广州地铁运营指挥中心供电方案

谌 小 莉

(广州地铁设计研究院有限公司,广东 广州　510010)



广州地铁运营指挥中心供电方案

谌 小 莉

(广州地铁设计研究院有限公司,广东 广州510010)

摘要：阐述了广州地铁运营指挥中心项目的负荷情况,介绍了市电和地铁两种可选的供电电源,并分析了两种电源供电的可行性。分析了全部采用市电供电、市电和地铁供电相结合以及全部采用地铁供电三种方案。为确保运营指挥中心的用电安全性和可靠性,同时考虑工程可实施性及工期因素,采用市电和地铁供电相结合的方案。

关键词：市电供电; 地铁供电; 负荷; 负荷率

0引言

随着我国城市轨道交通的发展,逐渐形成了地铁物业的综合发展模式。地铁运营指挥中心不同于传统的地铁物业建筑,它除含商业、金融、办公以外,还包含地铁线网控制中心、培训会议中心、档案中心、科普中心、员工餐厅等。本文对地铁上盖城市综合体建筑提出了新的供电方案。

1项目概况

广州市琶洲AH041018、AH041019、AH041023地块(广州地铁运营指挥中心)项目总建筑面积为30.9万m2,其中地上为22.16万m2,地下为8.76万m2。AH041018地块建筑高度为200 m,地上A塔45层,B塔28层,商业中心及线网控制中心各6层,地下3层。AH041019地块建筑高度为14 m,地上公交管理用房3层,地下1层。AH041023地块建筑高度为120 m,地上C塔27层,裙楼5层,地下3层。

该项目将建成集地铁运营指挥中心(含线网控制中心、培训会议中心、档案中心、科普中心、员工餐厅等功能)、商业、金融、办公于一体的具有区域标志性的地铁上盖城市综合体建筑。

2项目负荷情况

该工程设备容量为37 197.5 kW,计算功率为27 636.75 kW,装机容量为33 700 kVA,共设置10台2 000 kVA、6台1 600 kVA、2台1 250 kVA、2台800 kVA变压器,其中线网指挥平台、管理信息数据中心及地铁自用写字楼装机容量为12 100 kVA,设置了4台2 000 kVA、2台1 250 kVA、2台800 kVA变压器。

指挥中心负荷统计表如表1所示。

3项目周边可提供的供电电源

3.1市政电源

该工程位于新港东路与新滘南路交叉路口,地块西北侧有已建的110 kV保利站。地块东南面有规划中的110 kV琶洲站,位于新洲立交附近,已经立项,用地正在协调,计划2015年底投产。

根据与供电部门的协调,10 kV电源拟从已建的110 kV保利站和琶洲站引入,共三路10 kV电源。其中二路为主用电源,从110 kV保利站不同母线段引入;一路为备用电源,从琶洲站引入。每路电源均能承担工程所有一、二级负荷。两路主用电源同时工作。

表1　指挥中心负荷统计表

3.2地铁电源

位于赤沙车辆段内的110 kV河南主变电所离该项目最近。

(1) 河南主变电所概况。河南主变电所变压器安装容量为2×63 MVA。目前河南主变电所带八号线约70%负荷,即车辆段、万胜围-晓港全部负荷;带三号线50%负荷,即客村-天河客运站、客村-广州东Ⅰ段、大塘-番禺广场Ⅱ段负荷;带四号线约30%负荷,即黄村—官洲Ⅰ、Ⅱ段。

(2) 河南主变电所所带最大负荷计算。当三、八号线其他主变电所解列时,考虑由河南主变电所支援供电。负荷计算(根据原有设计资料)分三种情况统计。不带指挥中心的河南主变电所负荷情况如表2所示。由表2可见,最大情况下负荷率为87.84%。带指挥中心全部负荷的河南主变电所负荷情况如表3所示。由表3可见,最大情况下负荷率为120%,指挥中心全部负荷为33 700 kVA。

带指挥中心的地铁专用负荷的河南主变电所负荷情况如表4所示。由表4可见,最大情况下负荷率为99.4%。另外,指挥中心地铁专用负荷为12 100 kVA。

(3) 河南主变电所实际负荷率。河南主变电所负荷曲线如图1、图2所示。

图1　1#主变压器负荷曲线

图2　2#主变压器负荷曲线

kVA

表3　带指挥中心全部负荷的河南主变电所负荷情况　kVA

表4　带指挥中心的地铁专用负荷的

河南主变电所负荷统计表如表5所示。

由图1、图2、表5可知,主变电所负荷率较低,正常运行时平均负荷率在9.4%左右,在一台变压器检修时最大负荷率仅为25.7%,较理论计算负荷小。

表5　河南主变电所负荷统计表

由表5可见,主变无功功率平均值为负值,因此地铁指挥中心将新增无功容量约2 Mvar,有利于主变压器的无功平衡。

根据分析可知,远期运行时河南主变电所可承担指挥中心所有负荷。

4项目供电电源方案

4.1方案一:全部负荷由市电电源供电

10 kV市电电源需引入4回,其中1回作为其他3回的备用回路,110 kV保利站、琶洲站距地块约为3 km,采用截面3 mm×400 mm的电缆,同时根据电力部门的要求以及项目的实际需求在各级配电柜(箱)设置计量装置。

该方案的运行方式为:正常情况下两路电源同时工作,如正常电源出现故障时备用回路投入;当正常和备用回路均出现故障时,由柴油发电机组供电。

由于城市电网的可靠性不如地铁专用电源,指挥中心用电易受外部条件干扰,如道路施工挖断电缆等意外情况,且出现电源故障情况时无法保证抢修的及时性。

4.2方案二:部分负荷地铁供电、部分负荷市电供电

广州轨道交通线网运营管理指挥中心作为地铁线网的指挥中枢,必须保证其用电的高可靠性。线网指挥平台、管理信息数据中心及地铁自用写字楼正常电源均与地铁运营有关,地铁电源直接由地铁专用的110 kV主变电所供电,具有可靠性高、供电质量优、可维护性好、受外部干扰小等特点,且地铁电价较商业电价低,因此考虑从地铁河南主变电所引入33 kV电源供电。从河南主变馈出的33 kV电缆长度约为6 km,采用截面为185 mm2。河南主变电所向四号线供电的电缆截面为300 mm2,如可以利用,则无需重新敷设,以节约投资。其余办公商业部分由市电供电,长度约为3 km,采用截面3 mm×400 mm的电缆。同时根据电力部门的要求以及项目的实际需求在各级配电柜(箱)设置计量装置。

地铁电源运行方式为:正常情况下两路电源同时工作,如其中一路电源出现故障时;另一路电源承担所有负荷的供电;当两路电源均出现故障时,由柴油发动机组供电。

市电运行方式为:正常情况下两路电源同时工作,如正常电源出现故障时,备用回路投入;当正常和备用回路均出现故障时,由柴油发动机组供电。

该方案市电部分存在的风险与方案一相同。地铁电源的风险在于目前区间电缆较为密集,且需在地铁运行的夜间进行施工,对运营线路存在一定的影响;施工过程需控制施工风险,以避免出现意外情况。

4.3方案三:全部负荷由地铁电源供电

项目全部负荷由地铁电源供电,该方案可确保用电的可靠性。在河南主变电所不再承担四号线负荷的条件下,地铁电源承担四号线负荷(3 mm×300 mm)的供电。正常情况下1#、2#电缆各承担约50%负荷,如果1#电缆故障,则2#电缆可承担约65%负荷,除满足地铁自用写字楼和控制中心的全部负荷外,可以满足其他办公商业部分的所有一、二级负荷和部分三级负荷的用电。

利用原河南主变电所向四号线电缆供电,可节约大量的电缆建设投资费用,同时可减少电缆敷设施工对运营的影响,有利于保持目前运营管理模式的稳定性。同时根据电力部门的要求以及项目的实际需求,在各级配电柜(箱)设置计量装置。

正常情况下两路电源同时工作,如其中一路电源出现故障时,另一路电源承担所有一、二级负荷及部分三级负荷的供电(可视实际的运行情况进行调整);当两路电源均出现故障时,由柴油发电机组供电。

方案三的风险与方案二中的地铁电源部分相同,应注意控制运营和施工过程的风险。

4.4方案比选

项目供电电源方案比较如表6所示。

表6　项目供电电源方案比较

由表6可见,方案一运营指挥中心地铁部分用电负荷可靠性难以满足要求;方案二可满足运营指挥中心用电负荷可靠性,管理界面清晰,建设协调难度较低;方案三工程费用及运营成本较少,但因涉及地铁主变电所向较大物业电力负荷供电,需经市供电部门批复。因此,为确保运营指挥中心的用电安全性和可靠性,同时考虑工程可实施性及工期因素,该项目采用方案二。

5结语

针对广州地铁运营指挥中心项目用电负荷的特殊性,分析对比了全部采用市电供电、市电和地铁供电相结合以及全部采用地铁供电三种方案。经过分析对比,确定采用市电和地铁供电相结合的方案。

参考文献

[1]GB 50052—2009供配电系统设计规范[S].

[2]JGJ 16—2008民用建筑电气设计规范[S].

[3]GB 50157—2013地铁设计规范[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

中图分类号：TU 852

文献标志码：B

文章编号：1674-8417(2015)06-0027-05