城鎮綜合管廊供配電系統的優化方案

尉曉燕

【摘 ?要】現如今，隨著我國經濟的快速發展，城市化進程的加快，城市基礎設施建設也快速發展。由于傳統直埋管線占用地下空間較多，管線的敷設往往不能和道路的建設同步，造成道路頻繁反復開挖，一些直埋管線也頻繁出現安全事故。目前住房和城鄉建設部也在大力推廣建設綜合管廊，以擴大基建，消耗過剩產能。因此，目前我國一些主要的大中城市均開始大力新建城市地下綜合管廊工程。綜合管廊工程建設在我國還處于起步階段，為統一設計建造標準，住房和城鄉建設部于2015年6月1日頒布實施了新的國家標準GB50838—2015《城市綜合管廊工程技術規范》。現結合我院所做工程設計案例，簡要分析綜合管廊工程供配電系統設計要點。

【關鍵詞】城鎮;綜合管廊;供配電系統;優化方案

引言

綜合管廊作為城市道路地下空間開發利用的重要部分，在保障城市供應、克服城市規劃與市政管線發展變化之間的矛盾、提升城市品位的前提下，對有效集約城市地下空間、促進城市的可持續發展有著非常大的作用，其建設對優化城市環境、合理利用城市地下空間具有重要意義。綜合管廊是一種用以收納多種不同市政管線的專門地下管廊，入廊管線有給水管道、再生水管道、熱力管道、電力電纜、電信纜線和燃氣管道等。綜合管廊附屬工程包括：消防系統、排水系統、通風系統、供配電及照明系統、監控與報警系統、標識系統等。其中，供配電系統為管廊消防系統、排水系統、通風系統、照明系統、監控與報警系統等提供電力保障及控制接口，是管廊最主要的附屬工程。

1供配電系統設計要點

供配電設計中，負荷分級及負荷計算為首要任務，綜合管廊供電系統包含了很多附屬設備，大致可分為：應急照明系統、健康設備及消防設備，此類設備屬于二級負荷設備，均可采用二級負荷設備供電原則，其余的設備為三級負荷。供電電源及供電電壓等級根據負荷分級選擇;供電電壓選擇，應從用電容量、用電設備特性、供電距離、供電線路的回路數、用電單位的遠景規劃、當地公共電網現狀和它的發展規劃以及經濟合理等因素考慮決定;供配電系統設計還應根據工程特點、規模和發展規劃，做到遠近期結合，在滿足近期使用要求的同時，兼顧未來發展的需要;供配電系統設計應采用符合國家現行有關標準的高效節能、環保、安全、性能先進的電氣產品。

2城鎮綜合管廊供配電系統設計

2.1負荷等級

綜合管廊內用電負荷有：照明、風機、水泵、井蓋、檢修箱、管道電動閥、監控與報警設備、消防設備。GB50838—2015《城市綜合管廊工程技術規范》第7.3.2條要求：消防設備、應急照明設備、監控與報警設備應按二級負荷供電;天然氣管道艙的監控與報警設備、管道緊急切斷閥、事故風機應按二級負荷供電，且宜采用兩回線路供電;其他用電負荷為三級負荷。

2.2單側電源雙回路樹干式供電

在綜合管廊沿線設置n個變電站，共申請兩路10（20）kV市政電源，各變電站間通過雙回路樹干式供電。此種電源方案供電可靠性高，目前大多數管廊工程采用這種供電方案。此種供電方案根據接線方式不同，還可進行細分，主要是通過主變電所內高壓開關柜母線是否采用單母線分段型式：若采用單母線分段的型式，因為兩路10（20）kV電源互為備用，需要申請市政電源備用電源較大，較大的備用容量需要繳納過高的可靠費用;若采用單母線不分段型式，則市政所提供的兩路10（20）kV電源進線斷路器需要設置機械及電氣聯鎖，兩個斷路器只能一個合閘，由于此種情況無法完全備用，因此需申請市政電源負荷相對第一種方式較低，則一般用于中小規模管廊供配電中。采用該單側電源雙回路樹干式供電，與市政電源接口少，申請電源簡單，可以統一集中式計量，便于后期管廊的運營維護管理;各變電站內兩臺變壓器同時運行，提高了綜合管廊的可靠性，并且各個配電區間可以由就近的變電站供電，減少低壓電纜使用，但由于每個變電站設置兩臺變壓器，正常情況下兩臺變壓器同時運行，由于綜合管廊平時運行計算負荷較低，反而會增大變壓器運行損耗，投入運行后，從繳納變壓器基本電費角度，會增加綜合管廊運營成本。

2.310kV供電方案設計

在綜合管廊控制中心設置主變電所，主變電所的兩路10kV電源引自就近變電站或開閉所，10kV系統采用兩路電源同時工作，互為備用的運行方式，主變電所預留10kV高壓饋線回路給高鐵新區其他綜合管廊供電。在綜合管廊沿線設置箱變，箱變采用鏈式供電。主變電所內設2臺250kVA干式變壓器，負責為和諧大道管廊附屬設施及監控中心供電。

3優化方案

綜上所述，為降低綜合管廊電氣系統建設投資，保證配電系統的可靠性和合理性，建議采用以下優化方案。（1）開閉所和分變配電站采用小容量多分布設置方式，降低分變配電站低壓配電半徑。（2）負荷計算應根據管廊運行維護需求，對運行時各類負荷需要系數和同時系數進行合理取值，降低變壓器安裝容量和基本電費。（3）10kV中壓配電采用樹干式或環網式接線，低壓采用樹干式接線，不同等級負荷共用配電主干回路，減少低壓出線數量和箱變尺寸，降低電力電纜投資。（4）機電設備安裝應和土建施工配合提前安裝預埋件。高壓電力電纜通道預留洞應盡可能大，避免后期因水鉆開孔和安裝鉚釘等增加費用。

結語

綜合管廊建設所需要的施工材料、以及所有的設備，都必須具有國家檢測中心的檢驗合格證，必須符合相應的國家及行業標準要求，所涉及到的消防產品、供電產品還必須具有入網許可證。管廊內電氣設備的防護等級一定要符合地下環境的使用標準要求，并做好必要的防水防潮措施。值得一提的是，綜合管廊燃氣管道艙輸送可燃氣體，較易發生火災，電力電力電纜也較容易發生火災，合理的設計管廊供配電系統應作為其首要設計原則。綜合管廊一般呈現網絡化布置，而其附屬用電設備一般負荷容量較小、在管廊沿線分散布置，因此選取合適的供電方案有利于節省管廊的建設投資及運行成本。

參考文獻：

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（作者單位：國網太原供電公司）