羅驥，車家斌，謝建

（中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖北 武漢 430056）

佛山市軌道交通2號(hào)線一期工程作為佛山東西走向的骨干線路，是連接中心組團(tuán)的東西主干線，聯(lián)系佛山與廣州的快軌通道。為緩解佛山政府資金壓力，佛山地鐵2號(hào)線采用全新的“BOT+TOD+EPC”合作模式。EPC（Engineering Procurement Construction）模式是指通過委托或招標(biāo)方式確定，按照合同約定對(duì)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、采購、施工、試運(yùn)行等實(shí)行全過程或若干階段的承包。通常公司在總價(jià)合同條件下，對(duì)其所承包工程的質(zhì)量、安全、費(fèi)用和進(jìn)度進(jìn)行負(fù)責(zé)。在EPC模式下，工程總造價(jià)固定，項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)由甲方、EPC總承包商共同分?jǐn)?，且能有效的避免設(shè)計(jì)、施工脫節(jié)，促進(jìn)工程順利推進(jìn)。TOD（transit-oriented development，TOD）模式是以公共交通為導(dǎo)向的開發(fā)模式。TOD模式能極大提高停車場(chǎng)、車輛段土地利用率，對(duì)地鐵站點(diǎn)周邊土地進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，以地鐵車站為中心，打造齊聚辦公、商業(yè)、教育、居住等為一體的城市綜合體，提高項(xiàng)目整體價(jià)值。相對(duì)于常規(guī)停車場(chǎng)項(xiàng)目，湖涌TOD項(xiàng)目用電負(fù)荷情況較為復(fù)雜，用電設(shè)備分散，為了提高供電可靠性，同時(shí)兼顧工程造價(jià)及節(jié)能，避免重復(fù)施工，統(tǒng)籌規(guī)劃設(shè)計(jì)TOD項(xiàng)目供配電系統(tǒng)顯得格外重要。

1 工程背景及概況

湖涌停車場(chǎng)設(shè)置在佛山市城市軌道交通二號(hào)線中部，位于禪城區(qū)南莊，佛山一環(huán)以西、季華路以北，承擔(dān)二號(hào)線部分車輛停放任務(wù)。本項(xiàng)目通過TOD整體開發(fā)，提升片區(qū)形象，依托地鐵完善周邊居住及公共配套功能，打造地鐵大城及大配套社區(qū)，吸引人才，為禪西新城發(fā)展增添動(dòng)力，為地鐵創(chuàng)造更多客流，減少地方政府對(duì)地鐵運(yùn)營(yíng)的補(bǔ)貼壓力（圖1）。

圖1 湖涌TOD項(xiàng)目總平面圖

湖涌TOD項(xiàng)目總建筑面積697958.38m2，以湖涌停車場(chǎng)為中心，采用架空方式處理。地上首層為社會(huì)停車場(chǎng)，其中包含北貼西貼住宅小汽車停車庫、長(zhǎng)途客運(yùn)站駐車場(chǎng)、P+R停車場(chǎng)及地鐵配套停車場(chǎng)；地上二層為地鐵停車場(chǎng)層，承載佛山地鐵2號(hào)線部分車輛停放、保養(yǎng)檢查任務(wù)，包含了運(yùn)用庫、運(yùn)轉(zhuǎn)綜合樓、地面汽車庫層、綜合樓、洗車機(jī)棚及污水處理站、牽引降壓混合變電所、派出所等建筑單體；地鐵停車場(chǎng)蓋板上方進(jìn)行TOD物業(yè)開發(fā)，地上三層為蓋上住宅汽車庫及中央綠洲區(qū)；地上四層為蓋上住宅區(qū)。湖涌停車場(chǎng)北側(cè)、西側(cè)、東側(cè)建有住宅商業(yè)，佛山地鐵2號(hào)線湖涌站在東側(cè)住宅區(qū)設(shè)置有出入口（圖2）。

圖2 湖涌TOD項(xiàng)目分層關(guān)系圖

2 供電系統(tǒng)負(fù)荷劃分及供電要求

湖涌TOD項(xiàng)目用電負(fù)荷大致可劃分住宅、商業(yè)用電及地鐵用電兩大類。

2.1 住宅、商業(yè)用電

根據(jù)規(guī)范進(jìn)行負(fù)荷等級(jí)劃分，消防設(shè)備用電、安防及電子信息系統(tǒng)用電、電梯用電、生活水泵、高層公共走道照明、值班照明、車庫用電等用電為一級(jí)負(fù)荷；其他電力負(fù)荷為三級(jí)負(fù)荷。

2.2 地鐵用電

根據(jù)規(guī)范進(jìn)行負(fù)荷等級(jí)劃分，牽引用電負(fù)荷、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)備、消防水泵、防排煙風(fēng)機(jī)、消防疏散用自動(dòng)扶梯、消防電梯、應(yīng)急照明、雨水泵及火災(zāi)或其他災(zāi)害仍需使用的用電設(shè)備、通信系統(tǒng)設(shè)備、信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備、綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備、門禁系統(tǒng)設(shè)備、安防設(shè)施、變電所操作電源等應(yīng)為一級(jí)負(fù)荷；變電所檢修電源、附屬房間照明、普通風(fēng)機(jī)、排污泵、電梯、非消防疏散用自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道應(yīng)為二級(jí)負(fù)荷；區(qū)間檢修設(shè)備、附屬房間電源插座、空調(diào)制冷及水系統(tǒng)設(shè)備、清潔設(shè)備、電熱設(shè)備、培訓(xùn)及模擬系統(tǒng)設(shè)備，應(yīng)為三級(jí)負(fù)荷；

一級(jí)負(fù)荷應(yīng)由雙重電源供電，當(dāng)一路電源退出運(yùn)行或進(jìn)線故障時(shí)，另一路電源應(yīng)能繼續(xù)供電。對(duì)于一級(jí)負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷，應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源，并嚴(yán)禁將其他負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。消防控制室、消防水泵房、防煙和排煙風(fēng)機(jī)房的消防用電設(shè)備及消防電梯等的供電，應(yīng)在其配電線路的最末一級(jí)配電箱處設(shè)置自動(dòng)切換裝置。其他一、二級(jí)負(fù)荷電源在變電所處滿足要求即可，不必末端切換。

3 供配電方案設(shè)計(jì)

3.1 地鐵停車場(chǎng)供電方案

城市軌道交通系統(tǒng)中，供電系統(tǒng)需要滿足地鐵列車的牽引用電、線路及車站設(shè)備的動(dòng)力用電以及照明用電要求，列車牽引供電系統(tǒng)制式特殊，采用DC1500V直流供電。本項(xiàng)目地鐵層由地鐵專用主變電所集中供電，主變電所供電可靠性高，選用較高電壓110kV的電源，容量大、高電壓電網(wǎng)的承受能力強(qiáng)，有利于諧波抑制；同時(shí)考慮電費(fèi)計(jì)量問題，在主變電所設(shè)置總計(jì)量，計(jì)費(fèi)方便、簡(jiǎn)單（圖3）。

圖3 湖涌停車場(chǎng)平面布置圖

湖涌停車場(chǎng)各功能單體分散布置在不同區(qū)域，主要考慮以下兩種配電方案。方案一：僅在中間部位設(shè)置一座牽引降壓混合變電所（圖4）；方案二：設(shè)置一座牽引降壓混合變電所，同時(shí)在運(yùn)轉(zhuǎn)綜合樓設(shè)置一座跟隨所（圖5）。

圖4 不設(shè)置跟隨所低壓配電簡(jiǎn)圖

圖5 設(shè)置跟隨所低壓配電簡(jiǎn)圖

方案一中配電系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單，但運(yùn)用庫內(nèi)用電設(shè)備末端電壓降較大，供電可靠性降低，電能損耗增加，低壓電纜截面過大，造價(jià)過高；方案二中運(yùn)用庫及運(yùn)轉(zhuǎn)綜合樓配電可就近引自跟隨所，上述缺點(diǎn)得到有效緩解，但增設(shè)跟隨所的會(huì)導(dǎo)致土建和高壓系統(tǒng)造價(jià)增高。

從供電可靠性方面考慮，增設(shè)跟隨所可有效提高運(yùn)用庫及運(yùn)轉(zhuǎn)綜合樓供電可靠性；從經(jīng)濟(jì)成本方面考慮，運(yùn)轉(zhuǎn)綜合樓內(nèi)設(shè)置一個(gè)跟隨所成本大概在150萬元左右，但由于電纜截面及長(zhǎng)度降低，低壓電纜造價(jià)可節(jié)省300萬元。綜合上述因素，湖涌停車場(chǎng)采用方案二，設(shè)置一座牽引降壓混合變電所，同時(shí)在運(yùn)轉(zhuǎn)綜合樓設(shè)置一座跟隨所。

3.2 住宅、商業(yè)用電供電方案

保利中交大都匯花園項(xiàng)目共分為三期，按項(xiàng)目規(guī)劃資料，用電量估算如下：一期住宅負(fù)荷8000kVA，商業(yè)負(fù)荷1300kVA；二期為湖涌地鐵停車場(chǎng)蓋上及北側(cè)住宅區(qū)，住宅負(fù)荷18400kVA，商業(yè)負(fù)荷2200kVA；三期住宅負(fù)荷12800kVA，商業(yè)負(fù)荷6000kVA；用電總負(fù)荷48700kVA。

本項(xiàng)目分期建設(shè)，主要考慮以下兩種配電方案。方案一：在項(xiàng)目?jī)?nèi)不設(shè)置總的開閉所，按產(chǎn)權(quán)單位劃分，獨(dú)立報(bào)裝，由城市電網(wǎng)變電站直接引入10kV電源，為各個(gè)配電站提供獨(dú)立電源。方案二：在項(xiàng)目?jī)?nèi)設(shè)置總的開閉所，作為城市電網(wǎng)變電站10kV母線的延伸，實(shí)現(xiàn)區(qū)域10kV電源開閉、負(fù)荷再分配，由城市電網(wǎng)提供獨(dú)立電源至開閉所，經(jīng)分配后再向各配電站內(nèi)供電。

方案一配電回路數(shù)量較多，上級(jí)變電站無法提供足夠高壓回路，且占用市政電力管群較多，但不需要設(shè)置獨(dú)立土建開閉所；方案二高壓進(jìn)線回路較少，可增加一定數(shù)量10kV出線間隔，極大的降低外電引入成本。綜合考慮，本項(xiàng)目采用方案二配電方案，經(jīng)與供電單位溝通，在小區(qū)內(nèi)地塊一、地塊三分別設(shè)置一座開閉所。供電方案詳見圖6。

圖6 保利中交大都匯花園項(xiàng)目供電邏輯接線圖

根據(jù)南方電網(wǎng)要求，公用配電站宜按“小容量、密布點(diǎn)、短半徑”的原則規(guī)劃，原則上按兩臺(tái)變壓器設(shè)計(jì)；公用配電站應(yīng)靠近負(fù)荷中心，單臺(tái)干式變壓器的容量推薦采用800kVA，不應(yīng)超過1250kVA，結(jié)合項(xiàng)目開發(fā)順序、建筑布局考慮，本項(xiàng)目共設(shè)置23座公用配電站、7座自備配電站及4座柴發(fā)機(jī)房，兩座公用開閉所配電至各配電站內(nèi)。其中，公用配電站需為一級(jí)負(fù)荷供電，采用兩路獨(dú)立10kV電源+自備柴發(fā)機(jī)組方式配電；自備配電站為商業(yè)用電，采用一路10kV電源方式配電。各配電站間獨(dú)立計(jì)量，滿足自備配電站建成移交后各產(chǎn)權(quán)單位分開計(jì)量需求。

3.3 供電可靠性分析

軌道交通供電系統(tǒng)采用集中式供電方式，中壓網(wǎng)絡(luò)采用開環(huán)雙環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。35kV母線采用單母線分段接線方式，設(shè)母線分段斷路器。牽引降壓混合變電所內(nèi)0.4kV母線采用單母線分段接線方式，設(shè)母線分段斷路器，設(shè)置三級(jí)負(fù)荷小母線。特別重要負(fù)荷，如FAS、信號(hào)等用電負(fù)荷自備UPS電源。當(dāng)一路電源失壓時(shí)，母線分段斷路器失壓自投，過流閉鎖，同時(shí)自動(dòng)切除三級(jí)負(fù)荷，另一臺(tái)配電變壓器承擔(dān)本所供電范圍內(nèi)的動(dòng)力照明一、二級(jí)負(fù)荷，失壓電源來電后自動(dòng)恢復(fù)供電。當(dāng)故障解除電源恢復(fù)后，再次投入三級(jí)負(fù)荷。0.4kV進(jìn)線斷路器和母線分段斷路器間設(shè)電氣聯(lián)鎖，實(shí)現(xiàn)“3合2”閉鎖。

住宅配電網(wǎng)絡(luò)采用開環(huán)單環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，0.4kV母線采用單母線分段接線方式，高壓、低壓均設(shè)置聯(lián)絡(luò)柜，母聯(lián)斷路器設(shè)有延時(shí)自投、自投手復(fù)、手動(dòng)投入方式，并具有機(jī)械與電氣聯(lián)鎖。一臺(tái)變壓器故障時(shí)，由同一變電所內(nèi)另一臺(tái)變壓器負(fù)載全部需要保證負(fù)荷。考慮到城市電網(wǎng)的各種故障，可能引起全部電源進(jìn)線同時(shí)失去電源，造成停電事故，因此，對(duì)于特別重要負(fù)荷，需設(shè)置柴發(fā)機(jī)組作為應(yīng)急電源，并嚴(yán)禁將其他負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。發(fā)電機(jī)啟動(dòng)控制柜采集各配電站低壓出線斷路器失壓“與”邏輯信號(hào)啟動(dòng)發(fā)電機(jī)，消防控制室確認(rèn)火災(zāi)發(fā)生時(shí)可直接手動(dòng)啟動(dòng)發(fā)電機(jī)；市電故障時(shí)，應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)在30s內(nèi)自動(dòng)啟動(dòng)完畢并供電給本工程特別重要負(fù)荷。

本項(xiàng)目在各區(qū)域內(nèi)設(shè)置獨(dú)立火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，各區(qū)域內(nèi)FAS系統(tǒng)間可互相傳輸、顯示火災(zāi)狀態(tài)信息。當(dāng)某一區(qū)域發(fā)生火災(zāi)時(shí)，由FAS系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)切除相應(yīng)區(qū)域內(nèi)非消防負(fù)荷。

4 結(jié)語

大型TOD綜合開發(fā)停車場(chǎng)項(xiàng)目應(yīng)結(jié)合項(xiàng)目具體情況，軌道交通由于牽引供電系統(tǒng)制式特殊，需由專用主變集中式供電；其余住宅、商業(yè)開發(fā)、市政代建工程需統(tǒng)籌考慮，結(jié)合周邊城市電網(wǎng)條件及不同產(chǎn)權(quán)單位獨(dú)立計(jì)量需求，制定合理的供配電系統(tǒng)方案。同時(shí)，本項(xiàng)目為EPC工程總承包項(xiàng)目，需從整個(gè)項(xiàng)目的角度來看待問題，明確地鐵停車場(chǎng)與TOD開發(fā)部分的接口，避免分期建設(shè)過程中造成的返工或重復(fù)工程，控制工程總造價(jià)，在滿足業(yè)主使用需求的前提下，力爭(zhēng)找到一個(gè)功能與造價(jià)的平衡點(diǎn)。在市區(qū)土地資源日益稀少的情況下，地鐵停車場(chǎng)設(shè)計(jì)中會(huì)越來越多的采取這種上蓋開發(fā)的形式，對(duì)設(shè)計(jì)人員要求也越來越高，本文結(jié)合湖涌TOD設(shè)計(jì)實(shí)例，對(duì)此類項(xiàng)目提出一些探討性意見，以供今后其他類似項(xiàng)目設(shè)計(jì)參考。