解決方案
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泰永長征體育場館解決方案

中大型樓宇的供電電壓一般采用10kV,有時也可采用35kV。為了保證供電可靠性,應至少有兩個獨立電源,具體數量應視負荷大小及當地電網條件而定。兩路獨立電源運行方式,原則上是兩路同時供電,互為備用。此外,必要時還需裝設應急備用發電機組。

低壓配電方式是指低壓干線的配線方式。低壓配出干線一般是指從變電所低壓配電屏分路開關至各大型用電設備或樓層配電盤的線路。用電負荷分組配電系統是指負荷的分組組合系統。智能化建筑由于負荷的種類較多,低壓配電系統的組織是否得當,將直接影響大樓用電的安全運行和經濟管理。

低壓配電系統宜采用三級配電方式,即總配電(配變電室)、區域配電(配電間)和終端配電。三級配電系統之間要求保護開關動作具有選擇性。

客戶的需求


安全:杜絕或避免人身的死亡或傷害事故的發生。

高效:確保設備在規定年限內正常、高效、有序運行。

環保:確保對沿線環境不產生不良影響,如噪音,有害氣體、諧波、電磁干擾等。

降低成本:減少建設成本及運營成本。

可持續發展:延長系統整體使用年限,減少系統整體的維護資金。

解決方案


1、中壓供電系統

根據我國《供配電系統設計規范》GB 50052-2008,民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008等相關現行規范標準,體育場館的計時計分裝置、接待室、主席臺、貴賓臺、一部分比賽場地照明、計算機房、廣播機房、電臺和電視轉播電源、應急照明、消防用電設備電源等屬特別重要負荷.體育場館泛光照明、景觀照明為三級負荷:其余為一級負荷。

現代體育場館中的系統和設施,用電負荷的種類也越來越多,對供配電系統可靠性要求越來越高?,F代體育場館場所屬于人流密集性場所,供配電系統必須滿足安全、可靠、連續的原則。否則一旦出現斷電,將會導致人群的恐慌和不安,極易引發群體性安全事故,因此供電的可靠性和連續性必須放在首位考慮。綜上,因為體育場館供電高要求,且一級負荷占比較大,所以體育場館一般是按一級負荷設計。

中大型體育場館常規設置2座10 kV配電所,每座10kV配電所由兩路10 kV電源供電,該兩路10kV電源分屬于兩個不同500 kV分區電網的變電站,2座10 kV配電所共4回路電源。10 kV配電所的10kV進線采用電纜埋地方式引入。兩路電源同時工作,互為備用;每路均能承擔本工程全部一、二級負荷。要求當一路電源發生故障時.另一路電源不應同時受到損害。10kV配電系統傳統方案采用單母線分段運行,設母聯開關,主進開關與聯絡開關設電氣聯鎖,任何情況下只能合其中的2個開關,具體原理見圖1。但這種方案存在無機械互鎖、轉換時間長約20分鐘、多元器件集成導致故障源多等缺點,所以這里推薦中壓雙電源轉換開關方案、中壓轉換開關方案,具體系統原理見圖2

泰永長征體育場館解決方案
圖1 體育場館中壓配電系統解決方案 泰永長征體育場館解決方案
圖2 體育場館中壓配電系統解決方案

中壓雙電源切換電器推薦使用TBBQ12中壓轉換開關。

TBBQ12中壓轉換開關具有機械/電氣雙重互鎖,防止因誤操作造成常用、備用電源同時合閘;永磁機構驅動,轉換時間200ms以內,供電連續性高; 專用控制器可使ATSE在系統中的切換,防止二次短路事故發生。TBBQ12中壓轉換開關開斷電流為20kA。表1為TBBQ12中壓轉換開關選型表。

本體型號 額定電流 額定電壓
TBBQ12 630A 12kV
TBBQ12 100A 12kV
TBBQ12 1250A 12kV

控制器型號 供電電壓范圍
C800V AC110~220V
C800V DC220V

表1TBBQ12中壓轉換開關選型表。

10 kV保護斷路器推薦使用MV1型戶內高壓真空斷路器。

MV1型戶內高壓真空斷路器,該產品主要用于發電廠、交流配電系統和變電站內的保護和控制,也可以作為電網設備、工礦企業動力設備的保護和控制單元。由于真空斷路器的優越滅弧特性,使得該產品特別適合用在額定工作電流下的頻繁操作或多次開斷短路電流的場所。該產品的操動機構與斷路器本體一體化設計,既可以作為固定安裝單元,也可以配合專用的推進機構,組成手車單元使用。表2為MV1型戶內高壓真空斷路器選型表。

參數名稱 單位 數據
額定電壓 kV 12
額定頻率 Hz 50
額定絕緣水平 1min工頻耐壓 kV 42對地/48斷口
額定雷電沖擊耐壓(峰值) kV 75對地/85斷口
額定電流 A 630 1250 1600 2000 2500 3150 4000*
額定短路開斷電流(有效值)
額定短時耐受電流(有效值)
kA 25 25
31.5 31.5 31.5 31.5 31.5 31.5
40 40 40 40 40 40
額定短路關合電流(有效值)
額定動穩定電流(有效值)
kA 63 63
80 80 80 80 80
100 100 100 100 100 100

表1MV1型戶內高壓真空斷路器選型表。

2、低壓配電系統

體育場館除兩路市電外,還需設置固定式柴油發電機組及臨時柴油發電機組,作為特別重要負荷的第三電源。在體育場附近處,設一個柴油發電機房,機房內設置一組大容量柴油發電機組。在各變電所內設置柴油發電機電源,與市電電源之間設有備用電源自動投切裝置?;ネ堆b置后設有應急母線段,消防設備用電卣應急母線段供電,應急母線段平時由市電供電,當市電故障或停電時,柴油發電機在15s內自啟動發電,保證體育場消防設備自荷的用電。

體育場館低壓系統的各類負荷供電措施:

a 比賽相關的特別重要負荷,由市電作為第一電源及第二電源,采用臨時柴油發電機級作為部分特別重要負荷的第三電源,采用臨時柴油發電機組和UPS作為計時計分用計算機系統、電視轉播系統、通訊機房等負荷的第三電源;一級、三級負荷均由市電供電。

b 比賽時,臨時柴油發電機組作為工作電源與市電各負責比賽場地一半的場地照明燈具供電,其中一路電源斷電的時候,尚能保證場地一半的照度,滿足繼續比賽的應急照度要求,同時也滿足應急轉播要求。臨時柴油發電機姐同時作為計時計分用計算機系統、電視轉播系統等與比賽相關的特別重要負荷的第三電源。

C 平時特別重要負荷,主要是消防用電設備電源應急照明安防系統電源,此類負荷第一電源及第二電源均由市電供電,設固定式柴油發電機組及EPS、UPS作為消防、應急照明安防等系統的第三電源。

具體典型接線見圖3

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圖3 體育場館低壓配電系統圖

系統進線保護斷路器及母聯保護斷路器配置,推薦使用MA60系列框架斷路器。MA60架斷路器,為高可靠性負載量身定制的高品質產品,其電子脫扣器的技術先進性,能夠最大程度保證主電源端的供電可靠性,該產品具有區域聯鎖功,能夠確保完全選擇性保護。根據變壓器容量大小不同選擇相應的進線保護斷路器。A60系列框架斷路器與變壓器選型配合見表2。

變壓器容量/KVA 額定電流/A 阻抗電壓/U% 短路電流/KA 斷路器+智能控制器
315 455 4 11.4 MA60-1600/630 H
400 577 4 14.4 MA60-1600/630 H
500 722 4 18.1 MA60-1600/800 H
630 909 4 22.7 MA60-1600/1000 H
800 1155 6 19.3 MA60-1600/1250 H
1000 1443 6 24.1 MA60-1600/1600 H
1250 1804 6 30.1 MA60-2500/2000 H
1600 2309 6 38.5 M60-2500/2500
2000 2887 6 48.1 MA60-4000/2900 H
2500 3608 6 60.1 MA60-4000/4000 H
3150 4547 6 75.8 MA60-6300/5000 H

表3 MA60系列框架斷路器與變壓器選型配合表

上表計算依據:上級電網的短路功率設定為 500 MVA ;變壓器為10 KV / 0.4 KV 。當短路電流的計算結果發生改變時,MA60斷路器要從65KA、85KA、100KA、120KA中選取適合的分斷能力指標。

系統應急電源進線保護斷路器,推薦使用MA60系列框架斷路器。系統饋線保護斷路器,推薦使用MB60系列塑殼斷路器。

系統雙電源切換裝置推薦使用TBBQ3-W/2W系列專用PC級產品。該產品專業PC級一體化設計;額定電流16A~4000A,國內范圍最大;高標準分斷能力,使用類別AC-33iA;勵磁驅動,轉換時間??;專用銀合金觸頭,耐弧抗氧化;特設獨立滅弧系統,滅弧迅速.其帶抽出帶旁路結構設計,可在負載不斷電的狀況下,通過旁路開關旁通電源,因此特殊情況下 ATSE處于檢修狀態時,負載供電的連續性不受影響。表3是TBBQ3-W/2W抽出帶旁路型ATSE選型表。

額定電流 100~400 630~1600 2000~3200 4000
電壽命/次 6000 6000 6000 6000
機械壽命/次 10000 30000 30000 30000
使用類別 AC-33iA AC-33iA AC-33iA AC-33iA
本體轉換時間/ms 80≤ 140≤ 200≤ 50≤
額定短時耐受電流Icw/kA 12.5 32 50 50

表3 TBBQ3-W/2W旁路型選型表

3、動力三箱配電系統

常見體育場館普通動力三箱配電系統見圖4。

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圖 4動力三箱配電系統一次簡圖

系統進線保護斷路器推薦使用MB1或MB2系列微型斷路器。

體育場館普通動力三箱配電系統的雙電源切換推薦使用TBBQ3系列雙電源轉開關。TBBQ3系列雙電源轉開關,專業PC級一體化設計;額定電流16A~5000A,國內范圍最大;高標準分斷能力,使用類別AC-33iA;勵磁驅動,轉換時間??;專用銀合金觸頭,耐弧抗氧化;特設獨立滅弧系統,滅弧迅速。TBBQ3系列雙電源轉開關選型見表4

額定電流 16~100 125~250 320~400 630~1600 2000~3200 4000~5000
電氣壽命 6000 6000 6000 6000 6000 3000
機械壽命 10000 10000 10000 10000 10000 10000
使用類別 AC-33iA / AC-33B AC-33iA
本體轉換時間/ms 75 75 80 140 200 220
額定短時耐受電流Icw/kA 5 10 12.5 32 50 50
N極重疊轉換型 - - -

表4 TBBQ3系列雙電源轉換開關選型

饋出支路配置,推薦使用MB1微型斷路器,或MB1L-63系列D形曲線的保護斷路器

4、消防配電系統

體育場館消防負荷如:消防泵、排煙風機、加壓送風機、消防控制室、消防電梯等,采用雙電源供電并在末端自動切換,當消防設備(消防泵、噴淋泵、防排煙風機等)長期不用,一旦要使用的時候必定是消防應急,所以必須可靠供電。由于長期不用,消防設備存在結垢或者銹蝕而導致線路電流過載的隱患。為了減小此類故障產生,和保障負荷的連續可靠供電,線路的保護斷路器過載不允許跳閘。消防配電系統原理圖見圖5

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圖5消防配電系統原理圖

針對于消防負載的保護斷路器,系統進線推薦使用MB60系列斷路器。

系統饋線使用推薦MB50系列斷路器, MB50系列斷路器帶CBI功能(過載報警不跳閘)這款塑殼斷路器,當線路發生過載時,斷路器不跳閘,直接從斷路器上輸出過載報警的無源干接點給到用,從而實現遠方或者就地的聲光報警。

過載報警不跳閘功能斷路器應用的相關規范要求:

《民用建筑電氣設計規范》(JGJ16-2008)第7.6.4規定:“......對于突然斷電比過負荷造成的損失更大的線路,該線路的過負荷保護應作用于信號而不應切斷電路?!?

《低壓配電設計規范》(GB50054-2011)第 6.3.6規定:“ 過負荷斷電將引起嚴重后果的線路,其過負荷保護不應切斷線路,可作用于信號?!?

《通用用電設備配電設計規范》(GB50055-2011)第2.3.7.1規定“......斷電比過載造成的損失更大時,應使過載保護動作于信號?!?

5、站用交直流系統

變電站交直流系統又稱站用電系統,是保證變電站安全可靠地輸送電能的一個必不可少的環節。站用電主要為了變電站內的一、二次設備提供電源。石化行業站用交直流系統在變電站所失電的情況下,仍能保證控制信號、保護、自動裝置等電源及事故處理工作。地鐵變電站站用交直流設備主要有交流屏、充電屏、饋線屏、電池屏4部分組成。系統主要有交流和直流系統兩部分,對應方案見下圖6。

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站用交流系統簡圖6
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站用直流系統簡圖7

推薦選用TBBQ3系列:

為保證變電站所在失電情況下,變電站仍能進正常操作及檢修運行。交流和直流電電源屏的電通常來自兩段低壓母線,通過雙電源切換裝置給系統供電。系統雙電源切換裝置推薦使用TBBQ3系列專用PC級產品。TBBQ3系列選型見表4

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