城镇综合管廊供配电系统的优化方案 王文强

发表时间:2020/5/6   来源:《电力设备》2019年第24期   作者:王文强 吕松
[导读] 摘要:社会进步迅速,我国的城市化建设的发展也有了很大的改善。
        (国网山东省电力公司滨州市沾化区供电公司  256800)
        摘要:社会进步迅速,我国的城市化建设的发展也有了很大的改善。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。综合管廊是一种用以收纳多种不同市政管线的专门地下管廊,入廊管线有给水管道、再生水管道、热力管道、电力电缆、电信缆线和燃气管道等。综合管廊附属工程包括:消防系统、排水系统、通风系统、供配电及照明系统、监控与报警系统、标识系统等。其中,供配电系统为管廊消防系统、排水系统、通风系统、照明系统、监控与报警系统等提供电力保障及控制接口,是管廊最主要的附属工程。
        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。综合管廊供配电工程是一个重要的综合管廊附属工程,为管廊内的照明、通风、排水、消防设备、监控与报警设备提供电源,供配电系统设计的合理性对综合管廊的安全运行至关重要。
        1重要性
        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。综合管廊附属工程包括:消防系统、排水系统、通风系统、供配电及照明系统、监控与报警系统、标识系统等。其中,供配电系统为管廊消防系统、排水系统、通风系统、照明系统、监控与报警系统等提供电力保障及控制接口,是管廊最主要的附属工程。综合管廊的供配电系统的设计原则对工程造价及安全运行有较大影响,对此本文结合相关规范、手册、标准图集等和工程实例提出一种综合管廊供配电工程的设计方式。
        2优化措施分析
        2.1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。


        2.2设计总结
        在进行工程供配电设计时,主要依据国家或行业标准,《城市综合管廊工程技术规范》第一版是2012年,现行版本为2015年。国家在2013年部署综合管廊建设试点工作,早期相关规范标准不全,再加上一些工程设计人员对综合管廊的建筑特点及运行方式理解不到位,现将工程设计中的不足和建议总结如下:(1)误认为排、送风机是消防负荷,将其按照消防负荷的要求配电,最末一级配电箱内设置自动切换装置。然而,按照综合管廊的运行要求,通风设备在非火灾情况下温度超过40℃或需要进行线路检修时开启,综合管廊内属于密闭空间,大多采用超细干粉灭火系统,火灾情况下需要关闭通风设备进行灭火,灭火完成后开启风机。非燃气舱的通风设备为三级负荷,不属于消防负荷,可直接引自非消防负荷配电箱。非消防负荷配电箱总开关加装分励线圈,发生火灾时,由火灾报警控制器联动控制切除非消防电源,灭火完成后需要开启风机进行通风,建议总开关加装电动操作机构,可对装置进行远程复位。(2)在工程设计中大量采用低烟无卤电缆,实际上,低烟无卤电缆一般用在人员密集场所。如:一类高层住宅建筑公共疏散通道的应急照明,应采用低烟无卤的线缆,而综合管廊正常运营时处于无人状态,可不采用低烟无卤电缆。从工程的经济性考虑,建议非消防线路可采用阻燃电缆,消防线路采用阻燃耐火电缆。
        2.3动力设备的配电及控制设计
        在综合管廊每段防火区间内安装一台动力照明配电箱(双电源配电箱),负责该防火区间内动力设备的配电控制。在排烟风机、排水泵就地设置专用控制箱对设备进行配电和控制。综合管廊内沿线间隔60m设置带剩余电流动作保护装置检修插座箱,作施工安装、维修等临时接电之用。综合管廊内所有用电设备应采取防水防潮措施,防护等级均不低于IP65,天然气管道舱内的电气设备应采用防爆型,并符合《爆炸危险环境电力装置设计规范》(GB50058-2014)有关爆炸性气体环境2区的防爆规定。管廊内设备均采用全电压直接起动方式,电机起动压降控制在10%以内。专业管线电动阀由就近双电源配电箱提供电源,在专业单位授权情况下,由自控系统控制。管廊内主要用电设备操作采用自动及手动两种方式控制,自动方式时由PLC控制,手动方式时可在机旁控制箱或机旁按钮箱上操作。排烟风机控制:采用手动/自动两级控制相结合的方式。在风机控制箱处设集中手动控制,并将排风机的运行工况传至相应的现场控制站(PLC),并接受现场控制中心(PLC)及监控中心的遥控,此外在监控中心设置排风机手动直接控制装置。防火分区两端设置风机就地按钮箱,可实现现场控制排风机开停。排风机的温度自动控制和与电动风阀的联动控制均由现场控制分站(PLC)完成。排水泵控制:采用手动/自动/中心遥控三级控制相结合的方式。在动力照明箱处设集中手动控制,同时根据集水坑内水位自动开、停排水泵,并将排水泵的运行工况及集水井内高、低液位传至相应的现场控制站,并接受现场控制中心(PLC)及监控中心的遥控。排水泵旁设置水泵就地按钮箱,可实现现场控制水泵开停。
        2.4变电站形式的选择
        采用便预装式箱式变电站或地埋式变电站作为综合管廊变电站。在地表设置箱式变电站,为了保证供电可靠性需要在安装过程中比地面要高出40厘米,避免雨水影响到变电站运行。在坑内设置地埋式变电站电气设备,这种方式优点是不会对景观效果产生影响,缺点是需要耗费大量的检修成本,并且如果当地降水较多很容易出现漏电危险,所以降水多的区域不适合采用地埋式变电站,本工程采用预装式箱式变电站。
        结语
        综合管廊一般呈现网络化布置,而其附属用电设备一般负荷容量较小、在管廊沿线分散布置,因此选取合适的供电方案有利于节省管廊的建设投资及运行成本。
        参考文献:
        [1]李万欣,朱爱钧,张梦瑶.一种综合管廊电气标准化设计方案[J].电力与能源,2017(06):793~796.
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