廣州地鐵運營指揮中心供電方案

諶 小 莉

(廣州地鐵設(shè)計研究院有限公司,廣東 廣州　510010)

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廣州地鐵運營指揮中心供電方案

諶 小 莉

(廣州地鐵設(shè)計研究院有限公司,廣東 廣州510010)

摘要：闡述了廣州地鐵運營指揮中心項目的負荷情況,介紹了市電和地鐵兩種可選的供電電源,并分析了兩種電源供電的可行性。分析了全部采用市電供電、市電和地鐵供電相結(jié)合以及全部采用地鐵供電三種方案。為確保運營指揮中心的用電安全性和可靠性,同時考慮工程可實施性及工期因素,采用市電和地鐵供電相結(jié)合的方案。

關(guān)鍵詞：市電供電; 地鐵供電; 負荷; 負荷率

0引言

隨著我國城市軌道交通的發(fā)展,逐漸形成了地鐵物業(yè)的綜合發(fā)展模式。地鐵運營指揮中心不同于傳統(tǒng)的地鐵物業(yè)建筑,它除含商業(yè)、金融、辦公以外,還包含地鐵線網(wǎng)控制中心、培訓會議中心、檔案中心、科普中心、員工餐廳等。本文對地鐵上蓋城市綜合體建筑提出了新的供電方案。

1項目概況

廣州市琶洲AH041018、AH041019、AH041023地塊(廣州地鐵運營指揮中心)項目總建筑面積為30.9萬m2,其中地上為22.16萬m2,地下為8.76萬m2。AH041018地塊建筑高度為200 m,地上A塔45層,B塔28層,商業(yè)中心及線網(wǎng)控制中心各6層,地下3層。AH041019地塊建筑高度為14 m,地上公交管理用房3層,地下1層。AH041023地塊建筑高度為120 m,地上C塔27層,裙樓5層,地下3層。

該項目將建成集地鐵運營指揮中心(含線網(wǎng)控制中心、培訓會議中心、檔案中心、科普中心、員工餐廳等功能)、商業(yè)、金融、辦公于一體的具有區(qū)域標志性的地鐵上蓋城市綜合體建筑。

2項目負荷情況

該工程設(shè)備容量為37 197.5 kW,計算功率為27 636.75 kW,裝機容量為33 700 kVA,共設(shè)置10臺2 000 kVA、6臺1 600 kVA、2臺1 250 kVA、2臺800 kVA變壓器,其中線網(wǎng)指揮平臺、管理信息數(shù)據(jù)中心及地鐵自用寫字樓裝機容量為12 100 kVA,設(shè)置了4臺2 000 kVA、2臺1 250 kVA、2臺800 kVA變壓器。

指揮中心負荷統(tǒng)計表如表1所示。

3項目周邊可提供的供電電源

3.1市政電源

該工程位于新港東路與新滘南路交叉路口,地塊西北側(cè)有已建的110 kV保利站。地塊東南面有規(guī)劃中的110 kV琶洲站,位于新洲立交附近,已經(jīng)立項,用地正在協(xié)調(diào),計劃2015年底投產(chǎn)。

根據(jù)與供電部門的協(xié)調(diào),10 kV電源擬從已建的110 kV保利站和琶洲站引入,共三路10 kV電源。其中二路為主用電源,從110 kV保利站不同母線段引入;一路為備用電源,從琶洲站引入。每路電源均能承擔工程所有一、二級負荷。兩路主用電源同時工作。

表1　指揮中心負荷統(tǒng)計表

3.2地鐵電源

位于赤沙車輛段內(nèi)的110 kV河南主變電所離該項目最近。

(1) 河南主變電所概況。河南主變電所變壓器安裝容量為2×63 MVA。目前河南主變電所帶八號線約70%負荷,即車輛段、萬勝圍-曉港全部負荷;帶三號線50%負荷,即客村-天河客運站、客村-廣州東Ⅰ段、大塘-番禺廣場Ⅱ段負荷;帶四號線約30%負荷,即黃村—官洲Ⅰ、Ⅱ段。

(2) 河南主變電所所帶最大負荷計算。當三、八號線其他主變電所解列時,考慮由河南主變電所支援供電。負荷計算(根據(jù)原有設(shè)計資料)分三種情況統(tǒng)計。不帶指揮中心的河南主變電所負荷情況如表2所示。由表2可見,最大情況下負荷率為87.84%。帶指揮中心全部負荷的河南主變電所負荷情況如表3所示。由表3可見,最大情況下負荷率為120%,指揮中心全部負荷為33 700 kVA。

帶指揮中心的地鐵專用負荷的河南主變電所負荷情況如表4所示。由表4可見,最大情況下負荷率為99.4%。另外,指揮中心地鐵專用負荷為12 100 kVA。

(3) 河南主變電所實際負荷率。河南主變電所負荷曲線如圖1、圖2所示。

圖1　1#主變壓器負荷曲線

圖2　2#主變壓器負荷曲線

kVA

表3　帶指揮中心全部負荷的河南主變電所負荷情況　kVA

表4　帶指揮中心的地鐵專用負荷的

河南主變電所負荷統(tǒng)計表如表5所示。

由圖1、圖2、表5可知,主變電所負荷率較低,正常運行時平均負荷率在9.4%左右,在一臺變壓器檢修時最大負荷率僅為25.7%,較理論計算負荷小。

表5　河南主變電所負荷統(tǒng)計表

由表5可見,主變無功功率平均值為負值,因此地鐵指揮中心將新增無功容量約2 Mvar,有利于主變壓器的無功平衡。

根據(jù)分析可知,遠期運行時河南主變電所可承擔指揮中心所有負荷。

4項目供電電源方案

4.1方案一:全部負荷由市電電源供電

10 kV市電電源需引入4回,其中1回作為其他3回的備用回路,110 kV保利站、琶洲站距地塊約為3 km,采用截面3 mm×400 mm的電纜,同時根據(jù)電力部門的要求以及項目的實際需求在各級配電柜(箱)設(shè)置計量裝置。

該方案的運行方式為:正常情況下兩路電源同時工作,如正常電源出現(xiàn)故障時備用回路投入;當正常和備用回路均出現(xiàn)故障時,由柴油發(fā)電機組供電。

由于城市電網(wǎng)的可靠性不如地鐵專用電源,指揮中心用電易受外部條件干擾,如道路施工挖斷電纜等意外情況,且出現(xiàn)電源故障情況時無法保證搶修的及時性。

4.2方案二:部分負荷地鐵供電、部分負荷市電供電

廣州軌道交通線網(wǎng)運營管理指揮中心作為地鐵線網(wǎng)的指揮中樞,必須保證其用電的高可靠性。線網(wǎng)指揮平臺、管理信息數(shù)據(jù)中心及地鐵自用寫字樓正常電源均與地鐵運營有關(guān),地鐵電源直接由地鐵專用的110 kV主變電所供電,具有可靠性高、供電質(zhì)量優(yōu)、可維護性好、受外部干擾小等特點,且地鐵電價較商業(yè)電價低,因此考慮從地鐵河南主變電所引入33 kV電源供電。從河南主變饋出的33 kV電纜長度約為6 km,采用截面為185 mm2。河南主變電所向四號線供電的電纜截面為300 mm2,如可以利用,則無需重新敷設(shè),以節(jié)約投資。其余辦公商業(yè)部分由市電供電,長度約為3 km,采用截面3 mm×400 mm的電纜。同時根據(jù)電力部門的要求以及項目的實際需求在各級配電柜(箱)設(shè)置計量裝置。

地鐵電源運行方式為:正常情況下兩路電源同時工作,如其中一路電源出現(xiàn)故障時;另一路電源承擔所有負荷的供電;當兩路電源均出現(xiàn)故障時,由柴油發(fā)動機組供電。

市電運行方式為:正常情況下兩路電源同時工作,如正常電源出現(xiàn)故障時,備用回路投入;當正常和備用回路均出現(xiàn)故障時,由柴油發(fā)動機組供電。

該方案市電部分存在的風險與方案一相同。地鐵電源的風險在于目前區(qū)間電纜較為密集,且需在地鐵運行的夜間進行施工,對運營線路存在一定的影響;施工過程需控制施工風險,以避免出現(xiàn)意外情況。

4.3方案三:全部負荷由地鐵電源供電

項目全部負荷由地鐵電源供電,該方案可確保用電的可靠性。在河南主變電所不再承擔四號線負荷的條件下,地鐵電源承擔四號線負荷(3 mm×300 mm)的供電。正常情況下1#、2#電纜各承擔約50%負荷,如果1#電纜故障,則2#電纜可承擔約65%負荷,除滿足地鐵自用寫字樓和控制中心的全部負荷外,可以滿足其他辦公商業(yè)部分的所有一、二級負荷和部分三級負荷的用電。

利用原河南主變電所向四號線電纜供電,可節(jié)約大量的電纜建設(shè)投資費用,同時可減少電纜敷設(shè)施工對運營的影響,有利于保持目前運營管理模式的穩(wěn)定性。同時根據(jù)電力部門的要求以及項目的實際需求,在各級配電柜(箱)設(shè)置計量裝置。

正常情況下兩路電源同時工作,如其中一路電源出現(xiàn)故障時,另一路電源承擔所有一、二級負荷及部分三級負荷的供電(可視實際的運行情況進行調(diào)整);當兩路電源均出現(xiàn)故障時,由柴油發(fā)電機組供電。

方案三的風險與方案二中的地鐵電源部分相同,應(yīng)注意控制運營和施工過程的風險。

4.4方案比選

項目供電電源方案比較如表6所示。

表6　項目供電電源方案比較

由表6可見,方案一運營指揮中心地鐵部分用電負荷可靠性難以滿足要求;方案二可滿足運營指揮中心用電負荷可靠性,管理界面清晰,建設(shè)協(xié)調(diào)難度較低;方案三工程費用及運營成本較少,但因涉及地鐵主變電所向較大物業(yè)電力負荷供電,需經(jīng)市供電部門批復(fù)。因此,為確保運營指揮中心的用電安全性和可靠性,同時考慮工程可實施性及工期因素,該項目采用方案二。

5結(jié)語

針對廣州地鐵運營指揮中心項目用電負荷的特殊性,分析對比了全部采用市電供電、市電和地鐵供電相結(jié)合以及全部采用地鐵供電三種方案。經(jīng)過分析對比,確定采用市電和地鐵供電相結(jié)合的方案。

參考文獻

[1]GB 50052—2009供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范[S].

[2]JGJ 16—2008民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范[S].

[3]GB 50157—2013地鐵設(shè)計規(guī)范[S].

Power Supply Scheme for Guangzhou Metro Operation Command CenterCHENXiaoli

(Guangzhou Metro Design Research Institute Co.,Ltd.,Guangzhou 510010, China)

Abstract：This paper described the load of Guangzhou metro operation command center project,and introdeced two optional power supply of the commercial power supply and metro power supply.The feasibility of two power supplies was analyzed.Three schemes which are the commercial power supply scheme,combination scheme of commercial power supply and metro power supply,and metro power supply scheme,were introduced.By considering exploitativeness and construction period of project,the combination scheme of commercial power supply and metro power supply is determined to ensure the security and reliability of metro operation command center.

Key words:commercial power supply; metro power supply; load; load rate

收稿日期：2015-04-13

中圖分類號：TU 852

文獻標志碼：B

文章編號：1674-8417(2015)06-0027-05