专业足球场供配电系统分析

动照用干式变压器NITE^
SCB13-1 250 kVA
岸
丿
电气及机械联锁手动投切
］
应急母线（消防段）
I段母线（市电段）
AA
负载端d .
自动©m
旺
厨 |市电列
旺迩
应急母线（消防段） ..”负载端
旺介
(DE ® 市电端
自动
na
G…G 有源滤莎置
ATS/4P |
柴油发电 机端
^G1-E2.
消防泵房电源
------- &-----排烟机房电源
N1TA
1 250
49
足球场北区及西区动照负荷
足球场
N1TB
1 250
42
西北角
N2TA
1 600
55
足球场北区及西区工艺负荷
N2TB
1 600
54
外环 风冷热泵主机及循环泵等负荷
N3TA
1 250
39
西北角
N3TB
1 250
40
-1F
停车库
车库动照负荷
CKTA
800
—
CKTB
800
—
82
SG1 %SG2 并机
为满足工程用电需求,从城市电网不同上一 级电业站申请两路10 kV双重电源，每一路安装 容量为7 750 kVAo在足球场主体东南角靠外墙 以方便进线的位置，设置10 kV配电中心，内设 10 kV开关柜、计量屏、直流屏、信号屏、监控屏等 设备。10 kV双重电源采用室外电缆井加电力排 管结合方式埋地进入站内电缆井,之后沿井边墙 面桥架竖向敷设至梁下后转水平敷设，以上进线 方式接入10 kV开关柜。 2.2.1 10 kV配电系统
80
SG1 %SG2 并机
68
SG1 %SG2 并机
66
SG1 %SG2 并机
76
NG1 、NG2 并机
76
NG1 、NG2 并机
78
NG1 %NG2 并机
77
NG1 %NG2 并机
76
—
78
—
82
—
81
—
1#市政101^^电源进线 V
2工艺用干式变压器N2TA 不 SCB13-1 600 kVA
2#市政10 kV电源进线
柴油发 ]ATS/4P 1
|
电机端
1
IUpsI-］场地照明电源 H有源滤波器|
；/4PJ 柴油发
电机端
伞…G
爲®T源滤波装置
柴油发电机
士 L-
计时记分成绩处理机房电源 Fpsh I 有源滤波器
I 1-|ups摄像机电源 H有源滤波器I
有源滤波装置启
（NG2-E1
柴油蛀机
…伞
厶住
无功补偿装置 0.4 kV电源进线 演艺用电电源1
・26・
•供配电-
规代建翁电气 Mae
No.6 Vol.12 (Serial No.138) 2021
于整个地下车库所有用电负荷。供配电系统主 机房位置示意图如图2所示。
空调专用变电所
北侧柴油 发电机房 北侧体育工艺 及动照变电所
南侧体育工艺 「及动照变电所
f 10kV配电中心
L南侧柴油 发电机房
2供配电系统
专业足球场作为重要用电单位及敏感用户, 中断供电将造成严重的负面影响，安全可靠、技 术先进且经济合理的供配电系统至关重要。 2.1负荷分级
JGJ 354-2014(体育建筑电气设计规范》*2+中 表3.2.1针对不同等级的体育建筑负荷分级做出 规定;GB 50052-2009《供配电系统设计规范》⑶ 第3.0.1.1条文说明也有表述，即大型国际比赛场 馆的记分系统以及监控系统等属于一级负荷中的 特别重要负荷，同时阐明各行业可据此规范确定 用电设备或用户的负荷级别;JGJ 16-2008《民用 建筑电气设计规范》⑷第3.2.1规定，重要国际活 动的大量人员集中的公共场所用电 ，中断供电将 造成公共场所秩序严重混乱时应定义为一级负 荷，实时处理重要的计算机及计算机网络正常工 作以及特别重要场所中不允许中断供电的负荷为 一级负荷中的特别重要负荷;此外,结合国际足联
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■Mae 规代建览电气 No.6 Vol.12 (Serial No.138) 2021
文献［5 ］(简称《FIFA足球场》)第9章对人身安 全、赛事用电等重要负荷的电源供应要求 ,同时考 虑中足协及组委会的指导意见，对案例足球场进 行负荷分级如下。
(1) 一级负荷中的特别重要负荷。包括场 地照明，观众席照明，主席台、贵宾室及其接待 室、新闻发布厅等用电，LED大屏,摄像机，计时 记分，成绩处理,影像采集及回放,竞赛实时信息 发布，升旗控制，标准时钟，媒体评论，场地扩声， 同声传译等用电；国际转播机房，场地运营中心， 灯光控制中心，音视频控制中心,5G弱电机房， 医务室，安保现场指挥部,应急指挥中心公安设 备机房，功放机房，网络总机房，电视转播机房， 裁判视频机房等机房用电;应急照明和消防控制 中心,消防风机房、消防水泵房等消防负荷；以及 核心竞赛板块相关用电负荷。
柴由供仔负油暖油帝责发通系设电统计专机业—1! 室外地坪
由变电所引来柴油发电机自起动控制电缆
注：发电机起动信号来自N1TA变压器出线总开关 发电机起动信号来自N1TA变压器出线柴发-市电ATS 发电机起动信号来自N2TA变压器出线柴发-市电ATS
「6（）0 kW（PRP功率）/230 V/400 V/50 Hz（常用型）”
------ -----------
ATS/4P 柴油发电
'机端
^G2-E2
◎ A 1:
无功补偿装置
［柴油发电机0.4 kV电源进线 O
三级负荷
其他消防负荷电源 --------- S---------非消防二级负荷
V II段母线（市电段）
图4 10/0.4 kV动照变配电系统接线图
2.3应急电源 当城市电源发生故障而中断供电时，应急电
关键词：专业足球场；负荷分级；供配电系统；应急电源
中图分类号：TU 852 文献标志码：B 文章编号：1674-8417(2021)06-0025-08 DOI： 10.16618/j. cnki. 1674-8417. 2021.06. 006
窦晓斌(1988_)，男， 工程师，从事建筑电 气设计。
源既要在设备允许断电时间内立即投入使用 ,又 能够持续一定时长，以保证赛时场地照明、电视 转播、计时记分等用电负荷电源的不间断供应。 国内标准JGJ 354—2014《体育建筑电气设计规 范》第3. 3节及第6章，国际足联标准《F7A足 球场》第9章，以及亚足联标准《AFC Stadium Lighting Guidelines 2018》第16章，均对专业足球 场应急电源供应提出相关要求*2,5,6+。据此，案例
表1 10/0.4 kV变配电所设置
变配电所 位置
变配电所 主要供电区域
变压器 编号
变压器 容量/kVA
赛时 负荷率/%
平时 负荷率/%
联络柴油 发电机组
S1TA
1 250
53
足球场南区及东区动照负荷
足球场
S1TB
1 250
55
东南角
S2TA
1 600
55
足球场南区及东区工艺负荷
S2TB
1 600
54
工程包含1座专业足球场、3个室外训练场、 1处地下停车库及1座体育公园，总用地面积 300亩，建筑面积13.49万m2$其中，专业足球 场观众席容量为4.5万座，建筑高度46.8 m,主 体地上共5层。
依据JGJ 31 &2003《体育建筑设计规范》*1 + 中表1. 1.7及表5. 1. 1,该足球场按国家体育建 筑甲级标准、大型规模定位，满足举办全国性和 单项国际比赛使用要求。
工程设置应急柴油发电机组、UPS及EPS作为应 急电源。
2.3.1 应急柴油发电机组 为满足FIFA和AFC的相关技术要求,同时保
证重要负荷的供电可靠性,设置柴油发电机组作 为应急电源。结合建筑功能布局,在足球场外环 东南及西北角，与工艺动照合用变电所呼应的位 置分别设置一座柴油发电机房。按消防负荷与非 消防重要负荷不同时满足,取其大者确定柴油发 电机容量。内部各设置2台PRP功率1 000 kW 的柴油发电机组并机运行,分别为对应的工艺动 照合用变电所的工艺重要负荷和消防动照负荷提 供应急电源。每座柴发机房内设置1 m3的储油 箱，室外设置5 m3的埋地储油罐，满足供油时间大 于3 ho柴油发电机组低压配电接线如图5所示。
图2供配电系统主机房位置示意图
10/0.4 kV变配电所设置如表1所示。 0.4 kV侧采用单母线分段加手动联络方式, 平时分列运行，当一台变压器检修或电源故障停 电时,另外一台变压器可保证全部一级负荷中特 别重要负荷和一、二级负荷的用电需求。2台主 开关和联络开关之间连锁,任何情况下只能有两 个开关处在闭合状态,同时与应急电源采取防止 并列运行的措施。 10/0.4 kV工艺变配电系统接线图如图3 所示。 10/0.4 kV动照变配电系统接线图如图4 所示。
-供配电-
规代建览电气 Mae
No.6 Vol.12 (Serial No.138) 2021
专业足球场供配电系统分析
窦晓斌 $同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司，上海200092&
摘要：结合即将承办2023年亚洲杯足球赛事的某新建专业足球场工程，依据
相关国内规范及国际足联、亚足联技术标准和竞赛要求，合理确定了各类系统或设 备的负荷分级，分析了专业足球场变配电系统、应急电源系统及低压配电系统供电 可靠性等电气设计关键点，以及演艺用电接驳、场地补光系统等专项技术，以期为 类似工程提供参考。
(2) 一级负荷。包括建筑设备管理系统、售检 票系统等用电，场地通风设备，自动喷灌设备,VVIP 及VIF载客电梯,媒体载客电梯，无障碍载客电梯, 送餐梯、垃圾梯及货梯等设备，主要通道照明等。
(3) 二级负荷。普通包厢、生活水泵、污水 泵等用电。
(4) 三级负荷。后勤储藏，景观用电及健康
•供配电-
生活板块相关的健身、培训、外环商业及其他等 用电。 2.2市电电源
0引言
咼标准的专业足球场对电气设计提出咼要 求。赛时稳定、可靠的电源供应可以保证停电故 障状态下赛事能够连续进行而不间断；同时，平 时的场地赛后运营与高效维护同样离不开电气 设计的提前考虑与预留。
1工程概况
某工程以满足亚洲杯赛事要求为导则,结合 国际足联(F7A)和亚足联(AFC)的足球场设计 标准,致力于建设国际化高标准的专业足球场。 结合看台分区，按东西南北主要分为球迷互动、 联动等竞技文化板块,运动员%官员%媒体等核心 竞赛板块，餐饮与运营、安保、办公等后勤服务板 块，以及健身、培训等健康生活板块。此外，在与 主体脱开的外环还设有与场馆错位运营的商业 , 通过架空连桥与主体相连。
V
（a 工艺用干式变压器N2TB
SCB13-1 600 kVA
辱
I段母线（市电段订 ［
-电---气---及--机 ---械--△联--锁---手--动---投---切--
应急母线（重要段）
应急母线（重要段）
II段母线（市电段）
负载端
X
壓［量］量［霊
j负载端
旺
I旺
■］有源滤波器
旺 邂
-■-n 备 市电端
两路10 kV双重电源采用单母线分段接线 方式，同时供电，分列运行，不设联络。当一路电 源检修或发生故障时,另一路电源应不致同时受 到损坏，且能承担全部一级负荷中的特别重要负 荷和一级、二级负荷用电需求。
10 kV出线回路采用上出线方式，沿高压电 缆防火金属桥架敷设至各分变电所。I段10 kV 电气主接线如图1所示。I段10 kV接线同I 段，放射式供电至各分变电所内与I段对应设置 的10/0.4 kV变压器。
其他赛事重要负荷电源
演艺用电电源2 0.4 kV电源进线 无功补偿装置
图3 10/0.4 kV工艺变配电系统接线图
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Mae 现代建巍电九 No.6 Vol.12 (Serial No.138) 2021
-供配电-
1#市政10kV电源进线
2#市政10 kV电源进线
◎ 动照用干式变压器NITA 讦）SCB13-1 250 kVA
1
I--------------------------------- H \
，由变电所引来柴油发电机自起动控制电缆 注：发电机启动信号来自N1TB变压器出线总开关
发电机启动信号来自N1TB变压器出线柴发-市电ATS 发电机启动信号来自N2TB变压器出线柴发-市电ATS
图1 I段10 kV电气主接线图
2.2.2 10/0.4 kV变配电系统 结合不同功能板块的各级用电负荷分布，同
时根据JGJ 354—2014《体育建筑电气设计规范》 表4.2.5规定的配电变压器赛时负载率不超过 60%的要求［2+ ,在足球场主体1F东南和西北角
各设置1处10/0. 4 kV工艺、动照合用变电所，内 部各成对设置2台工艺变压器及2台动照变压 器;在外环西北角设置一处空调专用变电所，成 对设置2台空调专用变压器;在地下车库设置一 处车库变电所，成对设置2台动照变压器，供电