浅谈综合管廊高低压配电方案

浅谈综合管廊高低压配电方案

何亚各

摘  要：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、标准图集等提出综合管廊供配电工程的方式。

关键词：综合管廊、供配电系统

1引言

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。

2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、监控设备及消防设备，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。

3供电方案设计

3.1负荷分级

根据综合管廊负荷运行的安全要求，管廊内的消防、监控、应急照明等设备为二级负荷；检修插座箱、排水泵、普通照明等为三级负荷。

3.2 10（20）KV供电方案

根据《工业与民用供配电设计手册》（4版）上册供配电章节相关内容可知，10 kV电缆送电容量可达0. 4 ~ 4 MW，供电距离在6 km以下；采用20 kV电缆供电送电容量可高达10 MW，供电距离可达12 km以下。在同等条件下，采用高一级电压等级配电可使供电范围更大，送电容量更高，也将方便后期管廊的扩建，因此，如果新建管廊周边有20 kV的高压电源，则应优先考虑。根据以往新建管廊设计经验，高压供电方案主要包含如下一些情况。

1 单侧电源双回路树干式供电

在综合管廊沿线设置n个变电站，共申请两路10（20）kV市政电源，各变电站间通过双回路树干式供电。此种电源方案供电可靠性高，目前大多数管廊工程采用这种供电方案。此种供电方案根据接线方式不同，还可进行细分，主要是通过主变电所内高压开关柜母线是否采用单母线分段型式：若采用单母线分段的型式，因为两路10（20）kV电源互为备用，需要申请市政电源备用电源较大，较大的备用容量需要缴纳过高的可靠费用；若采用单母线不分段型式，则市政所提供的两路10（20）kV电源进线断路器需要设置机械及电气联锁，两个断路器只能一个合闸，由于此种情况无法完全备用，因此需申请市政电源负荷相对第一种方式较低，则一般用于中小规模管廊供配电中。

采用该单侧电源双回路树干式供电，与市政电源接口少，申请电源简单，可以统一集中式计量，便于后期管廊的运营维护管理；各变电站内两台变压器同时运行，提高了综合管廊的可靠性，并且各个配电区间可以由就近的变电站供电，减少低压电缆使用，但由于每个变电站设置两台变压器，正常情况下两台变压器同时运行，由于综合管廊平时运行计算负荷较低，反而会增大变压器运行损耗，投入运行后，从缴纳变压器基本电费角度，会增加综合管廊运营成本。

2 多路市政电源供电

此种方案为引入多路市政电源，在综合管廊沿线设置n个变电站，每个变电站申请两回市政电源，各变电站相互独立。由于该方案与市政电源接口多，申请电源复杂，分散式计算，管廊运营维护工作量增大。

3 双侧电源双回路树干式供电

此种方案为引入两路独立市政电源，在综合管廊沿线设置n个变电站，各变电站间通过双回路树干式实现供电。该方案与市政电源接口少，申请电源简单；统一集中式管理计量，便于后期管廊运营维护。但采用两台变压器在每个变电站，投入运行后，从缴纳变压器基本电费的角度，将增加综合管廊运营成本。

4 双侧电源环网式供电

此种方案为引入两路独立市政电源，在综合管廊沿线设置n个变电站（如图5所示），各变电站间通过环网式实现供电。正常运行时为避免两路电源并列运行，整个系统中虚线框内的隔离开关应有1个是断开的，且此隔离开关宜位于整个系统中靠近中间位置的变电站；当其中一路市政电源故障时此隔离开关闭合。在每个变电站内设置一台10（20）/ 0. 4 kV变压器，每个配电单元的应急电源由相邻的一般电站或者EPS装置提供第二路电源。该电源方案与市政电源接口少，申请电源并不麻烦，并且便于后期管廊的运营维护，每个变电站仅设置一台变压器，投入运行后，缴纳变压器基本电费会下降，从而减少综合管廊的运营成本。

5 单侧电源手拉手式供电

此种方案为引入一路独立市政电源，在综合管廊沿线设置n个变电站，在每个变电站内设置一台10（20）/ 0. 4 kV变压器，每个配电单元的应急电源由相邻的一般电站或者EPS装置提供第二路电源。该电源方案与市政电源接口少，申请电源并不麻烦，并且便于后期管廊的运营维护，每个变电站仅设置一台变压器，投入运行后，缴纳变压器基本电费会下降，从而减少综合管廊的运营成本。

3.3 0.4KV供电方案

综合管廊一般以防火分区作为基本的配电单元，在通风口部设置若干低压配电设备间，根据表1对管廊内用电负荷的分类，表1所列三级负荷，在每个防火区间设置一台或两台就地配电箱为其供电；表1所列二级负荷，在每个防火区间设置一台应急配电柜为其配电。10（20）kV供电方案不同，从而使低压0. 4 kV部分也存在不同的配电方案：

a. 第一种是放射式配电（对应于综合管廊变电站设有2台变压器或1台变压器 + 集中EPS的电源方案）。该配电方案各配电单元间电源相互独立，且每个配电单元均有3个进线电源（普通负荷配电箱1路 + 应急配电箱2路），保证用电可靠性，但配电电缆用量增大；此方案也可在每个防火分区设置2台普通配电箱 + 1台应急配电箱，应急配电箱两路电源均从该2台普通配电箱馈出，一定程度上减少了配电电缆用量，但增加了一级配电，同时需将由管廊变电站引至各配电单元的配电电缆需要按应急要求设计，并且增加了各防火区间普通配电箱箱体。

b. 第二种是放射式配电方式（对应于综合管廊变电站设有1台变压器 + 分散式EPS的电源方案），该方案各配电单元的应急配电箱由该配电分区的动力配电箱和EPS电源装置分别提供一路电源，满足二级负荷配电要求，但增加了一级配电，并且配电电缆需要按照应急要求进行设计。

c. 第三种是树干式配电方式（对应于综合管廊变电站设有2台变压器或1台变压器 + 集中式EPS的电源方案），各配电单元电源均通过树干式供电，节约了配电电缆用量。

d. 第四种为树干式与放射式相结合方式，每个配电分区的普通配电箱采用放射式配电，应急配电采用树干式配电，在满足用电可靠性前提下，更多地节约了配电电缆用量。

4结束语

综合管廊用电设备具有供电距离长、容量小且分散的特点，因此需要合理的规划设计供电电源点、供电方式等，使供电方案尽量合理，减少电压降及电缆损耗。对二级负荷，合理确定第二电源供电方案，在满足规范要求的前提下尽量节约投资。

参考文献

【1】黄辉.智能建筑网络系统弱电设计[J].中国高新技术企业，2011（09）

【2】杨琨.浅谈城市综合管廊的设计[J].城市道桥与防洪，2013（05）

【3】 张浩.综合管廊供配电系统的设计 [J].现代建筑电气，2011（04）