隧道工程中供配電系統(tǒng)特點(diǎn)及電氣設(shè)計探討

高錦丹

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)和各行各業(yè)的快速發(fā)展，當(dāng)一個城市交通方面的需求越來越旺盛的時候，這個城市政府就會開始加強(qiáng)市政隧道項目的建設(shè)力度。眾所周知，一個城市建設(shè)工程中最重要的項目肯定是這個城市的供配電系統(tǒng)，它會直接影響到這個城市的發(fā)展，工程質(zhì)量不過關(guān)會降低這個城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度，因此，本文論述了市政隧道工程中的供配電的特點(diǎn)，供配電系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)根據(jù)負(fù)荷類型，技術(shù)規(guī)范和環(huán)境要求適用于確定當(dāng)?shù)仉娏π枨蟆?/p>

關(guān)鍵詞：市政隧道工程;供配電系統(tǒng);特點(diǎn);電氣設(shè)計

引言

隨著市政隧道工程數(shù)量相繼增加，為人們的出行提供了諸多便利條件，也增加了城市的交通運(yùn)輸效率，但目前市政隧道工程在電氣設(shè)計方面還存在諸多問題需要改進(jìn)，在施工過程中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對各個環(huán)節(jié)的控制，保證供電配電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

1隧道工程中供配電系統(tǒng)的特點(diǎn)

隧道工程中供配電變電所設(shè)置通常為10KV的供配電系統(tǒng)，已達(dá)到整個隧道內(nèi)的供電需求，受到多方面因素的影響，供配電設(shè)計經(jīng)常會存在電壓不穩(wěn)的情況，在白天由于負(fù)載過多造成電壓偏低，晚上又會呈上升趨勢，隧道內(nèi)照明燈受到這方面影響，長期處于不穩(wěn)定的工作狀態(tài)。如果電壓出現(xiàn)較低現(xiàn)象，很容易造成觸發(fā)器的誤操作;當(dāng)電壓較高的時候，又造成不必要的能源損耗，不管是哪種情況，都不利于照明設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至降低照明燈具使用壽命。對隧道內(nèi)供配電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化是非常重要的，能夠提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，由于隧道工程相對比較復(fù)雜，在設(shè)計上的要求也更為嚴(yán)格，相比于其他普通供配電系統(tǒng)，隧道供配電系統(tǒng)技術(shù)更具有多樣化的特點(diǎn)：首先，供配電系統(tǒng)必須具有足夠的可靠度和安全性，在隧道正常運(yùn)行中，如果出現(xiàn)供配電系統(tǒng)問題，勢必會對車輛行人的正常通行造成困擾，嚴(yán)重的化甚至?xí)a(chǎn)生安全事故，造成巨大損失。同時，供配電系統(tǒng)中對于火災(zāi)事故的預(yù)防具有很重要作用，需要滿足一級負(fù)荷實(shí)行條件，相關(guān)部門對于供配電設(shè)計必須嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)真落實(shí)，建設(shè)備用電源以確保隧道內(nèi)供電系統(tǒng)的安全。第二，對于一些規(guī)模大、隧道長、工程量大的工程，需要配備足夠數(shù)量的電氣設(shè)備，再設(shè)計過程中應(yīng)該根據(jù)實(shí)際需要，科學(xué)選擇設(shè)備的型號和規(guī)格，提高對電力設(shè)備質(zhì)量的檢查，避免由于這方面因素造成的使用問題。第三，市政隧道供配電系統(tǒng)設(shè)計，除了要考慮自身的系統(tǒng)性要求，還應(yīng)該關(guān)注配套設(shè)施的完善，確保整個工程項目能夠具有足夠的協(xié)調(diào)性，已達(dá)到共同發(fā)展的要求，比如：排水、通風(fēng)、消防、監(jiān)控等。另外，根據(jù)土建施工、電氣施工等多方面要求及施工現(xiàn)場環(huán)境條件，做好隧道內(nèi)照明設(shè)計的優(yōu)化和安排，提高整個隧道運(yùn)行的質(zhì)量與安全系數(shù)。

2市政隧道工程中供配電系統(tǒng)的電氣設(shè)計探究

2.1消防負(fù)荷設(shè)計電源末端切換

在市政隧道工程中供配電系統(tǒng)中會涉及到防火設(shè)計，能夠及時發(fā)生火災(zāi)隱患并撲滅火災(zāi)是最基本的要求，其最重要的便是消防設(shè)施以及火災(zāi)報警系統(tǒng)，在設(shè)計的過程中應(yīng)當(dāng)及時采用雙電源末端切換的方法保障防火系統(tǒng)的運(yùn)行安全性。雖然在設(shè)計規(guī)范方面并沒有明文規(guī)定，但是根據(jù)實(shí)際情況需要適當(dāng)?shù)目紤]這一設(shè)計防范。假設(shè)應(yīng)用這一種模式，必然會促使低壓柜回路，并提升電纜的應(yīng)用數(shù)量，從而提升供電的面積，導(dǎo)致工程成本明顯提升。同時因為隧道內(nèi)的特殊環(huán)境，很容易促使末端切換箱發(fā)生腐蝕與損壞，導(dǎo)致使用功能下降。但是，這一種模式的應(yīng)用情況下，可以促使在一路電纜發(fā)生故障時，有備用電纜能夠持續(xù)供電，從而保障供電的穩(wěn)定性。在實(shí)際應(yīng)用中，隧道內(nèi)的電纜基本上都處于并列鋪設(shè)的情況，一旦其中一條發(fā)生機(jī)械破壞，其它也會遭受一定的影響，同時每一條電纜都具備短路保護(hù)裝置，過流損壞現(xiàn)象比較小，可以采用鎧裝電纜進(jìn)行設(shè)計。

2.2變壓器的保護(hù)裝置設(shè)計

變壓器保護(hù)裝置是確保供配電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵所在，常用的變壓器保護(hù)裝置有斷路器及負(fù)荷開關(guān)熔斷器模式，這兩種中繼電器得到廣泛應(yīng)用，但是通過進(jìn)行分析對比，后者是使用優(yōu)點(diǎn)也很多。在市政隧道供配電系統(tǒng)運(yùn)行中，采取開關(guān)方法進(jìn)行負(fù)荷切換的情況是非常普遍的，在這個過程中短路保護(hù)發(fā)生比較少。負(fù)荷開關(guān)熔斷器主要是運(yùn)用開關(guān)切換負(fù)荷的方法，利用熔斷器已達(dá)到短路狀態(tài)下的保護(hù)效果，在使用中可以達(dá)到10ms內(nèi)快速切換的保護(hù)效果，大大提高供配電系統(tǒng)的安全系數(shù)。結(jié)合市政隧道的實(shí)際情況，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行保護(hù)方案的優(yōu)化，對不大于500kVA容量的配電變壓器可以采取高壓熔斷器的形式，當(dāng)配電變壓器的容量高于500kVA時，適宜使用高壓斷路器，通過相互之間的科學(xué)選擇和相互協(xié)調(diào)提高供配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

2.3變壓器容量選取要合理。

為了保證市政隧道工程建設(shè)中的供電安全性，要對變壓器的容量進(jìn)行合理地選取，因為，在市政隧道工程中，通常涉及到的設(shè)備很多，每種設(shè)備可能對電的要求都不同，因此，需要對變壓器的容量進(jìn)行科學(xué)精密地計算。變壓器容量的選取一般是根據(jù)實(shí)際情況做出合理的抉擇。常用方法為：先計算隧道變電所總負(fù)荷，然后根據(jù)此，分別用兩臺變壓器對負(fù)荷進(jìn)行分擔(dān)，這樣一來，如若一臺變壓器故障，那么另一臺可以繼續(xù)使用，不會影響隧道運(yùn)行，然而，這種方法的弊端在于一旦發(fā)生超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，則對變壓器有極大的損傷。所以建議先按短期負(fù)荷進(jìn)行電壓器的容量選擇，一旦后期發(fā)生變化，則可以進(jìn)行變壓器的更換或者增加變壓器，且要考慮單臺變壓器的容量、負(fù)載率等等因素，這樣可以減少變壓器損耗。

2.4隧道電氣設(shè)計中的節(jié)能

在隧道施工及運(yùn)行過程中，不僅要切實(shí)考慮到隧道的安全問題，還要在建造隧道過程中盡量使用環(huán)保材料，以促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。隨著全球變暖，人們逐漸意識到保護(hù)環(huán)境的重要性，這就需要從生活的方方面面做出努力，隧道的施工建設(shè)也不例外。在施工過程中，施工單位也應(yīng)該盡量選擇節(jié)能環(huán)保材料進(jìn)行安裝，以切實(shí)做到節(jié)能減排發(fā)展。在電氣設(shè)計中，除了按照國家相關(guān)法規(guī)進(jìn)行設(shè)備選擇外，還可以從技術(shù)的各個環(huán)節(jié)入手實(shí)現(xiàn)電力資源的節(jié)能降耗。例如，隧道中變電所的位置就要盡量設(shè)置在負(fù)荷中心，縮短供電距離，減少壓降損耗，且有時可以考慮采用埋地變壓器分散分布在負(fù)荷中心，低壓供電半徑控制在數(shù)百米以內(nèi)，以降低電能損耗以及有色金屬的消耗。隧道工程中的照明要求綠色照明，采用高光效燈具，且可以選用電子整流器替代電感整流器，結(jié)合實(shí)際情況，運(yùn)用先進(jìn)的照明控制技術(shù)，達(dá)到節(jié)能的目的。

結(jié)語

總之，雖然中國的市政隧道建設(shè)取得了很大進(jìn)展，但城市供配電項目仍然存在影響政治經(jīng)濟(jì)發(fā)展的問題，有待解決。因此希望建設(shè)城市隧道的參與人員不斷關(guān)注城市工程，持續(xù)改善問題，將城市建設(shè)的更美好。

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