城镇综合管廊供配电系统的优化方案

城镇综合管廊供配电系统的优化方案

李巨辉

单位名称:茂名化州供电局广东省化州市525100

摘要：随着社会的发展，我国的城市化建设的发展也突飞猛进。由于城市发展需要，很多埋入地下的管线需要增减、维修或重新敷设，这就需要将道路重新破开，会使有限的道路空间变得更加狭小，对交通和居民出行造成较大的影响和干扰。综合管廊工程有助于消除“拉链路”、保障交通通畅，可收纳多种不同市政管线（给水管道、热力管道、再生水管道、电力电信电缆、燃气管道等）；采用综合管廊后，所有的管线扩容、维修及维护改造将在管廊内进行，对路面没有任何影响；采用综合管廊，可以开发利用城市地下空间、保证城市地下管线安全运营、节约宝贵的土地资源。综合管廊作为城市道路地下空间开发利用的重要部分，在保障城市供应、克服城市规划与市政管线发展变化之间的矛盾、提升城市品位的前提下，对有效集约城市地下空间、促进城市的可持续发展有着非常大的作用，其建设对优化城市环境、合理利用城市地下空间具有重要意义。

关键词：城镇综合管廊；供配电系统；优化方案

引言

近年来，随着城市快速发展，地下管线建设规模不足、管理水平不高等问题凸显，一些城市相继发生大雨内涝、管线泄漏爆炸、路面塌陷等事件，严重影响了人民群众生命财产安全和城市运行秩序。综合管廊作为一种新型的城市市政基础设施，可以有效解决城市道路反复开挖、地下空间浪费、市政管线损坏等问题，保障地下管线的安全运行，提升城市整体环境。因此国家相继发布了一系列推动综合管廊建设的相关配套政策，同时分批批复了25个试点城市，全国越来越多的城市都在加快推进综合管廊规划、建设。

1供配电系统设计要点

供配电设计中，负荷分级及负荷计算为首要任务，综合管廊供电系统包含了很多附属设备，大致可分为：应急照明系统、健康设备及消防设备，此类设备属于二级负荷设备，均可采用二级负荷设备供电原则，其余的设备为三级负荷。供电电源及供电电压等级根据负荷分级选择；供电电压选择，应从用电容量、用电设备特性、供电距离、供电线路的回路数、用电单位的远景规划、当地公共电网现状和它的发展规划以及经济合理等因素考虑决定；供配电系统设计还应根据工程特点、规模和发展规划，做到远近期结合，在满足近期使用要求的同时，兼顾未来发展的需要；供配电系统设计应采用符合国家现行有关标准的高效节能、环保、安全、性能先进的电气产品。

2负荷计算

2.1负荷等级

综合管廊内用电负荷有:照明、风机、水泵、井盖、检修箱、管道电动阀、监控与报警设备、消防设备。GB50838—2015《城市综合管廊工程技术规范》第7．3．2条要求:消防设备、应急照明设备、监控与报警设备应按二级负荷供电;天然气管道舱的监控与报警设备、管道紧急切断阀、事故风机应按二级负荷供电，且宜采用两回线路供电;其他用电负荷为三级负荷。

2.2负荷计算

GB50838—2015《城市综合管廊工程技术规范》第7．3．3条要求:综合管廊应以防火分区作为配电单元，电力舱和燃气舱防火分区之间设置防火墙，其他未设置防火隔墙的舱室可根据电力或燃气舱的防火分区进行通风和配电分区划分。根据管廊内用电负荷特点，管廊建设前期用电负荷为检修箱和照明。在管廊投入运行后，常用负荷为风机、消防设备、监控与报警、应急照明，普通照明灯具可关闭。其他如水泵、检修、井盖负荷平时使用率很低。在投运后，消防、监控与报警、应急照明设备不间断运行，所以，在投运后影响计算负荷的主要设备为风机和普通照明。通风机需根据舱室内的含氧量、温湿度、有害气体浓度、设定的通风换气次数、人员进入要求运行。在管廊投运后，运维管理公司会制定相应的风机运行管理制度。为了节约用电，降低成本，管理公司会按分区轮流起动风机，尽量避免风机同时24h运行。所以，设计时应充分考虑运行管理的需要，优化风机起动数量，尽量降低风机计算负荷容量，以避免实际运行的变压器负载率偏低，减少前期变压器安装容量和基本电费。北方某地区综合管廊总长约8km，分有综合舱、电力舱、污水舱。沿线共设置6座分变配电站(为全地下形式)，各设置2台变压器(同时工作，互为备用)。开闭所设置在监控中心内，开闭所10kV出线采用树干式，其中1个出线连接3座分变配电站的3台变压器，变压器总容量为1115kVA。可以看出，在管廊运行前期设计计算负荷明显比实际使用负荷大，造成变压器负载率偏低。因此，提出管廊负荷计算需要系数和同时系数的参考值。

3优化措施分析

3.1高、低压系统设备选型

1）该工程供配电设备均安装在地下空间，在管廊旁设置专用变配电所和各分配电间，供配电设备应适应广东地区高温、高湿气候特征，设备选型应考虑高温、高湿、凝露及霉菌作用。各设备应选用湿热型低压电器（TH）。2）在主出入口变配电所内设置一处开关站，内设2套10kV中压环网式开关柜，10kV中压开关柜采用具有5防功能的SF6全绝缘环网柜，开关柜内所有高压带电部分全部密封在充低压SF6气箱内，不受污秽、潮湿、盐雾等环境及小动物的影响。3）由于主变压器放置在管廊内，工况环境较差，该次设计采用非晶合金地下式专用变压器，防护等级达到IP68。设备应符合JB/T10544—2006《地下式变压器》的要求。4）0.4kV低压配电柜采用非标开关柜，考虑地下环境的使用要求，采用防水防潮措施，外壳防护等级为IP54。5）配电箱（柜）选用防潮、防霉和适合湿热环境使用的电气产品，所有配电箱（柜）设置温湿度控制器，有效防止因高温、低温造成的设备故障以及受潮或结露引起的爬电、闪络事故的发生。

3.2未端低压配电箱设计

1）工程综合管廊以防火区间作为基本配电单元。2）综合管廊每个防火分区的设备夹层均设1台非消防负荷配电柜，负责区间内非消防负荷的配电，采用单电源进线，放射式供电。各配电柜均设剩余电流监测装置，防止电气火灾危险。3）综合管廊每个防火分区的设备夹层设1台消防及重要负荷配电箱，负责区间内消防及重要负荷的配电。采用双电源放射式进线，通过ATS自动切换。4）综合管廊配电区间消防负荷配电箱和非消防负荷配电箱设置在区间非天然气舱投料口、通风口中或人员出入口的夹层中。

3.3动照分开方案

动照合用方案是将综合管廊防火分区内的动力负荷和照明负荷分开配电。综合管廊每一个防火分区或两个防火分区的配电间设一台照明总配电柜和一台动力三级负荷总配电柜，负责区间内三级负荷的配电。照明、动力三级负荷总配电柜一般采用链式或树干式供电。同时在综合管廊每一个防火分区或两个防火分区的配电间，设一台消防应急照明配电柜，负责区间内应急照明负荷配电；设一台消防负荷和二级负荷合用的动力总配电柜，负责区间内消防负荷和二级负荷的配电，总配电柜一般采用双电源链式或树干式供电。鉴于消防负荷的重要性，也有分设消防负荷动力总配电柜和二级负荷总配电柜的做法。动照分开方案缺点是低压馈线回路较多，占用管廊自用支架较多，馈电电缆截面较小，工程造价相对较高。优点是动力负荷与照明负荷分开，供电质量较高，供电可靠性较好。

结语

通过列举目前综合管廊高低压供配电采取的主要型式，并对每种型式进行优劣分析；并结合武汉光谷中心城综合管廊实例，对综合管廊的供配电方式提出优化建议，供类似管廊项目的设计参考。

参考文献

［1］石晓敏．综合管廊供配电系统的设计［J］．规划与设计，2018（9）：80-81.

［2］中国建筑标准设计研究院.17GL602综合管廊供配电及照明系统设计与施工［M］.北京：中国计划出版社，2017.

［3］上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司.GB50838-2015城市综合管廊工程技术规范［S］.北京：中国计划出版社，2015.