重庆龙兴足球场供配电系统解析_聂烽.pdf

2022 年 12 月第 16 卷 第 6 期智能建筑电气技术Electrical Technology of Intelligent Buildings重庆龙兴足球场供配电系统解析聂 烽,杨 皞,武文魁,孙久义(中国建筑西南设计研究院有限公司,成都 610042)摘要 依据规范对专业足球场的设计要求,并结合亚足联、国际足联相关技术标准和供电要求,本文对重庆龙兴专业足球场主要电气系统进行总结,解析了专业足球场供配电系统,应急、备用电源系统,场地工艺配电,室外平台疏散照明配电线路敷设,以期为后续类似工程提供设计参考。关键词 专业足球场;负荷分级;供配电系统;应急、备用电源;场地工艺配电;室外平台疏散照明线路中图分类号:TU852文献标识码:A文章编号:1729-1275(2022)06-0051-04Analysis of Power Supply and Distribution System ofChongqing Longxing Football StadiumNie Feng,Yang Hao,Wu Wenkui,Sun Jiuyi(China Southwest Architectural Design and Research InstituteCorp.Ltd,Chengdu 610042,China)Abstract:According to the design requirements of the specification for the professional football stadium,and in combination with the relevant technical standards and power supply requirements of the AsianFootball Association and FIFA,this paper summarizes the main electrical systems of Chongqing Longxingprofessional football stadium,analyzing the power supply and distribution system,emergency,standbypower supply system and evacuation lighting system of the professional football stadium,with a view toproviding design reference for similar projects in the future.Keywords:professional football stadium;load classification;power supply and distribution system;emergency and standby power supply;wite power distribution;outdoor platform evacuation lighting line作者简介:杨皞,本科,设计十院电气总工程师,正高级工程师,Email:6637365 。0引言 高标准的专业足球场不仅要求赛时可靠的电源,以保证各种供电故障下赛事能持续、稳定的举行;同时,还要求赛后场地运营有较灵活的电源配备,以适应各种中大型演艺活动需求。2023 年亚洲杯重庆赛区筹备办下发2023 亚足联中国亚洲杯体育场技术附件(以下简称 AFC 技术手册)及国际足联世界杯体育场需求手册(以下简称 FIFA 技术手册),对专业足球场场地规划,竞赛运行要求,应急、备用电源配置,场地照明等均作出相关要求。笔者所在团队结合国内外规范及相关办赛要求文件,对项目电气系统进行合理规划设计,保障项目供配电系统安全、可靠、经济合理。1项目概况 重庆龙兴足球场为原 2023 年亚洲杯规划比赛场地之一,建设愿景为“世界一流的城市地标,时代之巅的足球殿堂”。项目定位为承接国际、国内顶级足球赛事的世界一流专业化足球场,并作为区域体育产业和全民健身事业发展的设施支撑。项目位于重庆主城东部、长江以北的龙盛片区,总建筑面积 16.69 万 m2,地上建筑面积 10.69 万 m2,地下建筑面积 6 万 m2,建筑高度 61.1m,主体地上共4 层,主要由 6 万座固定坐席的甲级大型专业足球场,由配套用房、地下停车库、设备用房及广场、绿化、地面停车场等组成。效果图与实景图如图 1 所示。2供电电源概况2.1 市电电源 本工程总装机容量 14 700kVA。为满足各级负荷用电需求,采用市政引入双重 10kV 电源供电。经与供电部门沟通确定,两路电源分别由 110kV 石15DOI:10.13857/11-5589/tu.2022.06.031智能建筑电气技术2022 年图 1 项目总效果图(左)与实景图(右)头变电站和 110kV 观音塘变电站引来,并由室外分别埋管至车库内两个不同防火分区,室内通过高压电缆槽盒引入地下车库专用 10kV 高压配电房。10kV 系统采用单母线分段接线方式,两路电源同时工作,互为备用。2.2 应急、备用电源 考虑到项目的重要意义及保障重要负荷的正常运行,除双重 10kV 市政电源供电外,本项目设置固定柴油发电机,为消防负荷及部分非赛时重要一级负荷供电。此外,为满足技术手册中对供电系统及场地照明系统相关供电要求,在球场外广场上预留临时柴油发电机组机位,重大赛事时租用。在足球场四周预留 4 个临时电源接驳间并在相应低压系统预留临时发电机供电的接驳口,为重要赛事和转播等比赛用电负荷(如场地 TV 应急照明、赛事转播等)临时性供电。部分场地照明,消防控制室内系统用电,安防系统用电、信息机房用电、场地安全照明等就地设置 UPS 电源。3主要供配电系统解析3.1 变配电系统3.1.1 负荷分级及供电要求 依据体育建筑电气设计规范JGJ 3542014、供配电系统设计规范GB 500422009 以及民用建筑电气设计标准GB 513482019,本项目各种类型负荷的分级如下。(1)一级负荷:包括主席台、贵宾室及其接待室、新闻发布厅等照明负荷;计时记分、现场影像采集及回放、升旗控制等系统及其机房设备负荷;网络机房、固定通信机房、扩声及广播机房等弱电负荷;场地照明,电台和电视转播设备;车库照明,客梯用电,消防和安防用电设备等。(2)二级负荷:包括临时医疗站、兴奋剂检查室、血样收集室等用电设备负荷;VIP 办公室、奖牌储存室、运动员及裁判员用房、包厢、观众席等照明负荷;走道照明,建筑设备管理系统、售检票系统等用电负荷等设备,生活水泵、污水泵用电等。(3)三级负荷:除一级负荷和二级负荷外,本项目其他负荷为三级负荷。AFC 技术手册及 FIFA 技术手册(图 2)中对场地照明及控制系统、电视转播及评论员系统、场地扩声系统、计时计分及成绩处理系统、现场影像采集回放系统、场馆运营管理系统等赛事负荷系统有特殊的供电要求,在发生停电的情况下,均要求相关赛事负荷用电不受影响,且不得因停电导致比赛或电视转播取消或推迟。具体供电要求如下。图 2 FIFA 及 AFC 技术需求手册FIFA 技术手册要求:1)具备两个彼此完全独立的电源;2)主要电源发生故障后,备用电源应确保100%比赛照明;3)供给转播业务所需的所有转播和辅助设备,需采用不间断电源供电,且要求有 2N 个冗余。AFC 技术手册要求:1)为确保比赛在断电情况下能够继续进行,体育场应配备独立的备用供电系统;2)亚洲杯决赛阶段及世界杯决赛阶段资格赛赛事照明为亚足联照明等级一级;3)一级照明在比赛期间不容许中断,供电电源需匹配 100%比赛照明用电。3.1.2 供电方案 依据规范及 FIFA、AFC 技术手册供电要求,赛事负荷如采用固定柴油发电机组作为保障备用电源,在市政电源失电的情况下,自启动转换时间不能满足不间断供电要求,如全部采用 UPS 电源,会造成固定设备的投资大量增加。故采用临时油机作为赛事负荷的主供电源,市政电源为备用电源,以满足其供电要求。针对临时电源的配置,经与土建专业配合,在室外场地设置发电车停放位置,并考虑在足球场一层建筑室内外交界处相应位置,分别设置四处临时25第 16 卷 第 6 期聂 烽,等.重庆龙兴足球场供配电系统解析柴油发电机组接驳间,接驳间内设置接驳柜,各变电所至接驳间内接驳柜线缆要求安装到位,方便后期临时电源的接驳。AFC 技术手册中规定:场地照明需确保在电源故障时自动切入应急模式供电,且需满足 100%比赛照明需求,保证比赛的正常进行。从供电可靠性、固定设备投资造价等综合考虑,场地照明供电方案如下:50%场地照明主供电源由市电供电,固定油机作备用电源,并设置 UPS 作为过渡电源。另外50%场地照明工作电源为临时油机电源,市政电源作为备用电源。本工程其余需要不间断电源供电的系统及设备,按规范要求设置。结合场地附近市政条件,与 2023 年亚洲杯重庆赛区筹备办沟通评估确定,本项目各类型负荷供电方案见图 3。图 3 变配电系统主接线示意图3.1.3 特殊负荷计算 对于体育工艺中非赛时用电负荷,如草坪通风、草坪补光等,根据其用电需求与专业赛事的不同时使用性,此部分用电负荷在计算变压器时不需单独考虑。通过前期对类似项目的调研及考察,笔者发现专业足球场后期多为体育赛事及演艺两种运营方式,演艺用电容量取决于演艺活动类型、规模大小及声光方案等情况,从1 500kW4 000kW 或更大用电量不等,需要结合赛后的运营模式、演艺及相关商业活动情况确定,但场地内演艺和赛事不会同时进行。对于演艺容量,负荷计算和配电方式主要分为以下两种。(1)场地内的演艺用电可以利用赛事负荷所占用的变压器容量(赛事负荷大于演艺负荷时),在低压配电系统预留回路来满足日常演艺用电需求,计算变压器容量时无需单独考虑演艺容量。(2)举办频次较低的大型演艺活动(如开闭幕式),且当赛事负荷容量不能满足演艺负荷需求时,超出容量部分,可通过在演出期间增设临时供配电系统满足短时需求。本项 目 运 营 单 位 前 期 用 电 需 求 提 资 约 为2 200kW,赛事负荷用电容量统计为 2 610kW,赛事负荷大于演艺负荷,故采取上述第一种配电方式。3.2 机房设置 根据足球场大体量、大跨度的特点,如何合理的设置电气机房,以减小供电距离及线缆供电长度尤为重要。本工程按四个供电区域设置变电所,避免出线集中、供电距离过长的问题。变电所及柴油发电机房设置详情见表 1、图 4。变压器及柴油发电机设置表 1机房名称变压器编号变压器容量/kVA设置位置服务区域1ES 变电所11TA1 25012TA1 250负一层车库西北侧足球场西北区域及对应车库区域2ES 变电所21TA1 60022TA1 600负一层车库西南侧足球场西南区域及对应车库区域3ES 变电所31TA1 60032TA1 600负一层车库东南侧足球场东南区域及对应车库区域4ES 变电所41TA1 60042TA1 600负一层车库东北侧足球场东北区域及对应车库区域5ES 变电所51TA80052TA800冷冻站附近冷冻站6ES 变电所61TA1 000负一层车库西侧充电桩区域1GR 柴油发电机房1GS1600负一层车库北侧1ES、4ES 消防、保障负荷2GR 柴油发电机房2GS11 200负一层车库南侧2ES、3ES 消防、保障负荷35智能建筑电气技术2022 年图 4 变电所及柴油发电机房位置3.3 场地工艺配电 专业足球场内场存在较多种类用电负荷,如草坪补光用电、草坪喷灌浇洒系统用电、场地广告照明用电、部分体育工艺预埋箱等。考虑到电源井空间狭小、操作不便、后期使用安全等因素,为解决操作局限问题及减少安全隐患,本工程结合车库与内场建筑标高关系,考虑在场地四周墙壁上设置专用工业插座箱。配电电源由车库挡墙处相应位置预埋套管引来。工业插座箱及预埋箱设置位置