位，实施较为方便。

(2)不确定因素是周边区域电站可能无间隔及无容量或容量不足，需要与供电部门再次协调。

4.2 方案二的优缺点

(1)需要重新设置柴油发电机房及其附属用房，面积约为240 m2，考虑建筑消防疏散等因素，所占用的总面积约为450 m2，较难满足机房条件所需位置。

(2)需要较大的进风面积及排废气的管井。

(3)排烟问题较难解决。

(4)占用车位较多，约10个。

(5)荷载较大，每台约重17 217kg，运输困难。

(6)需要设置最少3h的储油设施。

6 结束语