生物醫(yī)藥企業(yè)加速器供電設(shè)計方案探討

陳學(xué)明, 劉青欽, 黃 旭

(國藥集團(tuán)重慶醫(yī)藥設(shè)計院有限公司,重慶 400042)

0 引 言

企業(yè)加速器是一種以快速成長企業(yè)為主要服務(wù)對象,通過服務(wù)模式創(chuàng)新充分滿足企業(yè)對于空間、管理、服務(wù)、合作等方面?zhèn)€性化需求的新型空間載體和服務(wù)網(wǎng)絡(luò),具有較強(qiáng)的集群吸引力和創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)形態(tài);其是介于企業(yè)孵化器和科技園區(qū)之間的一種中間業(yè)態(tài)。本文介紹了某生物醫(yī)藥企業(yè)加速器供電設(shè)計方案。

1 工程概況

某市國家生物產(chǎn)業(yè)基地于2005年6月由國家發(fā)改委批準(zhǔn)認(rèn)定,是國家首批三個生物產(chǎn)業(yè)基地之一。某生物醫(yī)藥企業(yè)加速器位于該基地核心區(qū)域。本文探討了該生物醫(yī)藥企業(yè)加速器二期方案,建筑單體概況如表1所示。

表1 建筑單體概況

2 負(fù)荷預(yù)測及估算

2.1 負(fù)荷預(yù)測依據(jù)

用電容量是供電方案設(shè)計的基礎(chǔ),負(fù)荷預(yù)測是確定用電容量的前提;負(fù)荷預(yù)測是否準(zhǔn)確,直接關(guān)系到供電方案的合理性。考慮到生物醫(yī)藥企業(yè)加速器中入駐企業(yè)的不穩(wěn)定性、容量大小的不確定性、負(fù)荷類別的復(fù)雜性,負(fù)荷預(yù)測應(yīng)多方面考慮、多角度驗(yàn)證[1-2]。

負(fù)荷預(yù)測主要依據(jù)相關(guān)圖集手冊參數(shù)、各專業(yè)估算條件、加速器一期數(shù)據(jù)情況、收集的相關(guān)資料及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)等進(jìn)行[3]。

負(fù)荷預(yù)測依據(jù)如表2所示。

表2 負(fù)荷預(yù)測依據(jù)

2.2 負(fù)荷預(yù)測匯總

該項(xiàng)目方案階段有過多次負(fù)荷預(yù)測結(jié)果,隨著項(xiàng)目的深入程度、建筑的變化情況、設(shè)計的了解水平,依據(jù)不同估算方法,負(fù)荷預(yù)測結(jié)果如表3所示。

當(dāng)?shù)匾笞儔浩髫?fù)荷率不得小于70%,節(jié)能要求變壓器容量不得大于85%,故第1次根據(jù)招標(biāo)文件只有變壓器容量范圍。第4次及第5次為參考調(diào)研數(shù)據(jù)直接估算的計算有功功率或變壓器容量。

由表3可以看出,各次預(yù)測的設(shè)備裝機(jī)容量及變壓器容量均不一致,除第5次調(diào)研使用情況計算出的變壓器容量明顯偏小外,其他各次變壓器容量相差不大。綜合各次預(yù)測結(jié)果,依據(jù)各專業(yè)資料并參考當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)企業(yè)數(shù)據(jù),對該項(xiàng)目方案階段進(jìn)行最后一次預(yù)測。

表3 負(fù)荷預(yù)測結(jié)果

2.2.1 普通負(fù)荷匯總

根據(jù)各專業(yè)提供最新普通負(fù)荷資料,參考當(dāng)?shù)仄渌嚓P(guān)企業(yè)數(shù)據(jù)(業(yè)主組織對生物醫(yī)藥和醫(yī)療器械類似企業(yè)的調(diào)研),并綜合預(yù)測依據(jù)情況,將各單體(區(qū)域)普通負(fù)荷計算匯總。其中地下室10 kV冷凍負(fù)荷13 980 kW,已劃歸相應(yīng)單體。

2.2.2 一、二級負(fù)荷及消防負(fù)荷匯總

根據(jù)院各專業(yè)提供的一、二級負(fù)荷及消防負(fù)荷資料,將各單體(區(qū)域)一、二級負(fù)荷及消防負(fù)荷計算負(fù)荷匯總。普通一、二級負(fù)荷約3 796 kW,包含暖通、建筑、自控以及照明負(fù)荷;消防一、二級負(fù)荷約5 199 kW,包含暖通、給排水、建筑、消防控制以及消防照明等。

特別說明:本方案規(guī)劃時,因GB 51348—2019《民用建筑電氣設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》尚未實(shí)施,負(fù)荷分級未采用新標(biāo)準(zhǔn),為保留原貌本文未予修改。

3 變壓器容量選擇

除冷凍10 kV負(fù)荷外,將地下室各區(qū)域負(fù)荷歸于附近相關(guān)供電單體內(nèi),統(tǒng)計計算該單體變壓器容量,方案階段暫未將充電站等公用部分變壓器單列。采用需要系數(shù)法進(jìn)行計算,負(fù)荷計算方法、公式等見《工業(yè)與民用供配電設(shè)計手冊》(第4版)。各單體負(fù)荷計算結(jié)果及變壓器容量選擇如表4所示。

表4 各單體負(fù)荷計算結(jié)果及變壓器容量選擇

4 變電所位置選擇

該生物醫(yī)藥企業(yè)加速器體量較大、單體較多且建筑類別多樣,既有高層工業(yè)廠房,也有民用高層、超高層建筑,還有復(fù)雜的地下室及相關(guān)配套設(shè)施。變電所位置選擇考慮的因素較多,既涉及建筑物的使用年限及設(shè)備的運(yùn)行周期,還得考慮設(shè)備材料費(fèi)用、電能損耗、電費(fèi)、壓降、運(yùn)輸?shù)榷喾N情況。為了簡化計算,各位置方案均按在同一條件下進(jìn)行相對比較。

設(shè)計中比較方案較多,方案比較中涉及的電網(wǎng)損耗計算公式等見《工業(yè)與民用供配電設(shè)計手冊》(4版),技術(shù)比較中涉及的相關(guān)數(shù)據(jù)來自《建筑電氣常用數(shù)據(jù)》(19DX101-1),經(jīng)濟(jì)比較中各種電費(fèi)數(shù)據(jù)參考收集的當(dāng)?shù)毓╇姴块T資料,其他費(fèi)用為綜合本院收集資料或參考他人資料。

4.1 2#超高層變電所位置選擇

2#超高層變電所位置設(shè)置方案如表5所示。

表5 2#超高層變電所位置設(shè)置方案

2#超高層變電所不同選址方案的技術(shù)比較如表6所示。

表6 2#超高層變電所不同選址方案的技術(shù)比較

2#超高層變電所不同選址方案的經(jīng)濟(jì)比較如表7所示?？梢?除管井和壓降方面方案二略優(yōu)外,其他方面方案一優(yōu),故推薦方案一,即2#超高層變電所設(shè)置于-1F。

表7 2#超高層變電所不同選址方案的經(jīng)濟(jì)比較

4.2 13#超高層變電所位置選擇(一)

13#超高層變電所位置設(shè)置方案(一)如表8所示。

表8 13#超高層變電所位置設(shè)置方案(一)

13#超高層變電所不同選址方案的技術(shù)比較(一)如表9所示。

表9 13#超高層變電所不同選址方案的技術(shù)比較(一)

13#超高層變電所不同選址方案的經(jīng)濟(jì)比較(一)如表10所示。

表10 13#超高層變電所不同選址方案的經(jīng)濟(jì)比較(一)

因此,除占地和運(yùn)輸方面方案一略優(yōu)外,其他方面方案二優(yōu),故13#超高層變電所設(shè)置位置推薦方案二。

4.3 13#超高層變電所位置選擇(二)

13#超高層變電所位置設(shè)置方案(二)如表11所示。

表11 13#超高層變電所位置設(shè)置方案(二)

13#超高層變電所不同選址方案的技術(shù)比較(二)如表12所示。

表12 13#超高層變電所不同選址方案的技術(shù)比較(二)

13#超高層變電所不同選址方案的經(jīng)濟(jì)比較(二)如表13所示。

表13 13#超高層變電所不同選址方案的經(jīng)濟(jì)比較(二)

分析可知,13#超高層變電所設(shè)置于22F及33F。因此,除占地面積方面方案一略優(yōu)外,其他方面方案二優(yōu),故13#超高層變電所樓層設(shè)置位置推薦方案二。根據(jù)4.2節(jié)及4.3節(jié)推薦方案,13#超高層變電所設(shè)置于-1F及33F。

4.4 -1F變電所位置選擇

-1F變電所位置設(shè)置方案如表14所示。

表14 -1F變電所位置設(shè)置方案

-1F變電所選址方案的技術(shù)比較如表15所示。

表15 -1F變電所選址方案的技術(shù)比較

-1F變電所選址方案的經(jīng)濟(jì)比較如表16所示。

表16 -1F變電所選址方案的經(jīng)濟(jì)比較

因此,除占地方面方案一略優(yōu)外,其他方面方案二優(yōu),故推薦方案二,即-1F變電所分別設(shè)置于5#、6#和7#、8#單體地下室。

5 供電設(shè)計方案

5.1 高壓(10 kV)供電方案

高壓供電方案設(shè)計的前提是必須遵守當(dāng)?shù)毓╇姴块T的相關(guān)規(guī)定和要求。當(dāng)?shù)毓╇姴块T要求:報裝變壓器容量超過40 000 kVA時,需提供新建110 kV變電站用地,由供電局投資建設(shè)變電站(110 kV變電站由供電部門異地建設(shè),不在本方案探討之列);每回10 kV進(jìn)線不超過6個環(huán)網(wǎng)柜節(jié)點(diǎn),并采取N-1接線方式(兩用一備或三用一備);在建筑物內(nèi)預(yù)留10 kV公用配電房,公用配電房內(nèi)由當(dāng)?shù)毓╇姴块T設(shè)置公用柜;每個公用柜節(jié)點(diǎn)所接容量上限工業(yè)用電為3 500 kVA、商業(yè)用電為4 000 kVA;高壓功率因數(shù)不低于0.9。三用一備接線方式示意圖如圖1所示。

圖1 三用一備接線方式示意圖

根據(jù)選址方案比較并結(jié)合與供電部門溝通情況,變電所設(shè)置如表17所示。

表17 變電所設(shè)置

該項(xiàng)目設(shè) 9個變電所、2個10 kV配電室及 6個公用配電房。由9個變電所向低壓設(shè)備供電,2個10 kV配電室向10 kV設(shè)備供電。

9個變電所及2個10 kV配電室電源引自電力系統(tǒng)(經(jīng)6個公用配電房引入),由市電引來2組10 kV電源。第1組為3用1備供9個變電所,第2組為2用1備供2個10 kV配電室。

供電方案示意圖如圖2所示。

圖2 供電方案示意圖

鑒于當(dāng)?shù)毓╇姴块T供電規(guī)定和要求的限制,前述方案不一定為最佳供電方案,只能保證在滿足當(dāng)?shù)毓╇姴块T要求情況下力求最佳。

5.2 柴油發(fā)電機(jī)設(shè)置及供電范圍

按消防一、二級用電和正常一、二級用電中的大者確定柴油發(fā)電機(jī)容量,選擇計算方法參考《工業(yè)與民用供配電設(shè)計手冊》(4版)。

柴油發(fā)電機(jī)按總體布局分期設(shè)置考慮,在地下室共設(shè)置6個柴油發(fā)電機(jī)房。柴油發(fā)電機(jī)布置位置及供電范圍見圖2。

5.3 供電方案實(shí)施情況

供電方案在項(xiàng)目報建及初步設(shè)計中已獲審批通過,因疫情影響,目前該方案仍處于施工圖實(shí)施階段。

6 結(jié) 語

探討了某生物醫(yī)藥企業(yè)加速器供電設(shè)計方案,其屬于項(xiàng)目前期規(guī)劃供電方案,在負(fù)荷預(yù)測時應(yīng)多方面考慮,確定的方案除符合技術(shù)規(guī)范外,還要滿足當(dāng)?shù)毓╇姴块T要求。