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举例说明城市地下管廊供电系统的配置、安装方案

    文章来源:管廊建设 发布时间:2017年05月16日 点击数: 字号:

  成都市天府新区兴隆86路综合管廊工程
  成都市天府新区兴隆86路综合管廊工程,由西南市政院独立设计,管廊全长约4400米,由雨污水舱、电力舱、电信舱和天然气舱四舱组成,管廊纳入有雨水、污水、10kV电力、通信、输水、配水、中水及天然气等城市工程管线。此外,整个天府新区包含多条管廊,成勘院、成都市市政设计院、铁二院等设计院都有参与设计。
  设计内容包括综合管廊附属设施自用负荷的高低压供配电系统设计、电气控制及布置设计、照明配电及布置设计,导线敷设设计,防雷与接地系统设计。
  负荷等级及供电电源 ▼
  “在负荷等级与供电电源的设定上我们非常慎重,它将是为整个86路综合管廊工程提供源源不断的能量,保障项目正常运作的前提与基础”。
  西南市政院严格遵行了现行的国家标准《供配电系统设计规范》GB50052 -2009规定,将工程内的消防设备、监控与报警设备、应急照明设备都设为了二级负荷供电;天然气管道舱的监控与报警设备,管道紧急切换阀,事故风机也按二级A荷供电,其余用电设备则按三级负荷供电。
  综合管廊的沿线设置了n个变电站,共申请两回路10kV市政电源引至1号变配电站,各变电站间均采用单侧双回路树干式供电,供电变压器亦采用两台,在电力变压器故障或电力线路常见故障时不会中断供电,或中断后能迅速恢复。两回路电源要求同时工作,当一路电源发生故障时,由另一路电源带全部负荷运行,两路电源负荷保证率均要求100%,各变配电站均为综合管廊内部自建地下式变配电站。
  在兴隆86路综合管廊范围内,西南市政院一共设置了4座地下式变配电站。该变配电站负责本路段26个防火分区及兴隆路95路6个防火分区的配电,各变配电站内设两台200kVA变压器,其供电半径不大于800米。
  供配电系统 ▼
  综合管廊1号变配电站是由城市电网就近引接两回路10kV电源,并采用单侧供电双回路树干式接线方式为其他变配电站供电,每座变配电站分别设置2台10/0,4kV干式变压器。各变配电站低压侧均采用单母线分段结线,中间设母联开关,二台变压器同时供电,分列运行。
  综合管廊内的消防设备、监控与报警设备以天然气管道舱的监控与报报警设备、管道紧急切换阀,事故风机均采用双电源供电,并在供电末端进行双电源自动切换。
  为了便于供电管理和消防时的联动控制,西南市政院以防火分区作为配电单元,各变配电站的配电系统均采用放射式配电,其线路末端电压损失将控制在5%以内。
  动力设备配电与控制 ▼
  西南市政院在管廊斜防火分区内设置了1台动力电源配电柜,其电源由本供电范围内的变配电站低压侧主配电柜放射式提供,负责管辖范围内各舱室用电负荷的配电。同时,在管廊每个防火分区内设置了1台一般照明配电箱、1台应急照明配电箱,检修插座电源箱(每舱4只)、 排水泵就地电控箱(每舱1或2只)、1台送风机就地电控箱(一控多),1台排风机就地电控箱(一控多)及1台 监控与报警系统双电源自动切换箱,其电源分别由该防火分区动力电源配电柜n+1 (n为单数)或n-1 (n为双数) 区动力电源配电柜(仅为消防设备、监控与报警设备及天然气管道舱的管道紧急切换阀、事故风机等需在配电末端要求提供双电源的)放射式或树干式提供。
  在管廊每个舱室内,设置了交流220V/380V带剩余电流动作保护装置的检修插座电源箱,插座电源箱沿线间距为50m,检修插座容量为15kW。天然气管道舱内的检修插座要满足防爆要求,在检修工况且舱内泄漏气体浓度低于爆炸下限值的20%时,才允许向插座电源回路供电或自动切断供电。
  综合管廊内的通风机全部采用手动/自动控制相结合的方式。手动控制包括控制箱箱面按钮及设于该区间内各出入口的按钮盒控制,便于人员进出时开停风机,确保空气畅通;自动控制通过自动化系统PLC控制,以自动调节管廊内的空气质量和温湿度。当火灾时,排(送)风机由火灾自动报警系统联动采用硬接线的形式强制停机。
  综合管廊内的排水泵全部采用现场就地手动/液位自动控制。可完成高液位开泵,低液位停泵,超高液位报警并启动所有排水泵等控制功能。排水泵的状态、液位状态通过硬接线的方式上传至自动化系统PLC。
  电气设备的选型 ▼
  电气设备的选型是综合管廊建设的重中之重,它关系到整个项目运转的成败,应从经济性、可靠性和节能性上综合考量。
  ➤ 10kV高压开关柜:采用可扩展模块组合式金属封闭开关环网柜,开关柜采用高性价比的负荷开关,使其运行可靠性得到充分保证的同时,性能价格比得到显著提高。
  ➤ 变压器:采用干式变压器,具备体积小、机械性能好、不龟裂、阻燃自熄、免维护、抗突发短路能力强、 散热效果好、低嗓音、低损耗等特点。另外,为了使变压器容量在三相负荷不平衡情况下得以充分利用,并能有利于抑制三次谐波电流,西南市政院对变压器高、低压绕组选用了D,yn11的联结方式。
  ➤ 低压配电柜:采用组合式固定分隔柜,具备通风性能良好,功能分隔明确,标准化程度高,应用范围广等特点。即可用做配电, 也可用做马达控制中心;抽屉与固定分隔可混装,便于操作和维护,调整隔室模数灵活快捷,极大的提升了运营效率。
  综合管廊内所有电气设备防护等级均要适应地下环境使用要求,采取防水防潮防尘措施,防护等级不低于IP65,并采用不锈钢材质;天然气管道舱内的电气设备要按照现行国家标准《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB50058 -2014有关爆炸性气体环境2区的防爆规定来进行选择。
  电气抗震设计 ▼
  由于该工程位于抗震设防烈度为7度的成都地区,所以在建筑附属机电设备的安装及其与结构主体的连接部分都需要进行抗震设计,也是这一项目的一大特色,具体有如下的一些要求:
  ➤ 变压器的安装:安装就位后应焊接牢固,内部线圈应牢固固定在变压器外売内的支承结构上;变压器的支承面宜适当加宽,并设置防止其移动和倾倒的限位器;应对接入和接出的柔性导体留有位移的空间。
  ➤ 电力电容器的安装:电力电容器应固定在支架上,其引线宜采用软导体。当采用硬母线连接时,应装设伸缩节装置。
  ➤ 配电箱(柜)、通信设备的安装:配电箱(柜)、通信设备的安装螺栓或焊接强度应满足抗震要求;靠墙安装的配电柜、通信设备机柜底部安装应牢固。当底部安装螺栓或焊接强度不够时,应将顶部与墙壁进行连接;
  当配电柜、通信设备柜等非靠墙落地安装时,根部应采用金属膨胀螺栓或焊接的固定方式;
  壁式安装的配电箱与墙壁之间应采用金属膨胀螺栓连接;
  配电箱、通信设备机柜内的元器件应考虑与支承结构间的相互作用,元器件之间采用软连接,接线处应做防震处理,配电箱面上的仪表应与柜体组装牢固。
  ➤ 灯具的安装:安装在吊顶上的灯具,应考虑地震时吊顶与楼板的相对位移。
  ➤ 电气管路的敷设:当线路采用金属导管,刚性塑料导管、电缆梯架或电缆槽盒敷设时,应使用刚性托架或支架固定,不宜使用吊架。当必须使用吊架时,应安装横向防晃吊架;
  当金属导管,刚性塑料导管,电缆梯架或电缆 槽盒穿越防火分区时,其缝隙应采用柔性防火封堵材料封堵,并应在贯穿部位附件设置抗震支撑;金属导管、刚性塑料导管的直线段部每隔30m应设置伸缩节;
  配电装置至用电设备间连线当采用金属导管、刚性塑料导管敷设时,进口处应转为挠性线管过渡;当采用电缆梯架或电缆槽盒敷设时,进口处应转为挠性线管过渡;
  在电缠桥架、电缆槽盒内敷设的缆线在引进、引出和转弯处,要在长度上预留余量。