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市政隧道工程中供配电系统特点及电气设计探讨陈昕元穆建超

发表时间：2021/8/9 来源：《中国科技信息》2021年9月中作者：陈昕元穆建超

[导读] 随着我国经济的发展，对交通的需求越来越大，开通隧道工程是交通发展的必要趋势。

西安市政设计研究院有限公司陈昕元穆建超陕西省西安市 710086

摘要：近年来，随着我国经济的发展，对交通的需求越来越大，开通隧道工程是交通发展的必要趋势。我国具有复杂的地形和地势，有很多山川和河流，要想缓解交通的紧张局势，就要在这些复杂的地形上开辟隧道。在隧道工程的开展过程中，供配电系统是其中非常重要的一个环节，文章就隧道工程中供配电系统的特点以及电气问题进行探讨和分析。
关键词：市政隧道工程；供配电系统；特点；电气设计
        引言
        当一个城市交通方面的需求越来越旺盛的时候，这个城市政府就会开始加强市政隧道项目的建设力度。众所周知，一个城市建设工程中最重要的项目肯定是这个城市的供配电系统，它会直接影响到这个城市的发展，工程质量不过关会降低这个城市经济发展的速度，因此，本文论述了市政隧道工程中的供配电的特点，供配电系统的设计应根据负荷类型，技术规范和环境要求适用于确定当地电力需求。
        1市政隧道工程中供配电系统的特点
        在建设城市政隧道工程时，重要的是要确保电力供应的可靠性。例如，就出现的问题而言，它可能对人们的生命和财产构成严重威胁。由于电力问题，火灾等问题的发生可能导致严重的安全事故。一级负荷意味着停电肯定造成相当大的城市政治经济损失。比如，停电会导致大型铁路中心，通讯中心，主要的国际设施，大型酒店，医院手术室和大型生物实验室都出现电力瘫痪，而这些地方工作的正常进行是必须需要电来维持的。这些地方除了独立的电源外，必须要设有应急电源，发电机或者大电池组。二级负荷是当停电的情况下，城市会因此产生巨大的经济损失，比一级负荷的损失要大的多。例如政府办公楼，三星级酒店，甲级电影院，地市级图书馆，博物馆，文物古迹等等。在城市建设中，政府要根据实际情况合理的设置二级负荷模式。三级负荷，除一级负荷和二级负荷之外的都是三级负荷，它对城市的影响更大更严重，一般来说，三级负荷的供电方式与其他两种不一样，它是单回路供电。
        2市政隧道工程中供配电系统的电气设计
        2.1根据消防负荷设计电源末端切换
        防火设计结构是保证隧道安全运行的关键组成部分，在供电配电系统中也应当重视防火设计，使防火设备能够充分发挥火灾防范作用，可以发现隧道工程运行中的火灾安全隐患。在施工过程中采用科学合理的设计理念，消防负荷设计关键性的部分就是隧道消防设施、火灾自动报警系统。进行电气设计期间，遵循相应的火灾报警系统要求标准，采用双电源末端切换措施，改善并且增强防火系统安全系数。但当前相关法律并未对其作出明确的规定，但在实际的设计环节中也应当充分考虑此点的安全隐患。因市政隧道的环境具有一定的特殊性，容易出现末端切换箱受潮、腐蚀以及损坏等情况，对正常功能产生一定程度的影响。所以必须对生产电缆进行定期检测维护，防范产生电缆发生故障，确保系统平稳地运行。
        2.2变压器的保护装置设计
        维护供配电系统稳定运行的重要保障就是变压器保护装置，断路器及负荷开关熔断器模式是普遍应用到的变压器保护装置，作为中继电器应用甚广。但在实际工供配电系统工作中经过对比发现负荷开关熔断器的应用优势是较多的。市政隧道供配电系统运行期间，运用此开关方法来切换负荷的方式较多，此环节中出现短路保护的情况非常少。

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负荷开关熔断器通常是采取开关切换负荷举措，利用熔断器切断短路故障线路，应用期间满足10ms内快速切换保护功效，使将供配电系统安全系数有效地提升。针对当前市政隧道实际情况，根据建设标准来建立优化与保护方案，对500kVA以内的容量配电变压器，实施高压熔断器举措，如果配电变压器容量在500kVA以上，采取高压断路器，相互之间进行合理地选用以及协调，则可以使供配电系统平稳的工作。
        2.3应急电源的科学设计
        在隧道工程的运转过程中，无法料想发生的任何情况，故对于应急电源的设计是有必要的，应急电源设计的目的就是为了一旦出现供电问题，应急电源能够保障及时供电，保障隧道工程的正常运行和开展。如果不采取应急电源的科学设计，那么一旦出现无法及时供电的现象，或者供电设备出现了故障，那就无法保证正常照明，无法保证隧道工程的顺利开展，在一定程度上浪费了时间，浪费了能源的消耗。在突发情况下，应急电源应该能立刻正常启动，满足应急状态下隧道照明、消防等方面的用电。在隧道施工过程中，也应对应急电源进行全面的考虑，根据隧道实际负荷状况等情况进行设计施工。隧道的应急电源一般分为柴油发电机组、蓄电池备用电源以及组合类型的应急电源等几种类型。应急电源要求要做到安全可靠，必要时可以采取两种应急电源备用。
        2.4电缆连接器的改造设计
        市政隧道运行期间，构成供电线路故障的因素较多，但是主要的原因就是外力引发。电缆连接器在工作过程中会因为不完善的密封而导致出现渗漏的问题。而且因施工期间的电缆接线工艺是相对复杂的，容易受到多种问题的干扰，诸如设计、人为、环境因素等，加之连接器具有较大的体积，所以进行安装工作时，很容易产生破坏或者积压等不良的问题。通过实施改造设计电缆连接器，可以使此种因素导致的不利影响明显程度的降低。在应用高压连接器时，能够将体积容量有效地降低，也能够形成较高可操作性，进而防止因连接器故障情况导致停电问题。
        2.5隧道电气设计中的节能
        在隧道施工及运行过程中，不仅要切实考虑到隧道的安全问题，还要在建造隧道过程中尽量使用环保材料，以促进可持续发展。随着全球变暖，人们逐渐意识到保护环境的重要性，这就需要从生活的方方面面做出努力，隧道的施工建设也不例外。在施工过程中，施工单位也应该尽量选择节能环保材料进行安装，以切实做到节能减排发展。在电气设计中，除了按照国家相关法规进行设备选择外，还可以从技术的各个环节入手实现电力资源的节能降耗。例如，隧道中变电所的位置就要尽量设置在负荷中心，缩短供电距离，减少压降损耗，且有时可以考虑采用埋地变压器分散分布在负荷中心，低压供电半径控制在数百米以内，以降低电能损耗以及有色金属的消耗。隧道工程中的照明要求绿色照明，采用高光效灯具，且可以选用电子整流器替代电感整流器，结合实际情况，运用先进的照明控制技术，达到节能的目的。
        结语
        综上所述，市政隧道工程建设条件较为复杂，供配电系统在其中的地位至关重要，不仅可以确保隧道工程中用电设备的正产运转，为人们提供了更安全、更可靠的交通条件，对于突发性状况也有很好的预防作用。在电气设计过程中，相关人员应该结合工程项目的实际情况和使用需求，科学选择电力设备，充分满足隧道工程对电力系统的使用要求，进一步提高隧道工程的安全性。另外，设计人员在工作中，应该不断创新和优化供配电技术，完善供配电系统设计方案，促进隧道供配电系统的安全有效。
参考文献
[1]邓姗姗.市政隧道工程中供配电系统特点以及电气设计[J].科技创新与应用，2019（6）：245.
[2]周龙武.供配电系统总体规划节能措施与变配电设计节能技术[J].科技资讯，2019（16）：27-28.
[3]黄凤玲.市政隧道工程中供配电系统特点及电气设计探讨[J].科技经济导刊，2020（17）：106.