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城市地下綜合管廊的電氣設(shè)計(jì)及產(chǎn)品選型方案

更新時(shí)間：2023-02-27

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摘要:綜合管廊在我國(guó)有“共同溝、綜合管溝、共同管道”等多種稱謂，在歐美等稱為“UrbanMunicipalTunnel”。城市綜合管廊是在城市道路下面建設(shè)，將電力、電信、供水、燃?xì)?、熱力等管線集中在一起，實(shí)行“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一管理”，以做到地下空間的綜合利用和資源共享。本文以北方某城市為例，闡述綜合管廊電氣設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞:綜合管廊；電氣設(shè)計(jì)

一、工程概況

北方某城市地鐵2#線沿線地下綜合管廊建設(shè)工程，全長(zhǎng)10.69km，分為綜合艙、熱力艙、電力艙，防火分區(qū)按180m設(shè)防。

二、負(fù)荷等級(jí)

根據(jù)綜合管廊運(yùn)行的安全要求和負(fù)荷性質(zhì)，管廊供電整體按照二級(jí)負(fù)荷考慮。綜合管廊內(nèi)附屬監(jiān)控設(shè)備、液壓井蓋、電力艙排煙風(fēng)機(jī)、應(yīng)急照明宜按二級(jí)負(fù)荷供電；正常照明、排水泵、送風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)、檢修插座箱等其余用電設(shè)備可按三級(jí)負(fù)荷供電。

三、供電電源

綜合管廊附屬用電設(shè)備具有負(fù)荷容量相對(duì)較小而數(shù)量眾多、在管廊沿線呈帶狀分布特點(diǎn)。管廊與地鐵2號(hào)線平行分布在道路兩側(cè)，地鐵二號(hào)線一期工程與管廊相關(guān)的地鐵站為9座，每個(gè)車(chē)站均設(shè)有35/0.4kV車(chē)站降壓變電所，降壓變電所為單母線分段接線型式（地鐵工程電力專業(yè)已設(shè)）。管廊以6～8個(gè)防火分區(qū)為一個(gè)供電區(qū)間，每一供電區(qū)間設(shè)一座分供電所，分供電所設(shè)于管廊各供電區(qū)間的中間位置；依次相鄰兩防火分區(qū)設(shè)一配電所，每個(gè)防火分區(qū)設(shè)1臺(tái)消防負(fù)荷動(dòng)力配電柜和非消防負(fù)荷動(dòng)力配電柜（包括同一防火分區(qū)多個(gè)艙室）。為此，管廊分供電所兩路電源引自相應(yīng)地鐵站降壓變電所不同母線側(cè)，分供電所以樹(shù)干式的供電方式負(fù)責(zé)向兩側(cè)管廊各配電所供電。管廊供電示意圖如右圖所示（FP為非消防負(fù)荷動(dòng)力配電柜、XP為消防負(fù)荷動(dòng)力配電柜，n=4、6、8）。

四、供配電系統(tǒng)構(gòu)成

綜合管廊供電系統(tǒng)由兩大部分組成，一部分為外部電源，即地鐵站0.4kV低壓配電系統(tǒng)；另一部分為綜合管廊內(nèi)部供電系統(tǒng)，即管廊內(nèi)部的供電系統(tǒng)。

本工程采用0.4kV分散供電方式，故本工程供電系統(tǒng)由地鐵站降壓變電所、分供電所、配電所、管廊各防火分區(qū)用電設(shè)備等組成。

綜合管廊供電系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著管廊運(yùn)行所需電能的供應(yīng)，是管廊安全、可靠運(yùn)行的重要保證。

綜合管廊用電負(fù)荷按其用途的不同可分為兩類，一類是二級(jí)負(fù)荷，即消防負(fù)荷，包括應(yīng)急照明負(fù)荷、排風(fēng)機(jī)、監(jiān)控與設(shè)備；另一類是三級(jí)負(fù)荷，即非消防負(fù)荷，包括普通照明負(fù)荷、檢修插座負(fù)荷、排水泵負(fù)荷等。

在上述兩大類的用電負(fù)荷中，既有二級(jí)負(fù)荷又有三級(jí)負(fù)荷，綜合管廊供電系統(tǒng)就是要滿足這些不同級(jí)的負(fù)荷不同需求，以使其發(fā)揮各自的功能與作用，保證管廊安全、可靠地運(yùn)行。

五、主接線形式

地鐵站車(chē)站降壓變電所0.4kV側(cè)為單母線分段接線（地鐵工程已設(shè)）。管廊內(nèi)分供電所采用單母線分段接線，正常運(yùn)行時(shí)兩進(jìn)線電源同時(shí)運(yùn)行（地鐵站降壓變電所兩電源同時(shí)運(yùn)行），母線聯(lián)絡(luò)斷路器處于分閘位置，當(dāng)一路電源停電及檢修時(shí)，其中一路電源應(yīng)能擔(dān)負(fù)全部的用電負(fù)荷。兩進(jìn)線斷路器及母線聯(lián)絡(luò)斷路器形成三合二電氣聯(lián)鎖及機(jī)械連鎖。

配電所消防負(fù)荷動(dòng)力配電柜和非消防負(fù)荷動(dòng)力配電柜采用單母線不分段接線型式。

六、無(wú)功補(bǔ)償及計(jì)量

每個(gè)分供電所電源進(jìn)線側(cè)采用就地集中補(bǔ)償方式，使得功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.95以上，電容器投切方式采用分組自動(dòng)投切，三相自動(dòng)平衡。

每個(gè)分供電所電源進(jìn)線側(cè)設(shè)電能計(jì)量測(cè)量裝置，便于管廊內(nèi)部管理核算及供電局計(jì)量。

七、照明系統(tǒng)

1.安全疏散

綜合管廊內(nèi)設(shè)正常照明和應(yīng)急照明。

（1）照明燈具在管廊內(nèi)頂部吸頂安裝，管廊內(nèi)人行道上正常照明平均照度不應(yīng)小于15lx，照度不應(yīng)低于5lx。在出入口和設(shè)備操作處照度值可提高到100lx，分供電所、配電所照度不低于200lx，監(jiān)控站照度不低于300lx。

（2）應(yīng)急照明采用智能應(yīng)急照明與疏散照明控制系統(tǒng)，應(yīng)急照明照度不低于5lx，應(yīng)急電源持續(xù)供電時(shí)間不應(yīng)小于60min。人員出入口、緊急逃生口、各防火分區(qū)防火門(mén)上方應(yīng)設(shè)置安全出口標(biāo)志燈，疏散指示燈設(shè)置在距地坪高度1.0m以下，間距不應(yīng)大于20m。

（3）管廊內(nèi)燈具應(yīng)為防觸電保護(hù)等級(jí)Ⅰ類設(shè)備，能觸及的可導(dǎo)電部分應(yīng)與固定線路中的保護(hù)(PE)線可靠連接。燈具應(yīng)采用防潮防水措施，防護(hù)等級(jí)不低于IP54。燈具應(yīng)采用節(jié)能型光源。

八、電線電纜的選擇及敷設(shè)

管廊內(nèi)供電電纜采用預(yù)分支電纜。非消防電纜采用阻燃電纜，消防電纜采用不燃電纜或耐火電纜。管廊內(nèi)自用電纜敷設(shè)以電纜橋架為主，電纜橋架采用無(wú)孔槽盒式橋架。電纜出電纜橋架后穿鋼管敷設(shè)，暗敷設(shè)時(shí)沿管廊墻壁、頂板敷設(shè)，保護(hù)層厚度不宜小于30mm；明敷設(shè)時(shí)，穿線鋼管應(yīng)涂防火材料。

九、防雷

本工程全在地下，地下部分不設(shè)直擊雷防護(hù)措施，在配電系統(tǒng)中設(shè)置防雷電感應(yīng)過(guò)電壓保護(hù)裝置，并在管廊內(nèi)設(shè)等電位聯(lián)結(jié)系統(tǒng)。

十、接地

綜合管廊結(jié)構(gòu)內(nèi)鋼筋網(wǎng)可靠連接，形成可靠自然接地體。綜合管溝內(nèi)所有電纜支架、金屬構(gòu)件、電纜金屬套、金屬管道以及電氣設(shè)備金屬外殼均經(jīng)接地線與主接地網(wǎng)、結(jié)構(gòu)內(nèi)鋼筋相互連接，并做等電位連接。管廊內(nèi)的接地線形成環(huán)形接地網(wǎng)。接地線采用40×5mm的熱鍍鋅扁鋼。綜合管廊內(nèi)電氣工作接地、保護(hù)接地、監(jiān)控與系統(tǒng)弱電接地共用接地系統(tǒng)，綜合接地電阻不大于1Ω。當(dāng)實(shí)測(cè)接地電阻不滿足要求時(shí)，利用管廊外壁預(yù)埋接地聯(lián)結(jié)板(每100m設(shè)置一塊）增設(shè)人工接地極。

十一、AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺(tái)

1.平臺(tái)概述

AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺(tái)集電力監(jiān)控、能源管理、電氣安全、照明控制、環(huán)境監(jiān)測(cè)于一體，為建立可靠、安全、高效的綜合管廊管理體系提供數(shù)據(jù)支持，從數(shù)據(jù)采集、通信網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)架構(gòu)、聯(lián)動(dòng)控制和綜合數(shù)據(jù)服務(wù)等方面的設(shè)計(jì)，解決了綜合管廊在管理過(guò)程中存在內(nèi)部干擾性強(qiáng)、使用單位多及協(xié)調(diào)復(fù)雜的根本問(wèn)題，大大提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和可管理性，提升了管廊基礎(chǔ)設(shè)施、環(huán)境和設(shè)備的使用和恢復(fù)效率。

2.平臺(tái)組成

安科瑞城市地下綜合管廊能效管理系統(tǒng)是一個(gè)深度集成的自動(dòng)化平臺(tái)，它集成了10KV/O.4KV變電站電力監(jiān)控系統(tǒng)、變電所環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、智能馬達(dá)監(jiān)控系統(tǒng)、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、消防設(shè)備電源系統(tǒng)、防火門(mén)監(jiān)控系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)。用戶可通過(guò)瀏覽器、手機(jī)APP獲取數(shù)據(jù)，通過(guò)一個(gè)平臺(tái)即可全局、整體的對(duì)管廊用電和用電安全進(jìn)行進(jìn)行集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度，同時(shí)滿足管廊用電可靠、安全、穩(wěn)定、高效、有序的要求。

3.平臺(tái)拓?fù)鋱D

4.平臺(tái)子系統(tǒng)

4.1電力監(jiān)控

電力監(jiān)控主要針對(duì)10/0.4kV地面或地下變電所，對(duì)變電所高壓回路配置微機(jī)保護(hù)裝置及多功能儀表進(jìn)行保護(hù)和監(jiān)控，對(duì)0.4kV出線配置多功能計(jì)量?jī)x表，用于測(cè)控出線回路電氣參數(shù)和用能情況，可實(shí)時(shí)監(jiān)控高低壓供配電系統(tǒng)開(kāi)關(guān)柜、變壓器微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置、發(fā)電機(jī)控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測(cè)、遙調(diào)、事故及記錄等。

4.2環(huán)境監(jiān)測(cè)

環(huán)境監(jiān)測(cè)包括溫濕度、煙感溫感、積水浸水、可燃?xì)怏w濃度、門(mén)禁、視頻、空調(diào)、消防數(shù)據(jù)的采集、展示和預(yù)警，同時(shí)也可接入管廊艙室內(nèi)的水泵和通風(fēng)排煙風(fēng)機(jī)等設(shè)備集成的第三方系統(tǒng)完成管廊環(huán)境綜合監(jiān)控。

4.3馬達(dá)監(jiān)控

馬達(dá)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)對(duì)管廊電機(jī)的保護(hù)、遙測(cè)、遙信、遙控功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)過(guò)載、短路、缺相、漏電等異常情況的保護(hù)、監(jiān)測(cè)和。在需要的情況下可以設(shè)置聯(lián)動(dòng)控制。

4.4電氣安全

AcrelEMS-UT能效管理系統(tǒng)針對(duì)配電系統(tǒng)的電氣安全隱患配置相應(yīng)的電氣火災(zāi)傳感器、溫度傳感器，消防設(shè)備電源傳感器、防火門(mén)狀態(tài)傳感器，接入消防疏散照明以及指示燈具的狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示，并且對(duì)UPS的蓄電池溫度、內(nèi)阻進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，發(fā)生異常時(shí)通過(guò)聲光、短信、APP及時(shí)預(yù)警。

4.5智能照明控制

①　防火分區(qū)單獨(dú)控制，分區(qū)內(nèi)設(shè)置智能控制面板就地驅(qū)動(dòng)器；開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器連接消防系統(tǒng)，接收消防信息，強(qiáng)制打開(kāi)驅(qū)動(dòng)器回路。

②　廊內(nèi)上方安裝智能照明傳感器，使人員進(jìn)入管廊內(nèi)自動(dòng)開(kāi)啟燈具，在管廊內(nèi)停留燈具保持常亮，離開(kāi)后燈具關(guān)閉。

③　除了現(xiàn)場(chǎng)的控制方式外，還可用電腦端實(shí)現(xiàn)集中控制，實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控當(dāng)前區(qū)域的照明情況，必要時(shí)可遠(yuǎn)程控制該區(qū)域的照明。

④　考慮現(xiàn)場(chǎng)模塊分布較廣，距離過(guò)長(zhǎng)，除了現(xiàn)場(chǎng)的控制方式外，還可用電腦端實(shí)現(xiàn)集中控制，實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控當(dāng)前區(qū)域的照明情況，必要時(shí)可遠(yuǎn)程控制該區(qū)域的照明。

⑤　系統(tǒng)支持單控、區(qū)域控制、自動(dòng)控制、感應(yīng)控制、定時(shí)控制、場(chǎng)景控制、調(diào)光控制等多種控制方式，支持延時(shí)控制，避免同時(shí)亮燈負(fù)荷對(duì)配電系統(tǒng)造成沖擊。模塊不依賴系統(tǒng)，可獨(dú)立工作，每個(gè)模塊均自帶時(shí)間模塊，可根據(jù)經(jīng)緯度自動(dòng)識(shí)別日出日落時(shí)間實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功能。