淺談配電能效平臺在城市地下綜合管廊的應(yīng)用

時間：2024-12-26作者：安科瑞電氣股份有限公司瀏覽：320

關(guān)鍵詞:綜合管廊；斷面設(shè)計；供配電系統(tǒng)；纜線設(shè)計
引言
       綜合管廊是指建在城市地下，用于容納兩類及以上城市工程管線的構(gòu)筑物及附屬設(shè)施。它可解決馬路“拉鏈”、空中“蛛網(wǎng)”、能節(jié)約釋放大量地下空間、增強管線抗災(zāi)抗險能力、**城市生命線安全，提高城市綜合承載力，是一種集約度高、科學(xué)性強的城市綜合管線工程。
      管廊的電氣設(shè)計主要包括斷面設(shè)計、供配電設(shè)計和纜線設(shè)計三個方面，文章結(jié)合筆者參與過的項目，對綜合管廊電氣設(shè)計要點進行簡要介紹。
項目概況
       西安市某新區(qū)天谷四路為該區(qū)正在建設(shè)的管廊之一，長約1.3km，收納管線包括電力、通信、給水、再生水、天然氣、熱力。
斷面設(shè)計
       根據(jù)專項管線規(guī)劃及與供電、通信各管線單位溝通，確定電力容量為4×110kV+40×10kV，通信容量為24孔?110mm管（按4層500mm×150mm橋架設(shè)計）。
      根據(jù)相關(guān)規(guī)范及供電部門的相關(guān)要求，管廊內(nèi)電力和通信管線設(shè)置遵循以下原則：
①電力包含110kV和10kV線路，且數(shù)量較多，單獨成艙；
②通信與再生水、給水同艙；
③熱力與天然氣分別成艙。
      管廊共設(shè)置四個艙室，標準斷面詳見圖1。


      根據(jù)規(guī)范和管線維護單位的建議，10kV電纜梯架敷設(shè)水平間距為1500mm，110kV電纜支架敷設(shè)水平間距為750mm，縱向間距取350mm，通信纜線采用橋架敷設(shè)，支架水平間距取750mm，縱向間距取300mm。

供配電系統(tǒng)設(shè)計
（1）供配電系統(tǒng)設(shè)置管廊全長1.3km，供電采用景觀式地埋變供電，單母線接線，10kV側(cè)預(yù)留環(huán)網(wǎng)柜，電源遠期由監(jiān)控中心引來，高供低計，在0.4kV進線處設(shè)置電能計量測量裝置，并設(shè)置低壓集中無功補償，補償后功率因數(shù)不小于0.9。低壓供電半徑一般不宜過0.8km，因此在管廊中段設(shè)置一座箱變。管廊以*分區(qū)作為配電單元，每兩個*分區(qū)共用一個配電室，每個*分區(qū)設(shè)一套非消防負荷AP配電箱，負責(zé)區(qū)間內(nèi)三級負荷的配電；采用單電源進線，同時設(shè)一套消防負荷APE配電箱，負責(zé)區(qū)間內(nèi)二級負荷的配電；采用雙電源供電，分別由低壓柜和EPS柜引入。負荷分類詳見表1。
（2）負荷計算管廊內(nèi)用電負荷采用需要系數(shù)法進行計算，方法如下：
①排水泵，僅考慮綜合艙或熱力艙檢修泄水時的排水，取3個*分區(qū)排水泵同時工作；
②風(fēng)機，僅計入風(fēng)機低速運行時的工作負荷；
③檢修負荷，單個檢修箱取30kW；
④照明負荷，按每艙2.5kW/km估算；
⑤弱電電源負荷，按每艙1.5kW/km估算；
⑥其他負荷根據(jù)相關(guān)專業(yè)的條件確定。

設(shè)備安裝容量為:P=1625.20kW(含檢修負荷1470kw);計算容量為:P112.39kW。因此選取容量為200kVA變壓器，負荷率58%，EPS電池柜容量為30kw。
（3）照明系統(tǒng)
       管廊內(nèi)設(shè)正常照明及應(yīng)急照明，人行道平均照度為15lx，疏散應(yīng)急照明照度不5lx。疏散指示燈、出口標志燈均自帶蓄電池，平時常亮：應(yīng)急照明雙頭燈自帶蓄電池，平時關(guān)閉：火災(zāi)時強制點亮，蓄電池持續(xù)供電時間不少于60min。燈具采用LED光源。照明控制分為就地、遠程兩種控制方式，普通照明燈具按1：1間隔配電控制。
（4）電氣設(shè)備布置

        管廊內(nèi)電氣設(shè)備布置要求如下：
①箱變安裝位置寬度大于3m的綠化帶，其次為道路紅線外；
②管廊內(nèi)配電箱等電氣設(shè)備應(yīng)防水防潮，防護等級不IP54，天然氣艙內(nèi)電氣設(shè)備防爆等級為ExdIIBT4；
③電纜橋架采用鋁合金材質(zhì)，自用橋架采用鋁合金材質(zhì)且外敷*涂料。
        防雷、接地系統(tǒng)及安全措施
①在箱變內(nèi)、配電箱、設(shè)備電控箱內(nèi)均裝設(shè)SPD，防止雷電波侵入。
②設(shè)置環(huán)形接地網(wǎng)，沿管廊內(nèi)兩側(cè)縱向敷設(shè)通長接地干線，與預(yù)埋件可靠焊接，接地干線采用?14mm銅覆鋼，接地支線采用?10mm銅覆鋼。
③天然氣艙防靜電接地體采用管廊的接地系統(tǒng)。

纜線設(shè)計
       管廊起點近期為臨時封堵，終點與已設(shè)計的科技二路管廊直接相連。為滿足周邊地塊的需求，通信出艙節(jié)點與給水、再生水節(jié)點結(jié)合設(shè)置，通信和電力10kV管線每間距150m～200m出艙一次，地塊內(nèi)出線采用預(yù)埋過街套管（南側(cè)3×4×DN110mm，北側(cè)2×4×DN110mm）敷設(shè)至道路紅線外，詳見圖2。
       管廊交叉節(jié)點采用“立交”方式，局部擴大以滿足管線連接和人員通行要求。交叉節(jié)點設(shè)置預(yù)留洞滿足纜線連接要求，電力預(yù)留洞尺寸不小于艙室寬度一半；通信預(yù)留洞為600mm×600mm，距結(jié)構(gòu)壁1100mm。
AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺
平臺概述
       AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺集電力監(jiān)控、能源管理、電氣安全、照明控制、環(huán)境監(jiān)測于一體，為建立可靠、安全、的綜合管廊管理體系提供數(shù)據(jù)支持，從數(shù)據(jù)采集、通信網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)架構(gòu)、聯(lián)動控制和綜合數(shù)據(jù)服務(wù)等方面的設(shè)計，解決了綜合管廊在管理過程中存在內(nèi)部干擾性強、使用單位多及協(xié)調(diào)復(fù)雜的根本問題，大大提高了系統(tǒng)運行的可靠性和可管理性，提升了管廊基礎(chǔ)設(shè)施、環(huán)境和設(shè)備的使用和恢復(fù)效率 

平臺組成
      安科瑞城市地下綜合管廊能效管理系統(tǒng)是一個深度集成的自動化平臺，它集成了10KV/O.4KV變電站電力監(jiān)控系統(tǒng)、變電所環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、智能馬達監(jiān)控系統(tǒng)、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、消防設(shè)備電源系統(tǒng)、*門監(jiān)控系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)。用戶可通過瀏覽器、手機APP獲取數(shù)據(jù)，通過一個平臺即可全局、整體的對管廊用電和用電安全進行進行集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度，同時滿足管廊用電可靠、安全、穩(wěn)定、、有序的要求。

平臺拓撲圖



平臺子系統(tǒng)
4.1電力監(jiān)控
       電力監(jiān)控主要針對10/0.4kV地面或地下變電所，對變電所高壓回路配置微機保護裝置及多功能儀表進行保護和監(jiān)控，對0.4kV出線配置多功能計量儀表，用于測控出線回路電氣參數(shù)和用能情況，可實時監(jiān)控高低壓供配電系統(tǒng)開關(guān)柜、變壓器微機保護測控裝置、發(fā)電機控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調(diào)、事故報警及記錄等。

4.2環(huán)境監(jiān)測
       環(huán)境監(jiān)測包括溫濕度、煙感溫感、積水浸水、可燃氣體濃度、門禁、視頻、空調(diào)、消防數(shù)據(jù)的采集、展示和預(yù)警，同時也可接入管廊艙室內(nèi)的水泵和通風(fēng)排煙風(fēng)機等設(shè)備集成的第三方系統(tǒng)完成管廊環(huán)境綜合監(jiān)控。

4.3馬達監(jiān)控
      馬達監(jiān)控實現(xiàn)對管廊電機的保護、遙測、遙信、遙控功能，實現(xiàn)對電機過載、短路、缺相、漏電等異常情況的保護、監(jiān)測和報警。在需要的情況下可以設(shè)置聯(lián)動控制。

4.4電氣安全

       AcrelEMS-UT能效管理系統(tǒng)針對配電系統(tǒng)的電氣安全隱患配置相應(yīng)的電氣火災(zāi)傳感器、溫度傳感器，消防設(shè)備電源傳感器、*門狀態(tài)傳感器，接入消防疏散照明以及指示燈具的狀態(tài)實時顯示，并且對UPS的蓄電池溫度、內(nèi)阻進行實時監(jiān)視，發(fā)生異常時通過聲光、短信、APP及時預(yù)警。




4.5智能照明控制

       *分區(qū)單獨控制，分區(qū)內(nèi)設(shè)置智能控制面板就地驅(qū)動器；開關(guān)驅(qū)動器連接消防報警系統(tǒng)，接收消防報警信息，強制打開驅(qū)動器回路。
      廊內(nèi)上方安裝智能照明傳感器，使人員進入管廊內(nèi)自動開啟燈具，在管廊內(nèi)停留燈具保持常亮，離開后燈具關(guān)閉。
      除了現(xiàn)場的控制方式外，還可用電腦端實現(xiàn)集中控制，實時遠程監(jiān)控當(dāng)前區(qū)域的照明情況，必要時可遠程控制該區(qū)域的照明。
      考慮現(xiàn)場模塊分布較廣，距離過長，除了現(xiàn)場的控制方式外，還可用電腦端實現(xiàn)集中控制，實時遠程監(jiān)控當(dāng)前區(qū)域的照明情況，必要時可遠程控制該區(qū)域的照明。
       系統(tǒng)支持單控、區(qū)域控制、自動控制、感應(yīng)控制、定時控制、場景控制、調(diào)光控制等多種控制方式，支持延時控制，避免同時亮燈負荷對配電系統(tǒng)造成沖擊。模塊不依賴系統(tǒng)，可獨立工作，每個模塊均自帶時間模塊，可根據(jù)經(jīng)緯度自動識別日出日落時間實現(xiàn)自動控制功能。




相關(guān)平臺部署硬件選型清單

電力監(jiān)控及配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)

消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)

結(jié)語
      電氣設(shè)計是綜合管廊設(shè)計的重要組成部分，應(yīng)當(dāng)根據(jù)每條管廊的實際情況，就斷面設(shè)計、供配電設(shè)計和纜線設(shè)計等方案進行優(yōu)化比選，提高設(shè)計的實用性、可靠性、安全性和經(jīng)濟性。




參考文獻

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[2]邢岷峰.淺談綜合管廊電氣設(shè)計，智能建筑電氣設(shè)計，2013(1):120-122.
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[5]安科瑞綜合管廊能效管理系統(tǒng)解決方案.2020.06版.
[6]GB50838-2015.城市綜合管廊工程技術(shù)報范[S].

[7]GB50217-2018.電力工程電纜設(shè)計標準[S].
[8]趙子龍.城市地下綜合管廊電氣設(shè)計要點.














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