某体育建筑应急柴油发电机组容量的选择

朱继承 赵莹 崔浩

浙江大学建筑设计研究院有限公司 浙江 杭州 310000

引言

随着2008年北京奥运会的成功举办，我国体育事业得到了长足的发展，竞技体育也受到了更加广泛的关注和欢迎。针对不同的体育建筑需求，合理的电气设计就显得尤为重要。一方面体育建筑功能多样复杂，设备机房布置及敷设需要考虑整体的美观和谐，另一方面体育建筑尤其是竞技体育建筑本身的特点对供电及其设备的可靠性要求较高。对于大型的竞技体育场馆，柴油发电机组是保障供电的重要组成部分之一，需要综合考虑柴油发电机组的性能稳定以及可靠性。本文通过对某体育建筑供配电系统形式及应急柴油发电机组容量的选择，以期为电气设计人员提供参考。

1 项目概况

某举办大型赛事用体育建筑总建筑面积50000m2，建筑主体高度19.7m，地上共二层（局部有夹层），地下一层，为特级体育建筑。地上作为大型赛事比赛场地、热身场地、媒体及技术官员区域、运动员休息区、场馆运行区等；地下为I类汽车库及设备机房。

2 变配电系统

根据现行国家、行业标准[1-4]和体育场馆及其设施的重要性以及中断供电对比赛和转播正常运行的影响程度，确定该项目负荷等级为一级。根据负荷性质及当地要求，采用双路10kV电源供电，两路10kV电源同时工作，互为备用，当一路电源故障时，由另一路电源负担二级及以上全部负荷。高、低压均为单母线分段运行方式，中间设母联开关。

考虑该体育建筑形态狭长，建筑东西方向距离350m，因此在东侧、西侧分别设置1座10kV变电所，西侧变电所内设置2台2000kVA变压器，东侧变电所内设置2台1250kVA变压器。变电所兼总高配采用中置式开关柜，分变电所采用负荷开关柜（考虑赛时安全性，采用固体绝缘环网柜）。变电所内2台变压器低压侧分别设置应急母线段，作为固定柴油发电机组和临时柴油发电车的接口，保障一级负荷中特别重要的负荷用电。

低压配电系统采用放射式为主，结合链接、树干式的方式。一级负荷采用双路电源供电，经末端配电箱处自动切换装置接入。二级负荷在适当位置设置自动切换装置,其中空调系统组机设备功率较大，采用单电源放射式供电，考虑在变压器侧通过母联开关自动投切的方式满足二级负荷的要求。三级负荷采用单电源供电。

场馆赛时用电采用双路电源放射式供电，经末端配电箱处自动切换装置，串接不间断电源UPS或者应急电源EPS后接入，保证赛时用电的稳定运行。其中UPS持续供电时间30分钟，采用在线运行连续工作制；EPS持续供电时间90分钟。

3 应急柴油发电机组容量的选择

3.1 应急柴油发电机组设备负荷统计

根据现行国家、行业标准[1-4]及使用方需求，重要负荷统计如下表：

表1 体育建筑重要负荷统计表

柴油发电机组应急电源计算负荷选择消防状态与非消防状态较大值，即：

3.1.1 按稳定负荷计算发电机容量：

柴油发电机组配置800kW的应急备用功率可满足稳定负荷计算的需要。

3.1.2 按最大的单台电动机或成组电动机启动的需要，计算发电机容量：[4]

柴油发电机组配置800kW的应急备用功率可满足按最大的单台电动机或成组电动机启动的需要。

3.1.3 按启动电动机时母线容许电压降计算发电机容量：[4]

柴油发电机组配置200kW的应急备用功率可满足按启动电动机时母线容许电压降计算的需要。

综上所述，该体育建筑配置应急备用功率800kW的柴油发电机组即可，同时预留临时柴油发电车接口，应急持续供电时间12小时，体育建筑内靠近变电所设置一个固定柴油发电机房，内设1m3储油量的储油间，同时在室外配套设置储油罐设施。在靠近变电所附近设置临时柴油发电车停车位置及配电接口。

4 结束语

上述内容介绍了大型国际赛事体育建筑的供配电系统设计及应急柴油发电机组的容量选择，因该体育赛事供电要求较高，为了保证用电可靠性，从供电方案上采用了双路10kV电源供电，设置应急母线段作为应急柴油发电机组和临时柴油发电车的接口，同时重要负荷末端考虑设置不间断电源装置UPS或应急电源装置EPS作为加强保护。从实际使用情况看，整个系统运行取得了较好的保供电效果。作为自备电源，柴油发电机的使用大大提高了体育建筑重要负荷用电的可靠性，但是需要结合建筑自身的特点及使用方的需求合理的选择是否采用柴油发电机组或者预留临时柴油发电车接口。设备的选择既要考虑机组的综合性能，也需要考虑经济成本，使建筑本身在功能和效益之间达到一个平衡。