高壓電纜隧道供配電和照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

趙紀(jì)倩, 陳正方, 彭 偉, 吳述關(guān)

(1.江蘇省電力設(shè)計(jì)院, 江蘇 南京 211102; 2.江蘇省電力公司 蘇州供電公司, 江蘇 蘇州 215004)

高壓電纜隧道供配電和照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

趙紀(jì)倩1, 陳正方2, 彭 偉1, 吳述關(guān)1

(1.江蘇省電力設(shè)計(jì)院, 江蘇 南京 211102; 2.江蘇省電力公司 蘇州供電公司, 江蘇 蘇州 215004)

隨著城市規(guī)劃程度的提高,受規(guī)劃制約,高壓電纜正逐步取代占地較大的架空線。電纜隧道中的通風(fēng)、照明、排水等設(shè)施都需要低壓供配電系統(tǒng)。結(jié)合工程實(shí)際,介紹了高壓電纜隧道的供配電和照明系統(tǒng)設(shè)計(jì),旨在為相關(guān)高壓電纜隧道供配電和照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供參考。

高壓電纜隧道; 供電電源; 供配電系統(tǒng); 照明系統(tǒng)

0 引 言

近年來,隨著城市規(guī)劃程度的提高,高壓/超高壓電纜正逐步取代占地較大的架空線。在電纜等級(jí)提高的同時(shí),電纜隧道的規(guī)模也越來越大,電纜隧道中的通風(fēng)、照明、排水等設(shè)施都需要低壓供配電系統(tǒng)。與大規(guī)模的公路、鐵路隧道相比,高壓電纜隧道的供配電與照明系統(tǒng)有其自身的一些特點(diǎn)。

本文結(jié)合常州市大明路向北延伸段電力管道工程與丁塘河西側(cè)電力管道工程,對(duì)高壓電纜隧道的供配電和照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)作了探討。

1 項(xiàng)目概況

常州市大明路向北延伸段電力管道工程與丁塘河西側(cè)電力管道工程都為江蘇華電戚墅堰發(fā)電有限公司2×400 MW燃機(jī)二期擴(kuò)建220 kV送出工程的重要配套項(xiàng)目。丁塘河西側(cè)電力管道工程采用頂管隧道的方式,長(zhǎng)度為1.2 km,線路規(guī)模為2回220 kV電纜。丁塘河段電纜隧道斷面如圖1所示。

圖1 丁塘河段電纜隧道斷面(mm)

大明路向北延伸段道路工程已于2012年內(nèi)開工,大明路沿線電纜隧道沿該道路的西側(cè)綠化帶走線,采用明挖管道的方式敷設(shè),路徑長(zhǎng)度約1.4 km,線路規(guī)模為2回220 kV電纜。大明路北延段電纜隧道斷面如圖2所示。頂管隧道和明挖隧道相連,供配電和照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)統(tǒng)一考慮。

圖2 大明路北延段電纜隧道斷面(mm)

2 負(fù)荷分區(qū)

供配電和照明系統(tǒng)是為了保障電纜隧道正常運(yùn)行、維護(hù)、檢修、監(jiān)控的必要輔助系統(tǒng)。電纜隧道中的用電設(shè)施主要有排風(fēng)機(jī)、水泵、在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、檢修電源、照明燈具等,種類較多,分布較散,且功率和重要性也不同。

在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)前,首先要對(duì)負(fù)荷的種類和分布情況進(jìn)行分析,以確定每個(gè)負(fù)荷分區(qū)的容量。按照供電半徑盡量等長(zhǎng),并兼顧工作井的位置,將電纜隧道分為3個(gè)負(fù)荷分區(qū)。每個(gè)負(fù)荷分區(qū)的所有用電設(shè)備均需從該區(qū)配電柜處獲取電源,兩個(gè)相鄰負(fù)荷分區(qū)的供電分界應(yīng)設(shè)置在兩個(gè)配電柜之間的中點(diǎn)處。負(fù)荷分區(qū)確定后可以計(jì)算出各分區(qū)配電柜的負(fù)荷容量,1#、2#、3#配電柜的負(fù)荷分別為56、46、53 kVA。

3 供電電源設(shè)計(jì)

國(guó)內(nèi)電纜隧道設(shè)計(jì)起步較晚,電纜隧道供配電電源設(shè)計(jì)的原則不統(tǒng)一,往往根據(jù)每個(gè)設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)習(xí)慣與各個(gè)工程業(yè)主的要求來確定。有采用380 V市電直接供電的方案,也有采用10 kV市電降壓至380 V供電的方案。

DL/T 5484—2013《電力電纜隧道設(shè)計(jì)規(guī)程》指出:電纜隧道低壓配電系統(tǒng)宜采用專用變壓器、雙電源供電。每路電源均應(yīng)滿足該供電范圍內(nèi)全部設(shè)備同時(shí)投入時(shí)用電的需要。按照規(guī)程要求,每個(gè)配電柜電源宜采用10 kV市電配備專用變壓器降壓使用。雙電源供電可通過采用具有雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能的斷路器來實(shí)現(xiàn)。

雙10 kV電源供電系統(tǒng)如圖3所示。

圖3 雙10 kV電源供電系統(tǒng)

采用圖3所示的雙10 kV電源系統(tǒng),可增強(qiáng)供電可靠性。本文涉及到的工程分為3個(gè)負(fù)荷區(qū)段,分別采用了圖3給出的電源系統(tǒng)。

4 配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

各負(fù)荷分區(qū)的配電柜獲取電源后,配電系統(tǒng)采用單母線向分區(qū)內(nèi)各負(fù)荷統(tǒng)一供電,采用由配電柜向各負(fù)荷放射式的供電方式,各個(gè)負(fù)荷再由上至下分級(jí)。例如,配電柜至照明箱、通風(fēng)箱、潛水泵控制箱等為專線供電,照明箱至不同的照明區(qū)段、通風(fēng)箱至不同風(fēng)機(jī)、潛水泵至不同水泵再分別采用放射式的專線供電。

配電柜系統(tǒng)圖如圖4所示。通風(fēng)箱接線圖如圖5所示。

對(duì)風(fēng)機(jī)、水泵等大容量用電設(shè)備采用單機(jī)就地補(bǔ)償,所有燈具均配備電子鎮(zhèn)流器,保證功率因數(shù)在0.8以上。根據(jù)每一供電支路用電負(fù)荷大小和功率因數(shù)可計(jì)算出供電電路,由此可確定斷路器型號(hào)。導(dǎo)線截面和電流及供電距離的關(guān)系可通過查取預(yù)先計(jì)算好的表格來確定。

圖4 配電柜系統(tǒng)圖

圖5 通風(fēng)箱接線圖

5 接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)

電纜隧道低壓配電系統(tǒng)的接地型式宜采用TN系統(tǒng)。TN系統(tǒng)有一點(diǎn)直接接地,電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分通過保護(hù)線與該接地線相連接。TN系統(tǒng)又分為TN-C、TN-C-S、TN-S系統(tǒng)。根據(jù)DL/T 5484—2013,電纜隧道配電系統(tǒng)的接地類型宜采用TN-S系統(tǒng),電源分電箱、低壓配電箱、燈具、風(fēng)機(jī)、水泵及控制箱屏等的外露可導(dǎo)電部分應(yīng)就近接地。

隧道內(nèi)的高壓電纜系統(tǒng)已設(shè)置專用的接地裝置,電纜隧道內(nèi)有兩個(gè)接地系統(tǒng),一個(gè)是高壓電力電纜的接地系統(tǒng),另一個(gè)是供配電系統(tǒng)的接地系統(tǒng)。受隧道結(jié)構(gòu)的限制,兩個(gè)接地系統(tǒng)實(shí)際是共地系統(tǒng)。為保證維護(hù)方便,兩個(gè)接地系統(tǒng)應(yīng)分別設(shè)計(jì)接地裝置。

6 照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

照明設(shè)計(jì)主要依據(jù)DL/T 5221—2005《城市電力電纜線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》、DL/T 5484—2013。

照明系統(tǒng)提供電纜隧道內(nèi)巡檢、維護(hù)和電纜敷設(shè)施工的基本照明。在隧道內(nèi),人行通道上的平均照度不小于10 lx,最小照度不小于2 lx。

一段電纜隧道需分為若干個(gè)照明區(qū)段,每一個(gè)照明區(qū)段設(shè)置防潮雙控開關(guān),以方便在照明區(qū)段的兩側(cè)都可以控制燈具開啟和關(guān)閉。照明回路接線示意圖如圖6所示。

每個(gè)照明區(qū)段內(nèi)的燈具采用兩路電源交叉供電,以提高照明供電可靠性。照明區(qū)段的劃分需綜合考慮區(qū)段長(zhǎng)度、配電柜位置和人孔井位置,既要滿足照明箱的供電距離,又要滿足檢修時(shí)入井即可打開燈具的需求。另外,與配電柜的布置相同,每?jī)蓚€(gè)相鄰照明區(qū)段的分界點(diǎn)應(yīng)盡量設(shè)置在兩個(gè)照明箱之間的中點(diǎn)。

圖6 照明回路接線示意圖

電纜隧道內(nèi)照明燈具采用防潮型工礦燈,光源為L(zhǎng)ED燈,間距為5 m,沿電纜隧道中心線吸頂安裝。正常運(yùn)行狀態(tài)下,照明箱內(nèi)開關(guān)處于合閘狀態(tài),運(yùn)行人員通過操作電纜井內(nèi)的雙控開關(guān)來控制電纜隧道內(nèi)的照明。

電纜隧道照明箱內(nèi)設(shè)置一組單相三眼插座和三相四線的四眼插座,另外在每?jī)蓚€(gè)電纜井之間設(shè)置防水防潮多用插座一組,用于檢修和施工用電。照明箱至照明燈具間的斷路器與電纜選取方法和配電箱至用電負(fù)荷的相同。照明箱接線圖如圖7所示。

圖7 照明箱接線圖

7 結(jié) 語(yǔ)

針對(duì)目前國(guó)內(nèi)高壓電力電纜隧道設(shè)計(jì)起步較晚,電纜隧道供配電與照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案不夠統(tǒng)一,本文結(jié)合實(shí)際工程,參照DL/T 5484—2013對(duì)電力電纜隧道供配電及照明系統(tǒng)中的問題作了探討,旨在為其他類似電力隧道工程的供配電與照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供參考。

[1] 袁丁.電纜隧道供配電及照明設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代建筑電氣,2010,1(11):46-49.

[2] DL/T 5484—2013 電力電纜隧道設(shè)計(jì)規(guī)程[S].

[3] 梅珍,胡江波.長(zhǎng)距離高壓電纜隧道供配電方案[J].水電與新能源,2010(3):52-54.

[4] GB 50052—2009 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[5] DL/T 5221—2005 城市電力電纜線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定[S].

Design of Power Supply and Distribution and Lighting System in High Voltage Cable Tunnel

ZHAO Jiqian1, CHEN Zhengfang2, PENG Wei1, WU Shuguan1

(1.Jiangsu Provincial Electric Power Design Institute, Nanjing 211102, China; 2.Suzhou Power Supply Company, State Grid, Suzhou 215004,China)

With the improvement of urbanization level,the overhead lines with large area occupied are being replaced by the HV/EHV cables.Moreover,the low voltage power supply and distribution system is necessary for the ventilating system,lighting system,and drainage facility in the cable tunnels.Based on the engineering practice,the power supply and distribution system as well as the lighting system in high voltage cable tunnels were discussed in order to provide

for the relevant projects.

high voltage cable tunnel; power supply; power supply and distribution system; lighting system

趙紀(jì)倩(1986—),男,從事高壓輸電線路設(shè)計(jì)方面的研究。

TU 852

B

1674-8417(2014)10-0057-04

2014-10-15

陳正方(1963—),男,工程師,從事電力系統(tǒng)規(guī)劃方面的研究。

彭 偉(1984—),男,工程師,從事高壓輸電線路設(shè)計(jì)方面的研究。

吳述關(guān)(1983—),男,工程師,從事高壓輸電線路設(shè)計(jì)方面的研究。