浙江國際賽車場電氣系統(tǒng)設(shè)計

摘 要：浙江國際賽車場擁有國際汽聯(lián)（FIA）認(rèn)證的二級賽道，總長3.2 km，區(qū)塊內(nèi)還設(shè)有完善的商業(yè)及娛樂設(shè)施?，F(xiàn)對該項目電氣系統(tǒng)的設(shè)計進(jìn)行了概述，并提出了部分電氣設(shè)計建議。

關(guān)鍵詞：高壓供電系統(tǒng);配變電所;自備應(yīng)急電源;低壓配電系統(tǒng);電氣照明系統(tǒng);防雷及接地系統(tǒng)

中圖分類號：TU85? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? 文章編號：1671-0797（2022）12-0009-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2022.12.003

1? ? 工程概況

浙江國際賽車場位于紹興柯巖，占地約49.37萬m2，為浙江省首家專業(yè)國際賽車場。全賽道符合國際汽車運動聯(lián)合會（FIA）二級標(biāo)準(zhǔn)，總長3.2 km，逆時針行駛方向，共有16個彎道，賽道寬度14～17 m，最大高度落差為22 m，輔助道路約為12 km。CIK卡丁車賽車場符合國際汽聯(lián)—國際卡丁車協(xié)會（FIA-CIK）賽車場C類標(biāo)準(zhǔn)，賽道全長814 m，轉(zhuǎn)彎位數(shù)量10個，寬度7～10 m。

項目一期主體建筑主要有賽車中心、凱世精品酒店、迎賓中心、展覽中心、卡丁車樓、員工宿舍、救護(hù)中心等，主要為一類高層公共建筑、Ⅰ類地下停車庫、多層公共建筑[1]。建筑單體結(jié)合F2主賽道完美融合設(shè)置，主體位于地塊東北端，可通過賽車中心主看臺和酒店貴賓包廂俯瞰短小刺激的東賽道;西賽道的維修區(qū)和圍場緊鄰卡丁車賽道，由卡丁車中心提供便捷的接待服務(wù)。

項目落成后全年對外提供競技、展覽以及大型的休閑駕駛交流活動，賽車道均在第一階段完成。項目致力于體現(xiàn)“一站式”的設(shè)計理念，融合了辦公、體育、酒店、展覽、醫(yī)療等各類型建筑，需充分結(jié)合賽車場的特殊要求考慮整體的電氣系統(tǒng)設(shè)計。

2? ? 電氣系統(tǒng)闡述

2.1? ? 高壓供電系統(tǒng)

項目建筑功能復(fù)雜、人員密集、社會影響面大，消防用電均按一級負(fù)荷要求供電。賽車中心的比賽場、弱電機房、電臺和電視轉(zhuǎn)播及新聞攝影用電等按一級負(fù)荷考慮，其中賽車場動力/照明及相關(guān)智能化系統(tǒng)用電應(yīng)列為特別重要負(fù)荷[2]。建筑電氣設(shè)計中前期需對負(fù)荷容量進(jìn)行準(zhǔn)確估算，考慮變配電房的設(shè)置并及時進(jìn)行電力征詢。該工程一期總用電量超10 000 kVA，且總用電量估計達(dá)16 000 kVA。為確保重要負(fù)荷的供電可靠性，設(shè)計采用兩路10 kV專線供電，并引自不同的城市變電所，運行方式為兩路常供，高壓不設(shè)母聯(lián)[3]。外線雙電源可以保證系統(tǒng)的供電可靠性，不過采用專線接入方式的電力外線投資費用較高。雙電源接入典型供電模式比較如表1所示。

接入場地的兩路10 kV電力專線輸送至10 kV高壓配電室后，向各變電所放射式供電。高壓第一路/第二路電源進(jìn)線柜與本側(cè)電源進(jìn)線隔離柜之間應(yīng)采取電氣聯(lián)鎖，以防止隔離柜誤操作。高壓柜采用直流操作，帶有計算機通信接口（RS485），設(shè)置可測量電壓、電流、功率因數(shù)技術(shù)參數(shù)的接口，以便實現(xiàn)能源自動管理。

2.2? ? 配變電所和自備應(yīng)急電源

項目占地面積大，單體分布不均勻，需綜合場地建筑分布、功能分區(qū)、負(fù)荷等級和用電容量等考慮變電所設(shè)置。各變電所低壓供電半徑控制在150 m內(nèi)，可縮短供電距離，經(jīng)濟(jì)節(jié)能。江浙地區(qū)梅雨季節(jié)雨水偏多，需避免因場地積水引起的變配電設(shè)備的損壞。為避免各種消防水、洪水或積水從其他渠道浸泡，地下一層變電所室內(nèi)設(shè)置80 cm抬高，并在室外設(shè)置專用排水泵作為排水措施[2]。賽車中心的變電所根據(jù)功能排布設(shè)置在地上四層，需充分考慮變壓器等設(shè)施的運輸和維護(hù)通道，在建筑立面上設(shè)置可拆卸鋁板以滿足后續(xù)設(shè)備吊裝的需要。

有重要負(fù)荷的變電所內(nèi)變壓器成組設(shè)置，分設(shè)在兩段10 kV高壓母線上。成組變壓器#1B與#2B的低壓進(jìn)線主開關(guān)與母聯(lián)開關(guān)，三者只能合其二，必須設(shè)機械閉鎖裝置。類似項目竣驗前包括后續(xù)運營中，低壓出線回路數(shù)量、開關(guān)整定電流上均存在較多的不確定性，建議高低壓配電室中要留出一到兩臺備用柜位，并預(yù)留20%～30%的低壓備用開關(guān)，所有塑殼斷路器均選用智能型電子脫扣器，便于后續(xù)增加和調(diào)改的實現(xiàn)。

為保證賽車動力/照明等重要負(fù)荷的運行，部分變電所內(nèi)設(shè)置柴油發(fā)電機組作為備用電源，有充足的燃料貯存空間滿足發(fā)電機滿負(fù)荷運行至少24 h。包括在全賽道Mylaps X2智能化計時系統(tǒng)在內(nèi)的比賽用電等處設(shè)置UPS不間斷電源，用以保證特別重要負(fù)荷的用電。

以廣場車庫變電所為例，主要供展覽中心、凱世精品酒店、廣場車庫等用電，10/0.4 kV變配電關(guān)系如圖1所示。

2.3? ? 低壓配電系統(tǒng)

項目場外電氣線路需充分結(jié)合賽道及地勢進(jìn)行設(shè)計。賽道周圍設(shè)有強弱電管線、雨水/給水管道、污水管道以及各類管線的檢查井。賽道本身和其他重要道路均鋪設(shè)在鋼筋混凝土平臺上，混凝土平臺由樁基承托。電氣需配合解決場地內(nèi)的各類市政設(shè)備用電、賽道動力和照明等高低壓電力管線、火災(zāi)自動報警等線路的敷設(shè)。需充分考慮管線的路由，除滿足現(xiàn)有電力設(shè)備供電要求外，結(jié)合賽道結(jié)構(gòu)荷載要求、后期場外充電樁及二期配電房的10 kV高低壓預(yù)埋管等，避讓管線密集區(qū)域，在穿越賽道處對電力管線的預(yù)留作充分考慮。

設(shè)計中要注意根據(jù)建筑種類、規(guī)模、負(fù)荷性質(zhì)、容量及發(fā)展等合理供電，以放射式為主、結(jié)合樹干式。體育、旅館、展覽建筑等場所人員密集，低壓線纜均應(yīng)采用低煙無鹵型。電氣工程設(shè)計的各類規(guī)范條文中，對不同用電負(fù)荷等級的供電要求僅是最低要求，應(yīng)結(jié)合項目特點確定具體的低壓供電干線。

2.4? ? 電氣照明系統(tǒng)

項目定位為國際賽車場，照明應(yīng)達(dá)到節(jié)能美觀的整體效果。每年有超過10%的電力用于照明，LED光源的充分使用不僅能提高燈具效率、延長燈具壽命，還能節(jié)約能源[4]。各建筑物以暖色LED光源為主，輔以小功率陶瓷金屬鹵化物燈等。內(nèi)裝燈光的設(shè)計上注意燈光色彩和布置的合理應(yīng)用，如展覽中心AMG區(qū)域和VIP拱形車庫運用白色線條燈突出未來感;試駕體驗館運用大面積紅色營造科技感。室內(nèi)燈光、室外亮化及賽道照明結(jié)合賽車場特點，與整體項目風(fēng)格相適應(yīng)。建筑亮化照明、場地照明、FIA賽道場地照明、卡丁車賽車道照明等統(tǒng)一協(xié)調(diào)，利于營造“一體化”的體育和休閑氛圍。06781BA0-0821-4532-9259-C02AC285977A

2.5? ? 防雷及接地系統(tǒng)

浙江紹興為雷暴多發(fā)地區(qū)，年平均雷暴日Td=51 d，應(yīng)充分考慮各類防雷措施。賽車中心大看臺區(qū)域能容納約6 000名觀眾，比賽時人員密集，大量的高科技信息設(shè)備集中工作。本工程各建筑屋面設(shè)置接閃帶用以防直擊雷，屋面上所有金屬構(gòu)件均與防雷裝置可靠連接。利用建筑物結(jié)構(gòu)柱內(nèi)主筋作為引下線，要求柱內(nèi)四根主筋通長焊接，搭接長度不小于100 mm。大部分建筑構(gòu)架屋面巧妙地利用鋁板作為接閃帶，厚度大于0.65 mm，兼顧了建筑外觀和接閃效果[5]。

考慮到賽車場很多觀眾和大量電氣電子設(shè)備都會處于戶外環(huán)境，為避免因雷擊引起人員損傷或設(shè)備方面的損失，需注意做好戶外場所的防雷保護(hù)。如室外LED顯示屏等信息系統(tǒng)設(shè)備的外殼應(yīng)與金屬支架相連且可靠接地，相應(yīng)的配電系統(tǒng)和信息系統(tǒng)必須配備浪涌保護(hù)器（SPD）[6]。室外路燈和配電柜等要求將設(shè)備外殼與電源PE線相連并可靠接地。戶外設(shè)備的配電系統(tǒng)采用局部TT接地保護(hù)系統(tǒng)，采用剩余電流保護(hù)器（RCD）并配備SPD設(shè)備。

接地裝置利用建筑物基礎(chǔ)與樁基內(nèi)主筋，并通過扁鋼40×4將地下承臺與基礎(chǔ)連為一體，采用聯(lián)合接地方式，接地電阻不大于1 Ω。建筑物內(nèi)所有垂直敷設(shè)的金屬管道及金屬物體的頂端和底端均與防雷接地裝置連接。

2.6? ? 綠色和節(jié)能

變壓器空載損耗的降低可有效減少電能損耗，如選用SCB13型干式變壓器，空載損耗比SCB11型降低約12%。展覽中心、酒店等處的季節(jié)性負(fù)荷（如空調(diào)機組）單獨設(shè)置變壓器，非空調(diào)季節(jié)可以通過關(guān)停供制冷機房主電源的變壓器，避免變壓器空載損耗。采用高效節(jié)能的照明光源、高效燈具和附件，其中大面積場所如地下車庫必須采用LED照明燈具，并嚴(yán)格控制單位功率密度值。對賽車場、看臺、展廳、酒店大堂、停車場等場所的照明系統(tǒng)結(jié)合智能控制技術(shù)，采取分區(qū)、分組定時、感應(yīng)等節(jié)能控制措施;道路、景觀照明集中分組控制，具備深夜減光控制功能;景觀照明設(shè)置了平時、節(jié)日等多種照明模式。

電梯具備節(jié)能運行功能，選用配備高效電機及先進(jìn)控制技術(shù)的電梯;當(dāng)兩臺及以上電梯成組設(shè)置時，配置具有節(jié)能運行模式及群控功能的控制系統(tǒng)。水泵、風(fēng)機、電梯等動力設(shè)備配置的低壓交流電動機選用了高能效的產(chǎn)品。在滿足供電部門電業(yè)計費要求的同時，本工程對電能消耗進(jìn)行分項計量，設(shè)置能耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實現(xiàn)建筑各類能耗數(shù)據(jù)的實時采集和處理。

3? ? 結(jié)語

浙江國際賽車場依托專業(yè)的FIA二級賽道及國際運營團(tuán)隊、創(chuàng)新的商業(yè)合作模式，融合精品酒店、創(chuàng)意餐飲、水療健身等休閑娛樂以及專業(yè)細(xì)致的星級服務(wù)，帶來了獨具特色的“沉浸式賽車生活體驗”。浙江國際賽車場是一個令人振奮的項目，筆者相當(dāng)榮幸能參與該工程的電氣設(shè)計，這個過程中肯定也存在一些不足之處，歡迎各位同仁提出意見和建議。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 建筑設(shè)計防火規(guī)范：GB 50016—2014（2018年版）[S].

[2] 民用建筑電氣設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)：GB 51348—2019[S].

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

[4] 建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)：GB 50034—2013[S].

[5] 建筑物防雷設(shè)計規(guī)范：GB 50057—2010[S].

[6] 葉謀杰，胡戎.上海F1國際賽車場的防雷設(shè)計[J].建筑電氣，2008（1）：24-29.

收稿日期：2022-03-14

作者簡介：李峰（1975—），女，浙江紹興人，高級工程師，研究方向：建筑電氣設(shè)計。06781BA0-0821-4532-9259-C02AC285977A