
7.1电源及切换
场地照明应满足奥委会的要求,FIFA要求场地照明不低于正常照明的2/3,奥委会的要求暂时不知。电源之间的切换应充分考虑这个因素。
7.1.1电源2010年一级建造师考试报名
电源有:市电1、市电2、……、备用发电机、UPS、EPS等。
7.1.2光源
符合国家体育场场地照明的光源只有金属卤化物灯,它属高强气体放电灯,其熄灭后要有冷却时间,再启动时间为3~8分钟,场地照明出现3~8分钟的停电时间是决不允许的。
7.1.3热触发装置
金属卤化物灯配热发装置可实现瞬间点燃,但光源的寿命将有所减少,折寿最高达50%左右。同时热触发装置价格昂贵,PHILIPS约9000元/个,THORN约5000元/个。
因此,电源之间的切换应保证场地照明最低照明要求。
UPS、EPS与其电源之间的转换没有列在表中,因为UPS、EPS为备用电源,作为主电源技术很可靠,但经济上投入巨大。
从表中可以得出,①电源之间的转换主要以市电和自备发电机为主,UPS、EPS为辅助备用电源;②如果赛场不中断照明,可采用UPS、EPS,在电源转换过程中,由UPS、EPS供电;③EPS只能采用切换时间小于0.02s的产品;④?HID+热触发装置也可保证场地照明不中断。
现将UPS、EPS、热触发装置比较如下:
7.2场地照明供电分析
从上面分析比较可知:无论几路市电,都要使用自备发电机、这就是所谓“将命运把握在自己手中”。同时要解决好电源之间的转换,不要将使灯熄灭。因此,场地照明供电系统有下列几种情形。
假设场地照明灯具约为400盏,2KW/盏,计入镇流器容量,总功率约为960KW.方案中10KV市电为2~4路,具体路数待与供电局协商后再定。
方案1:市电、自备发电机之间转换由EPS供电,转换后恢复市电或发电机供电。平时EPS处于浮冲状态。本方案自备发电机、EPS带全负荷,其容量约为1000KW.奥运会期间、重要活动或比赛,由发电机作为主电源,市电为备用电源。因此,电源转换时间约1秒钟双电源切换时间+开关固有合闸时间 。
因此EPS应急时间为2分钟,为保险起见,应急时间按10分钟选择。灯具为一般起动型的金属卤化物灯。
方案2:假设奥委会要求紧急情况下有一半灯具工作国际足联要求紧急时2/3灯具正常工作 。市电、自备发电机之间转换期一半由EPS供电,情况同方案1;另一半由带热触发装置的灯具确保转化后瞬间亮灯。平时EPS处于浮冲状态。本方案自备发电机带全负荷,其容量约为1000KW.EPS带50%负荷,容量约500KW.奥运会期间、重要活动或比赛,由发电机作为主电源,市电为备用电源。
因此,电源转换时间约1秒钟双电源切换时间+开关固有合闸时间 。EPS应急时间为2分钟即可,同方案1相似,为保险起见,应急时间也按10分钟选择。灯具一半为一般运动型的金属卤化物灯,一半为带热触发装置的金属卤化物灯。
方案3:本方案为自备发电机带全负荷,其容量约为1000KW.不设EPS,泛光灯采用带热触发装置的金属卤化物灯。奥运会期间、重要活动或比赛,由发电机作为主电源,市电为备用电源。电源转换时间由双电源切换时间和开关固有合闸时间组成,约1秒钟。因此,电转换时有约1秒钟的熄灭周期。
需要说明一下,高压电源之间的切换时间大于0.5s,低压市电之间的切换时间约0.5s,自备发电机切换至市电的时间约0.5s.
奥运会期间,重要活动或比赛,由发电机作为主电源,市电为备用电源;平时比赛或活动则市电为源,发电机作为备用电源。
前两个方案对EPS有较高的要求,其转换时间是选择EPS的关键。因此一旦断电,金属卤化物灯电弧管内气压很高,需要很高的电压才可以让灯立即再次点燃。切换时间为多少才可以让金属卤化物灯不会熄灭理论上讲0.02s的切换时间可以保证金属卤化物灯不熄灭,因为对于50Hz交流电,一个周波为1/50,即0.02s,切换时相当于交流电过零。目前满足要求的EPS只有青岛创统系列产品,其切换时间可达4ms,而价钱只有UPS的30%。但是能否真正的满足要求我们拟用实际使用的灯具做测试和试验。
三个方案各有千秋,下表为综合比较。
因此,从经济计算两方面看,方案1最佳,应优选,其次选择方案2.
7.3几点说明
7.3.1为可不使用UPS而使用EPS
首先,EPS过载能力优于UPS.我们知道,HID启动时启动电流是正常工作电流的数倍,而几百盏灯、近于KW的负荷突然加到EPS或UPS上,需要EPS或UPS有较强的过载能力。一般UPS过载能办只有110%,而EPS可以在120%负荷下长期工作。
其次,UPS对环境要求较高。一般UPS对环境温度、湿度要求较高,例如应用于美军、北约等部门的UPS按军品要求设计,可靠性高于民品设备,其对温度要求为-5~40℃。北京奥林匹克主体育场开启屋顶后体育场为室外环境,北京冬季气温经常在-10℃以下,能满足要求吗EPS则不同,它可工作在-10~50℃环境中。因此,UPS只能放置在空调房间,而EPS可以安装在条件恶劣的电气竖井里。
第三,UPS寿命比EPS短。因为UPS始终处于在线状态,其各种元器件一直带电,长时间的带电工作影响了UPS的寿命。EPS平时只给电池充电,正常供电通过旁路开关供给负荷,EPS寿命大大提高。
第四,UPS比EPS耗能。从第三点可知,UPS只要开机就要经过“交流-直流-交流”的转换,消耗电能自然比UPS多。
最后,EPS比UPS更经济。EPS只相对于UPS售价的30%,如果考虑到电池容量、出线开关等因素,EPS售价应在UPS售价的20%左右。
7.3.2自备发电机采用燃油还是燃气
本部分作为遗留问题,还需进行经济技术比较。有一点可以肯定,天然气发电机比柴油发电机更环保、卫生,符合北京“绿色奥运”。2000年悉尼奥运会主体育场Stadium Australia采用了两台天然气发电机。
7.3.3柴油发电机是固定设置还是临时租用
这一问题待与业主商定后再下结论。但固定设置柴油发电机有以下问题:
◆占用建筑房间,柴油发电机房对防火、层高、安装孔洞等均有较高的要求;
◆需要油罐、油箱,存在安全隐患;
◆有污染,与“绿色奥运”相悖,同时还有噪音、振动等问题;
◆需要熟练工人日常维护保养。时间长了,维护、保养工作量较大,管理不好设备很难有良好的状态;
◆经济投入较大,包括工程投入,日常维护,人员工资等。
临时租用可解决这些问题,专业公司有专人对设备维护、保养,设备始终处于良好状态,而且工人操作熟练,减少人为事故。
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