大型主题乐园供配电系统设计探讨论文_肖畅

摘要：以某大型主题乐园设计实例，结合园区建筑类型、使用功能、分布情况，分析主题乐园类型建筑负荷特性，解决主题乐园供配电系统设计中的问题。并从负荷分级、负荷计算、供电电源和配电系统、变配电房设置等方面总结经验，阐述大型主题乐园供配电系统设计的几个重点。

关键词：主题乐园；负荷分级；负荷特点；供配电系统；负荷计算；变压器选型；变配电房设置

0 引言

随着迪士尼乐园在上海成功运营，国际上例如环球影城、六旗、乐高等主题乐园也将纷纷登陆中国，一股“主题乐园”的热潮可谓风靡全国。面对如此广阔的市场，越来越多的国内企业也开始进行产业转型，将投资、建设的目光聚集在“主题乐园”这一领域。

主题乐园内的游乐设施包括了各种大型的游乐设备、各类大型剧场以及多媒体互动设备，同时还有各类餐饮、商业、办公等配套服务设施，其负载大、分布广、安全等级高的特点使乐园的供配电系统设计具有一定的复杂性，在此针对本次设计进行总结，作为同类型项目的设计参考。

1 工程概况

本主题乐园占地38.45万m2，地上建筑面积4.9万m2，引进了世界最新的30多种室内外游乐设施。其中世界最高立环过山车和双轨矿山车为国内独有。刺激与轻松两相结合，大人和儿童都能参与，是家庭型的主题体验区。

全园以人工湖为中心，共分为六大主题区：徽州古韵、梨园春秋、欢乐水乡、巢州古城、梦蝶仙境、淝水之战。在各区分别布置了各种游乐设施以及配套的商业、餐饮、运营办公等多层建筑，如图1所示：

图1 乐园分区示意图

图2 高、低压接线方案图

2 负荷分级

乐园内除普通的照明、插座、空调等负荷外，还包括了游乐设备、舞台设备、厨房设备、消防设备等非常规负荷。国内对于主题乐园的场馆及游乐设施负荷等级并无对应的规范及标准，本项目以《供配电系统设计规范》和《建筑设计防火规范》为原则，并结合设备厂家提出的设备安全运行用电要求进行负荷分级。

2.1 二级负荷

消防水泵、消防风机、防火卷帘、应急照明及疏散指示、火灾自动报警系统等消防负荷用电，还包括重要的舞台设备、电子信息系统、厨房冷库等。

2.2 三级负荷

其余普通照明、插座、空调等用电为三级负荷。

2.3重要游乐设备供电

根据运营方及游乐设备厂家要求，重要的游乐设备及其场所，还需要配置柴油发电机。

3 负荷特点

3.1 负荷点分散且数量多

乐园占地38.45万m2，有34个大大小小的主题娱乐设施和景点，需要在满足供电半径的基础上提高可靠性，并考虑经济性。

3.2 负荷容量差异大

主题娱乐设施和景点类型各不相同，有过山车、水上漂游、剧场等类型，所需的负荷容量各异，负荷容量分布不均。

4 供配电系统

4.1 供电电源

根据本工程用电负荷等级及负荷特点，结合所在地的公共电网现状及其发展规划，在梨园春秋区内靠近城市主干道处设置1座20kV开闭所，20kV进线采用电力电缆双回路，由就近110kV区域变电站引来。为保证用电负荷的可靠性，此二路20kV电源为双重电源彼此独立、互不影响，不能同时断电。

考虑到园区较为分散，在各园区内均配置发电机房成本太高，经与运营方及相关管理部门沟通，本工程在变电室低压侧预留移动柴油发电机接口，移动柴油发电机和市电通过ATS切换后送至各单体，作为重要游乐设备的应急备用电源使用。

4.2 高、低压供电系统主形式及运行方式

开闭所高压系统为单母线分段运行方式，中间设联络开关，平时两路20kV两路电源同时工作分列运行，互为热备用。正常工作时每路电源各带部分负荷，任一路电源失电时，另一路电源能承担全部负荷容量。

各变配电室20kV高压系统为单母线运行方式，由开闭所不同母线段提供双重电源，两路20kV电源同时工作，分列运行。

0.4kV低压系统为单母线分段运行，联络开关设自投自复/手动转换开关。自投时应自动断开非保证负荷，以保证变压器正常工作。低压主进开关与联络开关之间设电气联锁，确保任何情况下只能合其中的两个开关。

5 变配电房设置

5.1变压器选型

负荷计算是变压器选型的重要依据，常用的负荷计算方法有单位指标法、需要系数法、利用系数法。一般情况下，前期方案设计阶段可以采用单位指标法进行估算。在施工图设计阶段，宜采用需要系数法。对于部分特殊设备，可采用利用系数法。

本工程为室外游乐园，游乐设备较多，单体建筑面积较小，在初期确定方案时，单一的负荷计算方法，难以满足负荷计算要求。因此，在方案阶段，宜采用“单位指标法”结合“需要系数”法进行负荷计算。现以“淝水之战”乐园区为例，进行说明。“淝水之战”乐园区共有7台游乐设备，1台原水处理设备和两处配套餐饮建筑，具有一定的典型性，各用电负荷计算表如下表1和表2所示：

表1 “淝水之战”区游乐设备负荷计算表

注：游乐设备的需要系数及功率因数等参数均由相关厂家提供。

表2 “淝水之战”区配套设施负荷计算表

注：本工程为室外游乐园，游乐区域未考虑空调负荷。

根据表1和表2负荷计算结果，考虑设备同时系数取0.9，设置无功补偿后，最终本区域拟选择2台1250kVA变压器，计算负荷率为80.5%。

5.2 园区内变配电房设置

参照5.1变压器选型，对园区内其他变配电房进线负荷计算，各配电房的配置如下表3所示：

表3 园区内各变配电房配置表

6 结束语

本文根据通过某大型主题乐园电气设计实例，分析主题乐园用电设备负荷特性，进行合理的供配电设计方案设计；经过负荷计算，结合供配电设计方案，完成开闭所及各区域变配电房的设计。该项目已良好运营2年多，供配电系统安全性、稳定性、经济性都较高，本文对同类型项目设计有一定的参考价值。

参考文献：

[1]GB50053-2013《20kV及以下变电所设计规范》[S]

[2]GB50052-2009《供配电系统设计规范》[S]

[3]《工业与民用供配电手册》（第四版）[M]

[4]王洪铨.简析新加坡环球影城供配电方案[J].建筑电气，2015（10）：12-16

论文作者:肖畅

论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期

论文发表时间:2020/4/21

标签：负荷论文;  配电房论文;  设备论文;  主题乐园论文;  供配电论文;  系统论文;  电源论文;  《基层建设》2020年第1期论文;