深圳市地铁14号线共建管廊供配电系统设计

高 三 阳

(深圳市市政设计研究院有限公司, 广东 深圳 518029)

0 引 言

深圳市地铁14号线共建管廊是连接福田区、龙岗区、坪山新区的城市大动脉,是地铁14号线的动力保障,为沿线各区的居民提供可靠的电力、燃气和生活用水。

1 工程概况

14号线共建管廊工程项目入廊管线包括电力、通信、给水、再生水、直饮水(预留)及天然气管道,综合管廊舱室断面为3舱室结构,综合管廊主廊总长约为43 km,坪山区明挖段约为15.3 km。

2 10/0.4 kV变配电系统

2.1 箱变供电系统

14号线共建管廊为3舱室结构,分别为燃气舱、综合舱、电力舱。管廊标准横断面如图1所示。

图1 管廊标准横断面

综合管廊各舱室采用室外箱式变电站供电,属长距离供电,综合考虑道路照明的箱式变电站的供电半径,管廊采用约800 m的供电半径。管廊约200m设置一个防火分区,1座箱式变电站(含2台630 kVA变压器)供8个防火分区,总长约为1.6 km(本文仅以8个防火分区,一个箱式变电站供电范围作为标准供电区间)。管廊防火分区示意图如图2所示,包含8个防火分区和管廊进料口、进风亭、排风亭、箱式变电站位置,每个防火分区(分燃气舱、综合舱、电力舱3个舱室)长约为200 m。

图2 管廊防火分区示意图

该工程以两个防火分区(约400 m)作为一个供电区间,供电区间内的用电负荷包括燃气舱排风机2台、燃气舱送风机2台、综合仓排风机2台(自然进风)、电力排风机1台(自然进风)、应急照明、普通照明、潜污泵、检修插座箱及监控系统设备等,所有风机均设置在400 m供电区间两端的排风亭和送风亭内,潜污泵设置在区间两端舱室内,供电区间的总配电箱、分配电箱、控制箱及监控设备均设置在供电区间的中间综合舱进料口夹层内。

在管廊负荷中心(一般是8个供电防火分区中间)设置1座箱式变电站(含2台630 kVA变压器)。箱式变电站供电防火分区如表1所示。

表1 箱式变电站供电防火分区

2.2 负荷分类及容量

负荷分类如表2所示。

表2 负荷分类

负荷容量如表3所示。

表3 负荷容量

防火分区1总箱AP1负荷容量等于防火分区1的二级、三级负荷容量和防火分区2二级负荷容量之和,即PAP1=(3+16+15) kW+(3+49+15) kW+(3+16+15) kW=135 kW;同理,防火分区2总箱AP2负荷容量PAP2=180 kW。

管廊内所有设备均启动时,1#、2#变压器需承载有功负荷容量均为Pjs=2×[(3+16+15) kW+(3+49+15) kW+(3+16+15) kW+(3+94+15) kW]=494 kW。选择的1#、2#变压器容量均为630 kVA。

2.3 供电电源及高压配电系统

根据用电负荷性质,箱式变电站设计采用二路独立10 kV电源的环网供电方式。箱式变电站高低压配电干线系统示意图如图3所示。

图3 箱式变电站高低压配电干线系统示意图

箱式变电站供电范围为8个燃气舱防火分区、8个综合舱防火分区及8个电力舱防火分区,供电半径约为800 m,每座箱式变电站设有2台带外壳的干式变压器,低压侧采用单母线分段接线方式,两路电源同时供电,互为备用。

综合考虑管廊内的二级负荷需双电源供电,并且尽量减少箱式变电站低压出线回路进入每

一个防火分区的回路数量,减少工程投资(满足经济性要求),2座箱式变电站采用交叉分区供电方式为管廊内防火分区供电。每台变压器只允许同时给1座15 kW的检修插座供电。

箱式变电站高压系统如图4所示。箱式变电站高压部分采用(负荷开关柜+负荷开关柜+计量柜+负荷开关熔断器出线柜)一路高压进线和两路高压出线的环网方式供电,两路10 kV电源均引自市政电源。所有进出线柜负荷开关均是630 A负荷开关,高压熔断器可参照文献[1]第391页表5.7-2,选择12 kV/63 A高压交流熔断器。

图4 箱式变电站高压系统

3 管廊内低压配电系统

1#变压器至防火分区箱式变电站低压系统如图5所示。

箱式变电站低压进线开关采用1 000 A的万能式断路器,其分断能力和短时耐受能力均满足线路使用要求;采用低压无功补偿的方式,补偿容量为200 kVA(10步投切)。4路低压出线分别为管廊内相应防火分区供电。

管廊内低压配电干线示意图如图6所示。

每个防火分区内的应急照明配电箱和消防动力配电箱均采用双回路供电,备用电源均取自相邻防火分区总配电箱。例如防火分区1的应急照明配电箱的备用回路取自防火分区2总配电箱,防火分区2的应急照明配电箱备用回路取

图6 管廊内低压配电干线示意图

自防火分区1总配电箱。

AP1总配电箱系统图如图7所示。

AP2总配电箱系统图如图8所示。

图7 AP1总配电箱系统图

图8 AP2总配电箱系统图

(1) 管廊内低压配电采用交流220/380 V系统,系统接地形式采用TN-S系统,并尽量使三相负荷平衡。

(2) 检修插座箱设置剩余电流动作保护装置。

(3) 管廊内部设备的配电尽量从总箱出线,减少设备的配电级数,增强设备配电的可靠性。末端风机、水泵、检修插座箱、监控设备、照明负荷等配电不再详述。

4 结 语

深圳市地铁14号线共建管廊工程10/0.4 kV供配电系统在保证系统的安全、可靠运行的情况下,尽量降低工程投资,使工程更具经济性。