综合管廊10 kv电力设计要点分析

Electric Power System Equipment电力系统

Electric System2020年第3期

2020 No.3

综合管廊10 kV电力设计要点分析

郭　峰

（湖北省电力勘测设计院有限公司，湖北武汉 430040）

［摘 要］综合管廊对于实现市政设施的综合管理意义巨大，而电力在综合管廊的设计中具有重要地位。本文首先考虑电力设计的相关规范并结合综合管廊来讨论了设计中的一般要求，重点指出了其中需要考虑的负荷要求，列举了10 kV电力设计中需要关注的关键点，包括供电、变配电等，同时提出了电力管线与水暖气管线的协调以及高低压布局方面的解决方案，最后结合实际的工程项目案例进行了具体分析。［关键词］10 kV；综合管廊；电力设计；要点［中图分类号］TM76　　　　　［文献标志码］A　　　　　［文章编号］1001–523X（2020）03–0039–02

Analysis of 10 kV Power Design Points of Comprehensive Pipe Gallery

Guo Feng

［Abstract］The comprehensive pipe gallery plays a huge role in the comprehensive management of municipal facilities, and electricity plays an important role in the design of the comprehensive pipe gallery. Therefore, this article first considers the relevant specifi cations of the power design and discusses the general requirements in the design with the comprehensive pipe gallery. It highlights the load requirements that need to be considered, and highlights the key points in 10 kV power design, including power supply, power distribution, etc., and proposes the coordination of power pipelines and water heating pipelines, as well as solutions for high and low voltage layout. Combined with actual engineering project cases for specifi c analysis.［Keywords］10 kV; comprehensive pipe gallery; power design; key points综合管廊建设是市政建设中非常重要的一项基础工程，电力系统建设在综合管廊建设中具有举足轻重的地位，是决定管廊综合设计和安全运行的重要环节。10 kV电压等级的入廊需求较为迫切和普遍，因此深入分析10 kV综合管廊电力设计的要点具有显著的现实意义。1 综合管廊电力设计概述

综合管廊电力设计是综合管廊设计中非常重要的部分，一方面是考虑电力线路入综合管廊，另一方面则是考虑综合管廊的附属电力设施。本文主要考虑后者，在设计中会涉及到供配电、线路布局、照明、防雷接地等几个关键的要素。以10 kV电压等级来讨论，在这一等级下的综合管廊附属电力设施包含很多种，考虑相关设计规范，必须对电力附属设施的电力负荷等级做出要求。一般而言，如通风、消防、照明、监控、检修等相关的用电设施设备，按照GB50838，即城市综合管廊工程技术规范的要求，这些系统均为二级负荷，其余的一些需要用电的设施设备均为三级负荷。具体来看，火灾报警系统、自动灭火系统、消防水泵、稳压泵、应急照明、安防系统、监控系统、监控中心、天然气舱事故风机等均为二级负荷等级，这些用电设备对供电可靠性的要求比较高，如果发生断电情况通常会产生比较严重的负面影响，所以为了保证供电可靠性，通常要求在二级负荷下必须采用双路供电，一般考虑从城市电网接电。非天然气舱通风机、排水泵、普通照明、检修用电等均为三级负荷。三级负荷对供电可靠性的要求并不是很高，一般只需一路电源供电。从设计的角度来说要尽量使供电系统简单，配电级数少，这样方便管理维护。2 综合管廊10 kV电力设计

2.1 供电

管廊，则可以根据供电半径800 m的要求只设置分变配电站。

2.2 变配电

目前，在10 kV综合管廊建设中，变电站的配置有3种方式。一种是在管廊的顶板上构建变电站。这种布置方式要求土建预留布置设备的专用空间，特点是进出线合理，无需在管廊设备间设置电源进线孔，不过因为埋在地下，若出现大规模降雨的情况，可能会产生一些不利影响。第二种是在管廊侧部或上部设置室外的箱式变电站。这种方式要求与城市的道路照明、景观照明等进行统一规划设计，经济效益优势明显，但是影响环境景观，管廊需要设置外置的进线孔，不利于防水处理。还有一种是地埋式景观箱式变电站。此方式造价较高，而且因为埋在地下，同样有防水等方面的问题。具体设计方案需因地制宜，并且需要重点考虑当地电网情况以及供电局的规划和要求。

配电方面的设计当中一般以防火分区作为设计的基础依据，一个防火区间通常会作为一个低压配电区间，布局上分区之间的间隔通常为200 m，并且分区之中需要预留好设备间同时安排好配电箱，包括针对动力系统、照明系统等的配电箱。其中要注意负荷双电源切换箱，若有天然气舱则需要多配置双电源切换箱，同时监控系统也有双电源切换箱控制。

2.3 动力设备

结合上文分析，在综合管廊电力附属设施的设计当中，考虑10 kV电压等级一般会以负荷等级为要求，使用两路环网供电，以确保二级负荷要求的用电设施设备的供电可靠性。两路电源通常情况下一条作为回路电源使用，另一条回路作为备用。如果管廊总体比较复杂，是多条管廊形成的一个管廊群，应当设置一个总配电站以及各分变配电站，若为单独的一条

10 kV综合管廊内的动力设备一般包括通风排烟设备，排水设备等。

以通风排烟设备来论，设计中重点以温度为考量基础。如果保持在40 ℃以下的温度，分区的防火门就需要处在常闭状态，风机关闭，风口常开。采取电动控制形式，并且连接监控中心的监控系统。如果系统检测管廊内温度发生变化，并且超过了40 ℃这一警戒线，启动风机控制管廊内的温度，当温度下降到35 ℃左右风机关闭。考虑事故工况，尤其是燃气舱，当监控系统检测到燃气泄漏或者是管廊内燃气浓度大于设定阈值，启动事故通风。如果管廊内发生火灾报警，风机系统以及防火门要立即关闭，灭火完毕后启动事故风机。

排水设备中的排水水泵通常都会集中安装在设备间，一

2020.3 电力系统装备丨39

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电力系统

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Electric Power System Equipment般安装2台水泵以及一套辅助用的浮球开关，用于抽排分区集水井当中的积水。水泵的运行采取自动控制形式，由PLC进行自动控制。

2.4 照明

3.2 电力管线高低压的布局

照明方面一般分为普通照明和应急照明两种，普通照明照度要求在15lx以上，设备操作间照度在100lx以上，选择满足要求的灯具。防护等级满足要求，设计吸顶，布局上要求间隔5 m。应急照明方面照度5Lx灯具数量为普通照明的四分之一，日常可作为安防照明使用，EPS电源集中供电，应急照明时长60 min。要设置双面疏散标志灯以及安全出口标志灯，高低压布局同样是一个必须要注意的关键点，必须要根据负荷性质以及地区电力规划确定好高低压等级。一般按负荷供电分区情况在每一处供电分区设置一个变电站，用以调整电压等级。注意高压开关与低压配电设施一般需要分开布置，但因为管廊空间有限，需靠近布置，因此必须要考虑防护等级，防护至少要满足IP2X。高低压配电装置室内宜保留适当数量的开关柜备用位置，油浸变压器、充油电器的布置要考虑带电时对地的油位，油温等观察是否方便和安全，是否易于抽样取样。二级负荷母线分段处要有防火隔板或者隔墙，两路标志灯间距20 m，应急照明时长60 min，照明灯具防护等级在IP65。

所有照明灯具均使用LED，额定光效100 lm/W以上，驱动电源的功率因数应当在0.95以上，色温在5000 k以内，显色指数65，连续亮灯时长3000 h，且光衰在4%以内，使用寿命应当在50000 h以上。

2.5 线路

配电干线以及照明线路使用桥架沿顶层支架铺设，消防和非消防分开，具体按需要考虑相关设计规范。电缆线路穿过燃气舱端，在线路布置上必须套管，套管满足防护要求。套管接口要密封隔离防爆，线路中不应有中间接头，即便有接线盒，必须要使用隔爆型。穿墙位置必须做防火封堵处理。电力线必须要选用阻燃电缆或不燃电缆，阻燃电缆成束，阻燃性能应当在C级以上。

2.6 防雷接地

电源进线侧应当设置避雷器。低压配电系统设置多级SPD，第一级在变电低压进线柜，第二级在控制室动力配电箱，第三级在二级负荷双电源切换箱内。接地形式采取TN-S，所有金属构件用PE线连接并接入接地系统，接地电阻在4Ω以内。接地系统采用统一接地网，利用管廊内部结构主筋做接地体。接地网接地电阻在1Ω以内，如果达不到要求必须要补人工接地极。采取总等电位连接形式，变电站位置设总电位端子箱，各防火分区设备控制间设局部等电位端子箱。所有金属构件，包括配电柜、弱电柜、金属管等用BV-16 mm2电缆进行连接。

3 协调设计解决方案

3.1 电力管线与水暖气管线的协调

因为综合管廊的空间是有限的，在有限的空间内要布设多种类型的管线，可能会导致管线与管线之间存在冲突，比如电力管线与水暖气管线发生冲突。所以在电力设计中要注意电力管线及附属设施与水暖气管线及附属设施的协调问题，要保留足够的间隔，保证足够的密封性。同时还要明确施工顺序，避免因电力管线铺设后无法实施后续施工的问题。

电力管线与水暖气管线的协调最关键的是通风问题，因为综合管廊通常是密闭型地下构筑物，电力电缆和水暖气管线在工作中会散发大量热量，为了保证安全需加强通风换气以排除内部废气和余热。一般根据消除余热计算的通风量和事故后换气次数计算送风量中的较大值来确定最大的通风量，进一步对于电力管线和水暖气管线设置一般通风量。而管廊风速一般不会超过0.5 m/s，管线的设置不应与侧壁间距过小，过小会导致通风面积小，影响空气流量，不能及时带走热量，所以一般要求尽可能地增加管线与管廊内部的间距。

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电缆不应通过同一电缆沟，确实无法做到分开布设应当采用绝缘和护套，绝缘和护套必须是非延燃性材料，应分别布置在电缆沟两侧支架上。

4 10 kV综合管廊项目案例分析

某10 kV综合管廊建设项目位于某市国家自主创新示范区，属于一个大型的管廊项目，有多条管廊，并且设置多种类的舱室，如电力舱、燃气舱、综合管线舱等。该综合管廊总长24.67 km，根据沿线布置情况以及负荷情况，以600 ~800m作为供电半径范围，并布局17个供电区。管廊内部用电设施设备需求电力8150 kW，负荷量4000 kVA，计入无功补偿后负荷约2950 kVA。按照负荷要求和当地电力规划要求，项目设计中确定两个电压等级，分别是10 kV和0.4 kV，17个分区每个分区设置一座变电站，用于实现10 kV和0.4 kV的变配监控中心，设一个总开闭所，另设2台变压器为监控中心供电。

变配电系统采取的是10 kV电源，17个沿线变电站使用四工位的埋式变压器，监控中心开闭所10 kV系统主接线使用单母线分段，引入两路电源，6回10 kV电缆组成3组双电源环网，配送17处变电站。分变电站0.4 kV侧使用树干式结合放射式配电方式，为防火分区中的设备提供负荷供电，同时集中设置EPS配电柜，另设在线UPS作为后备电源。

电力线槽方面，电力舱以及管道舱各一排支架，电力舱两条线槽（高低压各一条），管道舱内包括强电、弱电、消防各一条线槽，敷设位置为电力舱在靠近中间隔墙下角，管道舱在风管下方。

照明与管道舱间距5.5 m，电力舱间距7.5 m，位于正，照明灯具使用防水护罩的荧光灯，单灯功率28 W，应急照明间距20 m。

沿管道舱距中间隔墙750 mm位置铺设一条电缆线槽，通长敷设，吊装，线槽底部距离顶棚180 mm。5 结语

综上所述，综合管廊10 kV电力设计是综合管廊规划设计当中非常重要的一部分，必须要明确设计当中的各个要点，保证电力设计符合综合管廊建设要求，因此本文着重就电力设计当中需要注意的几个关键要点进行了分析讨论，希望可以为综合管廊的电力设计提供一些参考意见。

参考文献

[1] 吴立锋，郁乐乐，陈旭芳等.温州市七都岛电力综合管廊设计与施工技术[J].市政技术，2017，35（6）：133-136.

[2] 王风伟.综合管廊电力设计分析[J].低碳世界，2018（5）：52.[3] 付浩程，谭伟.综合管廊电气工程主要设计要点探讨[J].低碳世界，2017（16）：168-169.