綜合管廊供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

馬飛

摘要：綜合管廊作為城市的生命線，是支撐城市運(yùn)轉(zhuǎn)和持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，供配電系統(tǒng)作為管廊工程的一個(gè)重要附屬設(shè)施，直接關(guān)系到管廊安全和正常運(yùn)營(yíng)。本文將對(duì)綜合管廊供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：綜合管廊;供配電系統(tǒng);設(shè)計(jì)分析

供電與照明系統(tǒng)

1.1.1設(shè)計(jì)分界和范圍

以分變電所10kV進(jìn)線電纜電纜頭為界，綜合管網(wǎng)（廊）自用負(fù)荷一側(cè)的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)為本次設(shè)計(jì)范圍。10kV電源進(jìn)線電纜及上級(jí)系統(tǒng)一側(cè)屬控制中心范圍。

本專業(yè)的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容為XX路段綜合管網(wǎng)（廊）的供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)和接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

1.1.2負(fù)荷等級(jí)及電源

根據(jù)綜合管網(wǎng)（廊）負(fù)荷運(yùn)行的安全要求，監(jiān)控設(shè)備、消防設(shè)備、應(yīng)急照明、天然氣艙風(fēng)機(jī)為二級(jí)負(fù)荷;一般照明、一般艙（非天然氣艙）風(fēng)機(jī)、排水泵、檢修插座箱等為三級(jí)負(fù)荷。

電源：每個(gè)分變電所由控制中心提供兩路10kV電源供電，電源運(yùn)行方式為兩常用。

1.1.3EA1路綜合管網(wǎng)總體布局

根據(jù)總體布局，將防火分區(qū)長(zhǎng)度范圍內(nèi)若干并排的防火分區(qū)作為一個(gè)配電單元，每個(gè)配電單元設(shè)置一個(gè)設(shè)備口（結(jié)合通風(fēng)口），各道路管網(wǎng)（廊）分區(qū)如下：本次設(shè)計(jì)范圍路段共設(shè)10個(gè)配電單元（7個(gè)為四艙，3個(gè)為五艙） 。

1.1.4變配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)綜合管網(wǎng)（廊）各相鄰配電單元負(fù)荷類型、容量、數(shù)量、受電位置基本相同，且具有沿線分布、比較均勻的特點(diǎn)，并結(jié)合 0.4kV電壓等級(jí)最大允許的電壓降、以確保電能質(zhì)量的要求，設(shè)置各管網(wǎng)（廊）變配電所（結(jié)合通風(fēng)口）。在XX路管網(wǎng)（廊）沿線均勻設(shè)置4個(gè)10/0.4KV分變電所，以各分變電所為中心，將綜合管網(wǎng)（廊）劃分為管網(wǎng)（廊）沿線4處，共計(jì)4個(gè)供電區(qū)域。

（1）變電所

在每個(gè)分變電所內(nèi)均設(shè)置2臺(tái)變壓器，分變電所內(nèi)變壓器容量均為250 kVA。2臺(tái)變壓器的電源分別取自控制中心10KV開關(guān)柜不同母線。每臺(tái)變壓器高壓側(cè)設(shè)置一套10kV環(huán)網(wǎng)柜，用于10kV線路的環(huán)入環(huán)出;每臺(tái)變壓器低壓側(cè)設(shè)3臺(tái)配電柜，一臺(tái)為進(jìn)線補(bǔ)償柜，一臺(tái)為重要負(fù)荷配電柜，一臺(tái)為普通負(fù)荷配電柜，每個(gè)分變電所內(nèi)共設(shè)置6臺(tái)低壓配電柜。普通負(fù)荷配電柜采用分區(qū)樹干式為各配電單元的普通負(fù)荷柜配電，兩臺(tái)重要負(fù)荷配電柜均采用分區(qū)雙回路樹干式的接線結(jié)構(gòu)為各配電單元的消防等重要負(fù)荷柜配電，樹干式配電回路采用預(yù)分支電纜配電。

（2）綜合管網(wǎng)（廊）配電單元的配電

管網(wǎng)（廊）每個(gè)配電單元內(nèi)內(nèi)設(shè)一套普通負(fù)荷配電柜，配電柜為單電源進(jìn)線，負(fù)責(zé)配電單元內(nèi)三級(jí)負(fù)荷的配電。

管網(wǎng)（廊）每個(gè)配電單元內(nèi)內(nèi)設(shè)一套重要負(fù)荷配電柜，配電柜為兩路電源進(jìn)線，兩路電源進(jìn)柜后自切供電負(fù)責(zé)配電單元內(nèi)二級(jí)負(fù)荷的配電。

管網(wǎng)（廊）每個(gè)配電單元內(nèi)設(shè)一組消防應(yīng)急照明集中電源箱，電源箱為單電源進(jìn)線，電源引自該配電單元的重要負(fù)荷配電柜，負(fù)責(zé)火災(zāi)應(yīng)急照明及疏散指示的供電及控制、巡檢、故障上傳、報(bào)警顯示。

（4）電氣保護(hù)

低壓配電回路以空氣斷路器或熔斷器作短路保護(hù)，電機(jī)回路采用電機(jī)保護(hù)器或熱繼電器保護(hù)元件作過(guò)載保護(hù)。所有設(shè)備的電動(dòng)機(jī)均采用直接起動(dòng)方式。

各變電所0.4kV側(cè)進(jìn)線、主要饋電回路開關(guān)和各防火分區(qū)、控制中心的配電柜的進(jìn)線開關(guān)狀態(tài)、系統(tǒng)電量等信號(hào)的上傳自動(dòng)化系統(tǒng)，供監(jiān)控系統(tǒng)遙測(cè)、遙信。

（5）無(wú)功功率補(bǔ)償

綜合管網(wǎng)（廊）照明燈具采用LED型燈，以提高功率因數(shù)。在每座變電所0.4kV側(cè)采用電力電容器集中自動(dòng)補(bǔ)償，使10kV總進(jìn)線側(cè)功率因數(shù)控制在0.90以上。

（6）防雷與接地

綜合管網(wǎng)（廊）為地下構(gòu)筑物，無(wú)需設(shè)置防直接雷擊措施，配電系統(tǒng)中設(shè)置避雷器、浪涌保護(hù)器等防雷電感應(yīng)過(guò)電壓保護(hù)裝置。

（7）計(jì)量

每處變電所0.4kV進(jìn)線、重要的出線、各電氣配電單元配電柜的總進(jìn)線回路均設(shè)置智能儀表，采集電量數(shù)據(jù)。

1.1.5動(dòng)力設(shè)備的配電和控制

1）一般風(fēng)機(jī)：管網(wǎng)（廊）內(nèi)一般通風(fēng)機(jī)的配電和控制回路設(shè)于各配電單元的普通負(fù)荷配電柜內(nèi)，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)電源隔離檢修負(fù)荷開關(guān)，設(shè)柜上/遠(yuǎn)方控制。遠(yuǎn)方即可通過(guò)設(shè)于該配電單元各出入口的按鈕盒控制，便于人員進(jìn)出時(shí)開停風(fēng)機(jī)，確?？諝鈺惩?還可以通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)控制，以自動(dòng)調(diào)節(jié)管網(wǎng)（廊）內(nèi)的空氣質(zhì)量和溫濕度。當(dāng)火災(zāi)時(shí)，排風(fēng)機(jī)由火災(zāi)聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)采用干接點(diǎn)的形式強(qiáng)制停機(jī)。一般一個(gè)通風(fēng)區(qū)間的送、排風(fēng)機(jī)分屬兩個(gè)相鄰的配電單元，送、排風(fēng)機(jī)采用統(tǒng)一開?？刂啤?/p>

2）排水泵：排水泵的配電和控制回路設(shè)于現(xiàn)場(chǎng)控制箱內(nèi)，設(shè)箱上/遠(yuǎn)方控制。遠(yuǎn)方控制采用由現(xiàn)場(chǎng)靜壓式液位儀信號(hào)經(jīng)由自動(dòng)化系統(tǒng)控制的方式。排水泵的狀態(tài)上傳自動(dòng)化系統(tǒng)。

3）天然氣艙事故風(fēng)機(jī)：天然氣艙事故風(fēng)機(jī)的配電和控制回路設(shè)于各配電單元的重要負(fù)荷配電柜內(nèi)，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)電源隔離檢修負(fù)荷開關(guān)。風(fēng)機(jī)設(shè)柜上/遠(yuǎn)方控制。

4）插座箱：在綜合管網(wǎng)（廊）沿線每50米左右設(shè)置一只工業(yè)插座箱，作施工安裝、維修等臨時(shí)接電之用，檢修插座箱采用鏈?zhǔn)焦╇姟?/p>

綜合管網(wǎng)（廊）內(nèi)設(shè)一般照明、非消防應(yīng)急照明和消防應(yīng)急照明，其中非消防應(yīng)急照明兼做一般照明。管網(wǎng)（廊）普通段照度15lx，最低照度5lx，人孔、投料口及防火分區(qū)門等處局部照度提高到100lx。

1）一般照明及非消防應(yīng)急照明：管網(wǎng)（廊）內(nèi)的照明配電和控制回路設(shè)于各配電單元的配電柜內(nèi)，一般照明由普通負(fù)荷配電柜配電控制，非火災(zāi)應(yīng)急照明由重要負(fù)荷配電柜配電控制。設(shè)柜上/遠(yuǎn)方控制，在遠(yuǎn)方控制時(shí)，可通過(guò)設(shè)于該配電單元各出入口的按鈕盒控制，便于人員進(jìn)出時(shí)開關(guān)燈;也可通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)控制，以便于遠(yuǎn)方監(jiān)視。一般照明和非消防應(yīng)急照明燈具光源以LED型熒光燈為主，綜合管網(wǎng)（廊）內(nèi)照明燈具防護(hù)等級(jí)采用IP65，I類絕緣結(jié)構(gòu)，設(shè)專用PE線保護(hù)。

2）消防應(yīng)急照明及疏散指示：消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)采用集中電源集中控制型系統(tǒng)。消防應(yīng)急照明燈采用LED光源A型消防應(yīng)急照明燈和A型消防疏散指示燈，工作電壓為安全電壓。

1.1.6綜合管網(wǎng)的接地

綜合管網(wǎng)（廊）為地下構(gòu)筑物，無(wú)需設(shè)置防直接雷擊措施。地面以上建構(gòu)筑物按規(guī)范要求設(shè)置防直擊雷保護(hù)。

管網(wǎng)（廊）內(nèi)工作接地、保護(hù)接地和自控設(shè)備接地共用接地裝置，接地電阻不大于1Ω。綜合管網(wǎng)（廊）接地網(wǎng)還應(yīng)與各變電所接地系統(tǒng)可靠連接，組成分布式大接地系統(tǒng)，并滿足電力公司高電壓電纜接地阻值要求。

低壓系統(tǒng)采用TN-S制。管網(wǎng)（廊）內(nèi)設(shè)置等電位聯(lián)結(jié)，管網(wǎng)（廊）內(nèi)電氣設(shè)備外殼、支架、橋架、穿線鋼管、建筑鋼筋均應(yīng)與接地干線妥善連接。配電系統(tǒng)分級(jí)設(shè)置電涌保護(hù)器，保護(hù)人員及弱電設(shè)備的安全。天然氣艙除等電位連接另需設(shè)置防靜電接地。

1.1.7電纜敷設(shè)與防火

綜合管網(wǎng)（廊）穿越防火分區(qū)的主干重要負(fù)荷柜饋線電纜采用阻燃耐火電纜，其他火災(zāi)時(shí)需要繼續(xù)運(yùn)行的設(shè)備電源電纜采用阻燃耐火電纜或者防火電纜，其余電纜均采用阻燃電纜。綜合管網(wǎng)（廊）內(nèi)自用電纜沿專用電纜橋架敷設(shè)，橋架涂防火漆，跨越防火分區(qū)時(shí)設(shè)防火封堵。耐火電纜、電信出橋架穿鋼管保護(hù)明敷，并涂防火漆。

在天然氣艙敷設(shè)的電纜不應(yīng)有中間接頭，并按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50058規(guī)定的2區(qū)要求作防爆隔離密封處理。

1.1.8電氣設(shè)備選擇

設(shè)備選擇原則：技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、節(jié)能環(huán)保、價(jià)格合理。天然氣艙內(nèi)的電氣設(shè)備均采用隔爆型，滿足爆炸性氣體環(huán)境2區(qū)的要求，外殼帶防爆標(biāo)識(shí)。

10kV開關(guān)柜：空氣（氣體）絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備。

10/0.4kV配電變壓器：采用13系列高效低損耗型環(huán)氧樹脂真空澆注干式變壓器，無(wú)載調(diào)壓。聯(lián)接組為D-yn11。

低壓配電柜和控制箱：安全型固定柜盤，柜（箱）體不銹鋼，防護(hù)等級(jí)不低于IP54。

插座箱：高強(qiáng)度箱體，防水防潮防撞擊，配工業(yè)防水插座。

結(jié)語(yǔ)：綜上所述，綜合管廊供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須符合相應(yīng)的國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，所涉及到的消防產(chǎn)品、供電產(chǎn)品還必須具有入網(wǎng)許可證。管廊內(nèi)電氣設(shè)備的防護(hù)等級(jí)一定要符合地下環(huán)境的使用標(biāo)準(zhǔn)要求，并做好必要的防水防潮措施。值得一提的是，綜合管廊燃?xì)夤艿琅撦斔涂扇細(xì)怏w，較易發(fā)生火災(zāi)，電力電力電纜也較容易發(fā)生火災(zāi)，合理的設(shè)計(jì)管廊供配電系統(tǒng)應(yīng)作為其首要設(shè)計(jì)原則。

參考文獻(xiàn)：

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