市政隧道工程中供配電系統(tǒng)特點(diǎn)以及電氣設(shè)計(jì)

1、    市政隧道工程中供配電系統(tǒng)特點(diǎn)以及電氣設(shè)計(jì)    鄧姍姍摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)交通的要求也在不斷提高，一些市政隧道工程也隨之增加，為了更好地發(fā)揮城市功能，就要對(duì)市政隧道工程的質(zhì)量進(jìn)行合理掌控，其中最重要的就是供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。下面作者結(jié)合多年的工作經(jīng)驗(yàn)和一些理論知識(shí)對(duì)市政隧道工程供配電系統(tǒng)的特點(diǎn)、設(shè)計(jì)過(guò)程的主要問(wèn)題及具體的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行科學(xué)解讀，為相關(guān)的工作人員提供參考，優(yōu)化市政隧道工程的電氣設(shè)計(jì)，提高后續(xù)的服務(wù)質(zhì)量與管理水平。關(guān)鍵詞：市政隧道工程；供配電設(shè)計(jì)；特點(diǎn)；建議引言市政隧道工程的規(guī)模和數(shù)量在不斷增加，對(duì)工程的質(zhì)量要求也在不斷提高。因

2、此，在具體建設(shè)過(guò)程中對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)都要合理把握，準(zhǔn)確定位，從設(shè)計(jì)、施工到后期的維護(hù)和管理都要有相應(yīng)的措施為其提供保障。尤其是供配電系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)，滿(mǎn)足隧道工程對(duì)供配電系統(tǒng)的使用要求，對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)都要準(zhǔn)確把握，采取針對(duì)性的措施，滿(mǎn)足相關(guān)的技術(shù)要求和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，只有這樣才能保證隧道供配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。1 市政隧道工程中供配電系統(tǒng)的特點(diǎn)市政隧道工程中的供配電設(shè)計(jì)不同于其他工程，環(huán)境復(fù)雜，在設(shè)計(jì)時(shí)技術(shù)要求較高，經(jīng)過(guò)總結(jié)，主要的特點(diǎn)有以下幾方面：首先就是對(duì)供電可靠性的要求較高。市政隧道工程中的供電一旦出現(xiàn)問(wèn)題，將對(duì)人民的生命和財(cái)產(chǎn)造成較大損失，特別是對(duì)于火災(zāi)的預(yù)防更為重要，所

3、以按照國(guó)家的相關(guān)規(guī)定，隧道工程的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要按照一級(jí)負(fù)荷進(jìn)行，供電部門(mén)要提供不小于兩路的獨(dú)立電源，保證供電的可靠性；其次是對(duì)于一些規(guī)模較大的隧道工程在具體設(shè)計(jì)時(shí)所涉及到的設(shè)備較多，需要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，減少設(shè)備故障所產(chǎn)生的安全問(wèn)題，并能滿(mǎn)足使用要求，適應(yīng)實(shí)際環(huán)境；再次是對(duì)于市政隧道工程除了電氣設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)要做到科學(xué)合理之外，還要注重相應(yīng)的配套工程的建設(shè)，必須保證相互間的協(xié)調(diào)性，只有這樣，才能保證后期的高效優(yōu)質(zhì)運(yùn)行。比如說(shuō)排水工程、消防設(shè)計(jì)、通風(fēng)設(shè)計(jì)、監(jiān)控設(shè)計(jì)等等；另外是隧道照明設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮環(huán)境條件、土建設(shè)計(jì)、交通狀況等等，設(shè)計(jì)過(guò)程中的影響因素較多，設(shè)計(jì)過(guò)程較為繁雜；最后是隧道工程具有一定

4、的特性，在設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮隧道的使用功能、通行量、規(guī)模大小、地質(zhì)條件等情況。2 市政隧道工程供配電系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)2.1 消防負(fù)荷雙電源末端切換的合理設(shè)計(jì)在市政隧道工程中都會(huì)涉及到防火設(shè)計(jì)，保證能及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患，及時(shí)撲滅，使用的主要就是消防設(shè)施和火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)時(shí)是否應(yīng)該采用雙電源末端切換的方式來(lái)保證防火系統(tǒng)的安全運(yùn)行非常重要，雖然相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)此沒(méi)有進(jìn)行明確規(guī)定，但是作者認(rèn)為要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行綜合考慮。如果使用此種模式將會(huì)使低壓柜出現(xiàn)回路，增加電纜的使用數(shù)量，增大供電面積，造成工程成本的大幅度增加，且由于隧道內(nèi)的環(huán)境特殊，容易對(duì)末端切換箱造成腐蝕和損壞，影響切換功能，但是使用此種模式之后

5、，可以在一路電纜發(fā)生故障時(shí)，仍可由另一路繼續(xù)供電，保證供電安全。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，隧道內(nèi)的電纜基本都處于并列鋪設(shè)的狀態(tài)，一旦其中一條發(fā)生機(jī)械破壞，其他也會(huì)受到影響，且每條電纜都有短路保護(hù)裝置，過(guò)流損壞的現(xiàn)象較少，為了防止鼠害，還可以采用鎧裝電纜。除此之外，在供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，隧道工程變電所內(nèi)都會(huì)設(shè)置兩路電源，采用單母線(xiàn)分段聯(lián)絡(luò)的接線(xiàn)模式，在消防負(fù)荷的首端采取雙電源自動(dòng)切換的設(shè)計(jì)方式，使用電纜放射式供電，這樣一來(lái)，可以加強(qiáng)供電的可靠性。2.2 變壓器的容量選取市政隧道工程中所用到的電力設(shè)備較多，變壓器是其中的關(guān)鍵，在設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)變壓器的容量選取要科學(xué)合理，只有這樣才能保證供電安全。變壓器容量的選擇要

6、根據(jù)實(shí)際的情況來(lái)確定，最常用的選擇方法是對(duì)隧道變電所的總負(fù)荷進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)量，然后用兩臺(tái)容量相同的變壓器進(jìn)行分別承擔(dān)，每臺(tái)變壓器承擔(dān)一半的負(fù)荷，一旦其中一臺(tái)變壓器發(fā)生問(wèn)題時(shí)，可以先由另一臺(tái)進(jìn)行承擔(dān)，此種方法要求變壓器容量選取時(shí)要按照整體負(fù)荷量來(lái)確定，這樣就出現(xiàn)了超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的情況，對(duì)變壓器損傷較大。除此之外，隧道內(nèi)的用電負(fù)荷主要集中于照明和通風(fēng)兩方面，在設(shè)計(jì)時(shí)分長(zhǎng)期和短期，由于隧道的不同，長(zhǎng)短期之間的規(guī)劃設(shè)計(jì)量會(huì)存在著較大的差異，在進(jìn)行變壓器選取時(shí)會(huì)造成一定的容量浪費(fèi)，所以在設(shè)計(jì)時(shí)建議先按短期負(fù)荷進(jìn)行設(shè)計(jì)，一旦發(fā)生變化，可以通過(guò)更換大容量變壓器或者是增設(shè)變壓器來(lái)滿(mǎn)足用電需求，單臺(tái)變壓器的容量要能承受

7、全部一級(jí)負(fù)荷，變壓器的負(fù)載率在0.60.8之間，在變壓器容量選取時(shí)還要考慮到環(huán)境因素的影響，降低溫度可以提高變壓器的輸出功率，減少對(duì)變壓器的損耗。2.3 變壓器的保護(hù)裝置設(shè)計(jì)在供配電系統(tǒng)中，保護(hù)裝置是保證電力系統(tǒng)運(yùn)行安全的關(guān)鍵，變壓器的保護(hù)裝置多采用斷路器，對(duì)于負(fù)荷開(kāi)關(guān)加熔斷器的模式采用的較少，但作者根據(jù)對(duì)比得出，后者優(yōu)點(diǎn)較多，更為實(shí)用。實(shí)際用電過(guò)程中，使用開(kāi)關(guān)進(jìn)行負(fù)荷切換的現(xiàn)象發(fā)生較多，短路保護(hù)發(fā)生的相對(duì)較少。負(fù)荷開(kāi)關(guān)加熔斷器的形式可以由負(fù)荷開(kāi)關(guān)來(lái)進(jìn)行負(fù)荷切換，由熔斷器來(lái)進(jìn)行短路保護(hù)，且限流熔斷器可在10ms內(nèi)完成保護(hù)，應(yīng)用前景廣闊，有些城市還對(duì)此進(jìn)行了明文規(guī)定。比如說(shuō)深圳市供電部門(mén)規(guī)定：?jiǎn)?/p>

8、臺(tái)變壓器容量不大于1600kva時(shí)，保護(hù)措施采取負(fù)荷開(kāi)關(guān)加熔斷器的形式，當(dāng)單臺(tái)變壓器的容量大于1600kva時(shí)，可以采用斷路器進(jìn)行保護(hù)，對(duì)于公路隧道，要根據(jù)實(shí)際情況和相關(guān)規(guī)范進(jìn)行針對(duì)性的選取保護(hù)方案，根據(jù)10kv供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范中的要求，對(duì)于容量不大于500kva的配電變壓器，可以采用高壓熔斷器來(lái)保護(hù)，當(dāng)配電變壓器的容量高于500kva時(shí)，適宜使用高壓斷路器。2.4 應(yīng)急電源設(shè)計(jì)公路隧道要注意事故隱患的防范，需要設(shè)置應(yīng)急電源，應(yīng)對(duì)突發(fā)情況，保證應(yīng)急照明、消防用電、監(jiān)控設(shè)備等正常工作。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)急電源選取要根據(jù)隧道的應(yīng)急負(fù)荷類(lèi)型、轉(zhuǎn)換時(shí)間、具體的工作時(shí)間等方面進(jìn)行綜合考慮。在通常情況下，用于隧

9、道應(yīng)急電源的有以下四種，來(lái)自電網(wǎng)本身的與饋電回路分開(kāi)的電源、采用柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組的應(yīng)急電源、利用蓄電池作為電源、組合類(lèi)型的應(yīng)急電源，在進(jìn)行電源選擇時(shí)最主要的就是安全可靠，尤其是一些地理環(huán)境復(fù)雜，隱患較大的隧道工程，在具體設(shè)計(jì)時(shí)要采取多種應(yīng)急電源，增加可靠性。比如說(shuō)一些長(zhǎng)度較大的隧道，如果只采取柴油發(fā)電機(jī)組作為應(yīng)急電源，雖然可以不受供電時(shí)間的影響，但是需要的轉(zhuǎn)換周期相對(duì)較長(zhǎng)，在15s左右，為了解決這一不足之處，在設(shè)計(jì)時(shí)可以添加蓄電池應(yīng)急電源，來(lái)維持過(guò)渡期的電量需求，形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。2.5 低壓斷路器的失壓脫扣器設(shè)計(jì)為了保證隧道的供電安全，在具體設(shè)計(jì)時(shí)，可以使用低壓斷路器的失壓脫扣器附件，一旦發(fā)生問(wèn)題

10、，將會(huì)減去一些非重要負(fù)荷，保證重要負(fù)荷供電的穩(wěn)定性，但是這種裝置有些環(huán)節(jié)需要人工操作，并沒(méi)有形成自動(dòng)化的模式，麻煩較大。除此之外，失壓脫扣器處于長(zhǎng)時(shí)間帶電的狀態(tài)，噪音較大，浪費(fèi)電能，對(duì)隧道環(huán)境要求較高，一旦過(guò)于潮濕或者電網(wǎng)電壓升高，就會(huì)燒壞失壓脫扣器，針對(duì)于這種情況，建議在設(shè)計(jì)時(shí)將重要負(fù)荷和非重要負(fù)荷設(shè)計(jì)在不同的母線(xiàn)之上，當(dāng)突然失電時(shí)，跳掉非重要負(fù)荷母線(xiàn)總進(jìn)線(xiàn)斷路器，然后由應(yīng)急電源對(duì)重要負(fù)荷進(jìn)行供電。3 結(jié)束語(yǔ)市政隧道工程中的供配電系統(tǒng)尤為重要，是保證隧道安全運(yùn)行，應(yīng)對(duì)突發(fā)情況的關(guān)鍵設(shè)施，在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中要注重安全性、可靠性、簡(jiǎn)捷方便、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，這就要根據(jù)隧道的實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行相關(guān)設(shè)備的選擇和方式的確定。除此之外，設(shè)計(jì)人員還要多參考一些供配電的新技術(shù)和成功案例，