综合管廊供配电系统设计

马飞

摘要：综合管廊作为城市的生命线，是支撑城市运转和持续发展的重要基础设施，供配电系统作为管廊工程的一个重要附属设施，直接关系到管廊安全和正常运营。本文将对综合管廊供配电系统设计进行分析，以供参考。

关键词：综合管廊;供配电系统;设计分析

供电与照明系统

1.1.1设计分界和范围

以分变电所10kV进线电缆电缆头为界，综合管网（廊）自用负荷一侧的供配电系统设计为本次设计范围。10kV电源进线电缆及上级系统一侧属控制中心范围。

本专业的主要设计内容为XX路段综合管网（廊）的供配电系统、照明系统、电气控制系统和接地系统的设计。

1.1.2负荷等级及电源

根据综合管网（廊）负荷运行的安全要求，监控设备、消防设备、应急照明、天然气舱风机为二级负荷;一般照明、一般舱（非天然气舱）风机、排水泵、检修插座箱等为三级负荷。

电源：每个分变电所由控制中心提供两路10kV电源供电，电源运行方式为两常用。

1.1.3EA1路综合管网总体布局

根据总体布局，将防火分区长度范围内若干并排的防火分区作为一个配电单元，每个配电单元设置一个设备口（结合通风口），各道路管网（廊）分区如下：本次设计范围路段共设10个配电单元（7个为四舱，3个为五舱） 。

1.1.4变配电系统设计

根据综合管网（廊）各相邻配电单元负荷类型、容量、数量、受电位置基本相同，且具有沿线分布、比较均匀的特点，并结合 0.4kV电压等级最大允许的电压降、以确保电能质量的要求，设置各管网（廊）变配电所（结合通风口）。在XX路管网（廊）沿线均匀设置4个10/0.4KV分变电所，以各分变电所为中心，将综合管网（廊）划分为管网（廊）沿线4处，共计4个供电区域。

（1）变电所

在每个分变电所内均设置2台变压器，分变电所内变压器容量均为250 kVA。2台变压器的电源分别取自控制中心10KV开关柜不同母线。每台变压器高压侧设置一套10kV环网柜，用于10kV线路的环入环出;每台变压器低压侧设3台配电柜，一台为进线补偿柜，一台为重要负荷配电柜，一台为普通负荷配电柜，每个分变电所内共设置6台低压配电柜。普通负荷配电柜采用分区树干式为各配电单元的普通负荷柜配电，两台重要负荷配电柜均采用分区双回路树干式的接线结构为各配电单元的消防等重要负荷柜配电，树干式配电回路采用预分支电缆配电。

（2）综合管网（廊）配电单元的配电

管网（廊）每个配电单元内内设一套普通负荷配电柜，配电柜为单电源进线，负责配电单元内三级负荷的配电。

管网（廊）每个配电单元内内设一套重要负荷配电柜，配电柜为两路电源进线，两路电源进柜后自切供电负责配电单元内二级负荷的配电。

管网（廊）每个配电单元内设一组消防应急照明集中电源箱，电源箱为单电源进线，电源引自该配电单元的重要负荷配电柜，负责火灾应急照明及疏散指示的供电及控制、巡检、故障上传、报警显示。

（4）电气保护

低压配电回路以空气断路器或熔断器作短路保护，电机回路采用电机保护器或热继电器保护元件作过载保护。所有设备的电动机均采用直接起动方式。

各变电所0.4kV侧进线、主要馈电回路开关和各防火分区、控制中心的配电柜的进线开关状态、系统电量等信号的上传自动化系统，供监控系统遥测、遥信。

（5）无功功率补偿

综合管网（廊）照明灯具采用LED型灯，以提高功率因数。在每座变电所0.4kV侧采用电力电容器集中自动补偿，使10kV总进线侧功率因数控制在0.90以上。

（6）防雷与接地

综合管网（廊）为地下构筑物，无需设置防直接雷击措施，配电系统中设置避雷器、浪涌保护器等防雷电感应过电压保护装置。

（7）计量

每处变电所0.4kV进线、重要的出线、各电气配电单元配电柜的总进线回路均设置智能仪表，采集電量数据。

1.1.5动力设备的配电和控制

1）一般风机：管网（廊）内一般通风机的配电和控制回路设于各配电单元的普通负荷配电柜内，现场设电源隔离检修负荷开关，设柜上/远方控制。远方即可通过设于该配电单元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;还可以通过自动化系统控制，以自动调节管网（廊）内的空气质量和温湿度。当火灾时，排风机由火灾联动系统采用干接点的形式强制停机。一般一个通风区间的送、排风机分属两个相邻的配电单元，送、排风机采用统一开停控制。

2）排水泵：排水泵的配电和控制回路设于现场控制箱内，设箱上/远方控制。远方控制采用由现场静压式液位仪信号经由自动化系统控制的方式。排水泵的状态上传自动化系统。

3）天然气舱事故风机：天然气舱事故风机的配电和控制回路设于各配电单元的重要负荷配电柜内，现场设电源隔离检修负荷开关。风机设柜上/远方控制。

4）插座箱：在综合管网（廊）沿线每50米左右设置一只工业插座箱，作施工安装、维修等临时接电之用，检修插座箱采用链式供电。

综合管网（廊）内设一般照明、非消防应急照明和消防应急照明，其中非消防应急照明兼做一般照明。管网（廊）普通段照度15lx，最低照度5lx，人孔、投料口及防火分区门等处局部照度提高到100lx。

1）一般照明及非消防应急照明：管网（廊）内的照明配电和控制回路设于各配电单元的配电柜内，一般照明由普通负荷配电柜配电控制，非火灾应急照明由重要负荷配电柜配电控制。设柜上/远方控制，在远方控制时，可通过设于该配电单元各出入口的按钮盒控制，便于人员进出时开关灯;也可通过自动化系统控制，以便于远方监视。一般照明和非消防应急照明灯具光源以LED型荧光灯为主，综合管网（廊）内照明灯具防护等级采用IP65，I类绝缘结构，设专用PE线保护。

2）消防应急照明及疏散指示：消防应急照明和疏散指示系统采用集中电源集中控制型系统。消防应急照明灯采用LED光源A型消防应急照明灯和A型消防疏散指示灯，工作电压为安全电压。

1.1.6综合管网的接地

综合管网（廊）为地下构筑物，无需设置防直接雷击措施。地面以上建构筑物按规范要求设置防直击雷保护。

管网（廊）内工作接地、保护接地和自控设备接地共用接地装置，接地电阻不大于1Ω。综合管网（廊）接地网还应与各变电所接地系统可靠连接，组成分布式大接地系统，并满足电力公司高电压电缆接地阻值要求。

低压系统采用TN-S制。管网（廊）内设置等电位联结，管网（廊）内电气设备外壳、支架、桥架、穿线钢管、建筑钢筋均应与接地干线妥善连接。配电系统分级设置电涌保护器，保护人员及弱电设备的安全。天然气舱除等电位连接另需设置防静电接地。

1.1.7电缆敷设与防火

综合管网（廊）穿越防火分区的主干重要负荷柜馈线电缆采用阻燃耐火电缆，其他火灾时需要继续运行的设备电源电缆采用阻燃耐火电缆或者防火电缆，其余电缆均采用阻燃电缆。综合管网（廊）内自用电缆沿专用电缆桥架敷设，桥架涂防火漆，跨越防火分区时设防火封堵。耐火电缆、电信出桥架穿钢管保护明敷，并涂防火漆。

在天然气舱敷设的电缆不应有中间接头，并按现行国家标准《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB50058规定的2区要求作防爆隔离密封处理。

1.1.8电气设备选择

设备选择原则：技术先进、安全可靠、节能环保、价格合理。天然气舱内的电气设备均采用隔爆型，满足爆炸性气体环境2区的要求，外壳带防爆标识。

10kV开关柜：空气（气体）绝缘金属封闭开关设备。

10/0.4kV配电变压器：采用13系列高效低损耗型环氧树脂真空浇注干式变压器，无载调压。联接组为D-yn11。

低压配電柜和控制箱：安全型固定柜盘，柜（箱）体不锈钢，防护等级不低于IP54。

插座箱：高强度箱体，防水防潮防撞击，配工业防水插座。

结语：综上所述，综合管廊供配电系统设计必须符合相应的国家及行业标准要求，所涉及到的消防产品、供电产品还必须具有入网许可证。管廊内电气设备的防护等级一定要符合地下环境的使用标准要求，并做好必要的防水防潮措施。值得一提的是，综合管廊燃气管道舱输送可燃气体，较易发生火灾，电力电力电缆也较容易发生火灾，合理的设计管廊供配电系统应作为其首要设计原则。

参考文献：

[1]田雪，吕东，雷栋.基于某综合管廊项目的供配电系统设计与分析[J].电气技术与经济，2020（Z1）：25-27.

[2]单秉仁.综合管廊供配电系统设计优化分析[J].建筑电气，2019，38（06）：29-35.