隧道供配电系统设计

隧道供配电系统设计.一般规定1供配电系统的设计内容

1.1隧道供配电系统的设计内容包括高压输电线路、高压配电系统、低压配电系统、备用电源系统、变电所、电力设备的选型等设计内容不同的隧道，其供配电系统的设计规模、设计内容不尽相同，应依据拟建项目的实际状况及隧道交通工程级别合理确定隧道供配电系统的设计内容供配电系统的设计原则

1.2应做到保障人身平安、供电牢靠、技术先进和经济合理应符合国家现行的有关标准和规范的规定必需从全局动身，统筹兼顾，依据负荷性质、用电容量、工程特点犯地区供电条件，合理确定供配电系统的设计方案供配电系统的设计应依据工程特点、规模和发展规划，做到远近期结合，以近期为主应采纳符合国家现行有关标准的效率高、能耗低、性能先进的电气设备产品.隧道负荷分级及供电要求2隧道重要电力负荷分级

2.1）便利凹凸压进出线2）便利设备运输及搬运3）不应设置在地势低洼和可能积水的场所4）应避开建筑物的沉降缝、伸缩缝等位置5）不宜与有防电磁干扰要求的设备及机房贴邻或正上下方6）远离多尘或污染环境7高压系统继电爱护和变电站综合自动化

6.4继电爱护和自动装置的设计应以合理的运行方式和可能的故障类型为依据，应设有主爱护、后备爱护和设备异样运行爱护装置，并应满意牢靠性、选择性、灵敏性和速动性四项基本要求）变压器爱护小于变压器，宜采纳负荷开关容断器爱护,1400kVA变压器宜采纳负荷开关容断器或断路器爱护，400kVA-800kVA lOOOkVA及至的变压器宜采纳断路器爱护1600kVA由断路器爱护的变压器宜配置以下继电爱护装置（见原理图）带时限的过电流爱护；a.电流速断爱护；b.低压侧单相接地爱护；c.干式变压器温度爱护d.）线路爱护26-10kV带时限的过电流爱护；a.电流速断爱护；b.低压侧单相接地爱护；c.）操作电源正常运行时应保证断路器的合闸跳闸；电网故障断电时，3应能保证继电爱护系统牢靠工作和应急照明用电沟通操作系统一般出线回路少于路，变压器总容量不大于a.64000kVA的中小型变电站，操作电源可采纳沟通操作沟通操作电源可由变压器或电压互感器供电，也可由供电EPS直流操作系统一般大型变电站采纳由特配的直流电源屏供电其b.容量应能保证操作机构分合闸动作，各开关柜信号和继电器等牢靠工作无人变电站供电持续时间不小小时2）变电站综合自动化系统是目前先进的工业计算机限制技术在电力供4配电系统中的胜利运用，它完全代替了落后的继电器技术，是实现变电站无人值班的最合理牢靠途径系统主要特点和组成系统具有高牢靠性、敏捷性、可扩展性以及系a.统构成和维护的简易性系统响应快速，通用性强，可操作性强,抗干扰实力强大屏幕液晶显示，中文操作菜单，简便直观具有完善的自检自校功能，模块化结构，维护检修快捷便利系统由单元监控装置，通讯管理机和综合自控中心组成单元监控装置是仪表式箱体结构，将爱护、测控、扩展继电器集于一b.体，节约大量二次配线，缩小了安装空间其功能如下对线路、变压器、电动机、电容器、分段开关等有爱护功能；能满意电流、电压、功率、频率、功率因数等电量的测信功能；对各种断路器的合闸、跳闸有限制功能及开关位置指示功能；有标准的以太网通信/RS485接口，满意遥测遥控功能通讯管理机:每座变电站装一台通讯管理机，集合若干个分散的单元监c.控装置的信号，通过光纤中转送至综合自控中心综合自控中心:也称管理层，负责系统的信号处理和后台监控管理、操d.作、维护等功能是正个自动化系统的监控平台和人机对话的窗口，主要完成各种画面监视，图形曲线^用、限制吩咐的下达，各种报表、数据库的生成，管理、打印、事故报警、维护、故障诊断等功能柴油发电机系统设计

6.5）柴油发电机组的用途在马路隧道供电作为备用和应急运用柴油发1电机组平常处于停机等待状态，只有当主用电源全部故障断电后，应急柴油发电机组才起动运行供应紧急用电负荷，当主用电源复原正常后，随即切换停机）隧道供电作为备用时，一般只设置台应急柴油发电机组，在主用电21源，没有高压专线电源时，主用电源的牢靠性不高的状况下，可考虑选用台机组并联进行供电2）柴油发电机组设置负荷马路隧道供电主要考虑隧道基本中（含应急）3照明、消防设施、电源、监控设备、防灾风机供电的等负荷柴油发UPS电机组负荷）柴油发电机组的限制应急发电机组的限制应具有快速自起动及自动4投入装置当主用电源故障断电后，应急机组应能快速自起动并复原供电一般大、中型柴油机还须要预润滑及暖机过程，使紧急加载附的机油压力、机油温度、冷却水温度符合产品技术条件的规定;预润滑及暖机过程可以依据不同状况预先进行）应考虑不同容量柴油发电机组的进排风口位置和孔洞大小还应考虑5柴油机冬季加热防冻的电源问题马路隧道供电中多选用智能型柴油发电机机组，自动化程度比较高，集成性好的可削减设备的维护量不间断电源系统设计

6.5）不间断电源系统的分类电源、电源同称为不间断电源1UPS EPS系统）不间断电源系统的工作方式从功能上来说，不间断电源在市电2出现异样时，有效地净化电源；还可以在市电突然中断时持续肯定时间给设备供电，使你能有充裕的时间应付短暂的断电不间断电源按工作原理分成后备式、在线式与在线互动式三大类后备式不间断电源工作要有肯定的专换时间，才能投入运用（专换时间10ms左右）；在隧道供电中多用，在线式不间断电源工作方式在断电时可自动的投入运用（专换时间小干）能确保用电设备的正常工作4ms,）不间断电源马路隧道供电系统的设置隧道供电用电源、3UPS EPS电源采纳集中式供电配备方式用一两台较大功率的、UPS负载全部设备；协作供电系统低压开关一起工作EPS）、电源供电时间的选择4UPS EPS、的供电时间是由储能装置确定的，现在的一般都UPS EPSUPS.EPS用全密封的免维护铅酸蓄电他作为储能装置，电池容量的大小由“安时数（AH）”这个指标反映，其含义是按规定的电流进行放电的时间相同电压的电池，安时数大的容量大；相同安时数的电池，电压高的容量大，通常以电压和安时数共同表示电池的容量，如、、、12V/7AH12V/65AH12V/100AH）、电源运用范围隧道（应急）照明、消防设施、监控5UPS EPS设备、隧道管理站的随道监控中心的负荷供电）变电所消防要求66）变电所消防特点变电所配电装置室的耐火等级，不应低于二级1变电所配电装置室应设防火门，并应向外开启变电所柴油机室是消防的重点，要设置泡沫灭火器）变电所火灾报誉系统2报警系统的各组成a.火灾探溯器是组成火灾自动报警系统的重要组件，是系统的感觉器官，其作用是监视被爱护区域有无火灾发生若发觉火情，可将火灾的特征物理量，如温度、烟雾、气体和辐射光等转换成电信号，并马上动作，向火灾报警限制器发送报警信号火灾探测器依据探溯火灾参数的不同，可划分为感烟、感温、感光点型火灾探溯器的探测区域内的每个房间至少应设一只探侧器探侧器的爱护面积为平方米，爱护半603o6mo手动火灾报警按钮在每个防火分区至少应设置一只从一个防火分b.区的任何位置到最邻近的一个火灾报警按钮的步行距离不应大于米手30动火灾报警按钮宣设置在公效活动场所的出入口处，按钮应设置在明显的和便于操作的部位，安装在墙上时其底边距地高度宜为米，且应

1.3〜

1.5有明显的标记火灾报警限制器是火灾自动报警系统的重要组成部分，火灾报警限c.制器担负着为火灾报警供应稳定的工作电源监视探测器及系统自身的工作状态；接受、转换、处理火灾探测器输出的报警信号；进行声光报菩；并显示报警的详细部位刚好间.火灾限制的任务主变压器室、配电装置室、电容器室等重要场所d均应设置配套的离子感烟、定温报警探侧器，当变电所内有火灾发生或有烟气散发时，火灾报警主机发出报警声光信号井显示火灾地点或联动启闭消防设备和通风设施系统通过接点及数字通信接口接入变电站综合自动化监控系统，并遥信限制中心报警这就是自动报警系统的工作过程，从中可见其在整个消防系统中的重要性隧道供电常用配电设备

6.7）电源变压器隧道供电常用变压器有油式变压器和干式变压器1等油式变压器造价低、维护量大、防火性能差、受环境自然条件的限制多等缺点运用的越来越少近几年干式变压器发展较快，性价比好在隧道供电工程中经常选用，这里重点介绍干式变压器干式变压器在世界范围内得到快速的发展近几年来，随着我国现代化建设的发展，城乡电网负荷不断增加，干式变压器在我国得以广泛的应用它主要采月了环氧树脂真空浇注干式变压器制造技术，防火防潮，过载实力强，牢靠性能大大提高，削减变压器受环境自然条件影响等型户内金属铠装高压开关设备，系2KYN28A-12GZS1千伏三相沟通单母线及单母线系统的成套配电装置是工程

3.6〜1250Hz项目固定配受电，送电及大型高压电动机启动等，实行限制爱护、监测之用，开关柜满意、等标准要求，具有防止带负荷推拉断路IEC298GB3906器手车、防治误分、合断路器、防止接地开关处在闭合位置时关合断路器，防止误入带电隔室，防止在带电时误合接地开关的连锁五防功能既可配型真空断路器，也可配公司型真空断路器，实为ZN63A VS1ABB VD4一种性能优越的配电装置低压配电柜:目前有代表性常用的两种型式.3固定结构,大空间分隔的型主体分为仪表室和主控室,结构a.GGD简洁，操作维护简洁价格便宜是隧道工程用的较多的设备抽屉式配电柜功能单元采纳插入式结构，组合敏捷，检修维护便b.利价格较贵后面以云山特长隧道为例，讲隧道供配电系统和火灾自动报警系统设计表隧道重要电力负荷分级

2.1序号电力负荷名称负荷级别备注应急照明一级特殊重要负荷1火灾报警一级特殊重要负荷2机电监控一级特殊重要负荷3电光标记一级特殊重要负荷4基本照明一级5轴流风机一级6射流风机一级7消防泵一级8防火卷帘一级9加强照明二级10过渡照明二级11电拌热三级亦双电源供电12131415隧道是马路交通的要道，隧道的应急照明中断供电，隧道内突然漆黑一片，简洁出现车辆追尾、碰撞等重大交通事故，造成人员伤亡和交通堵塞隧道的交通监控设施、电光标记、通风及照明限制设施、紧急呼叫设施、火灾的检侧、报警、限制设施及中心限制设施中断供电，监控中心无法了解隧道的运行状况，对经过隧道的车辆难以刚好进行引导、指示、限制，将造成交通堵塞若此时隧道内发生火灾、交通事故等，监控中心将无法确定隧道内事故发生的详细位置，难以合理地调度人力、物力进行施救，将扩大事故的发生面，造成更严峻的政治影响和经济损失所以，上迷隧道电力负荷列为一级负荷中特殊重要的负荷其中，交通监控设施包括车辆辨别器、摄像机、区域限制单元、可变限速标记、车道指示器等隧道的消防水泵中断供电，在隧道发生火灾时，消防泵无法正常供水，火势难以得到限制，将造成更多的生命、财产损失，因此消防水泵列为一级负荷基本照明是指隧道照明系统中除入口段、过渡段、出口段加强照明以外，整座隧道按中间段亮度要求布设的照明灯组成的照明系统基本照明是维护隧道正常运行的主要设施当隧道长时间在低于基本照明的亮度条件下运行附，将影响行车平安，因此基本照明列为一级负荷满意排烟须要的隧道风机，可以将大量滞留在洞内的烟雾刚好排出洞外，保证行车平安，并且在火灾时可起到限制火势及烟雾漫延的作用，对争取救灾时间及保证人员平安撤离意义重大所以该部分风机列为一级负荷除作为一级负荷以外的其它射流风机在隧道正常营运时可以削减甚至消退隧道内的烟雾，保证行车平安所以该部分射流风机列为二级负荷隧道供电要求

2.2）隧道一级负苟的洪电电源应符合下列规定1隧道一级负荷应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏一级负荷容量不大时应优先采纳从邻近的电力系统取得其次低压电源，亦可采纳应急发电机组作为备用电源对于隧道一级负荷中特殊重要负荷，除上述两个电源外，还必需设置不间断电源装置（于即作为应急电源，并严禁将其它负荷接入应急供电系统）隧道二级负荷的供电系统，宜由两回线路供电在负荷较小或地2区供电条件困难时，二级负荷可由一回及以上专用的架空线路或电缆6kV供电当采纳架空线时，可为一回架空线供电；当采纳电缆线路时，应采纳两根电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受的二级负荷100%.电压等级选择与供电系统3电力线路合理输送功率和距离

3.1国家建筑标准设计图集04DX101-1电压线路型式输送功率输送距离架空线以下以下

0.38kV100kW

0.25km电缆线以下以下

0.38kV175kW

0.35km架空线以下6kV2000kW5〜10km电缆线以下以下6kV3000kW8km架空线以下WkV3000kW8〜15km电缆线以下以下lOkV5000kW10km架空线35kV2000〜1OOOOkW20〜50km架空线HOkV10000~50000kW200〜300km一般隧道常用配电电压线路，特长隧道有中部斜通道通风,配10/

0.38kV有大型轴流风机，此类工程应配电压为线路6kV10/6kV电源变压器位置应深化负荷中心，尽量缩短供电半径，降低电能损耗，

3.

2.节约有色金属，削减电压损失，满意供电质量要求配电系统应简洁牢靠，尽量削减配电级数，同一用户内，高压配电不

3.3宜多于级，低压

一、二负荷配电不宜多于级，三级负荷不宜多于级234一般都多，特殊是低压配电系统，应考虑在低压总进线母排下各分工程回路的进线开关设隔离开关配电系统不超过三级，不应理解为爱护级数不超过三级，配电级数与爱护级数不同，不按爱护开关的上下级个数《爱护级数》作为配电级数，而是按一个回路通过配电装置安排为几个回路的一次安排称作一级配电对于一个配电装置而言，总进线开关与馈出分开关合起来为一级配电，不因为它的进线开关采纳断路器或隔离开关而变更它的配电级数双电源供电的重要负荷，宜采纳同级电压供电当一路电源故障断电

3.4时，另一路电源应能满意工程全部

一、二级负荷供电配电线路设计

4.用电终端电压降

4.

1.正常运行状况下，宜不小于下列限制要求室内照明；±5%远处照明、应急照明、景观照明、道路照明+5%、-10%；一般电动机±5%电梯电动机±7%据以上要求，对配电线路不但载流量应满意用电终端负荷要求，而且要进行对配电线路用电终端电压降验算，也要满意用电终端负荷要求近距离小负荷一般选用线路载流量就可满意要求，大负荷、远距离用电负荷必需进行线路载流量和电压降两项指标验算，看是否满意其要求爱护装置与配电线路的合理协作

4.

2.配电线路的载流量必需大于爱护装置的整定电流LW

1.45IZ JGJ16-2008I WIKI,B Z线路计算电流I—B一熔断器额定电流或断路器整定电流In一导体允许持续载流量Iz—爱护电器在约定时间内的牢靠动作电流12供电质量措施

4.

3.）按负荷性质设置供电回路照明与动力负荷分开供电，消防、机电负1荷专用回路供电）低压系统供电应尽量保持三相负荷平衡照明负荷小于时，2220V40A可采纳单相供电，大于时，宜采纳三相供电照明220V40A380/220V系统中的每一单相分支回路电流不宜超过光源数量不宜超过个，16A,25大型建筑组合灯具每一单相分支回路电流不宜超过光源数量不宜超过25A,60个（LED光源出外）每一单相分支回路插座数量不宜超过10个，用于计算机电源插座数量不宜超过个5）提高功率因数在工程负荷集中区采纳电力电容器无功自动就地补偿，3补偿后的功率因数不应低于

0.9负荷计算

5.负荷计算的内容及用途

5.1）设备容量也称安装容量，是全部用电设备额定功率之和（不同时运1用的负荷除外），它是配电系统设计和计算的基础）计算容量按须要系数法计算出的负荷容量它是配电系统正常电源、2备用电源、无功补偿容量的依据也是计算各回路电流、选择变压器、开关设备和导线的据依计算内容除计算各回路容量和工程总容量外，还应分别计算特殊重要负荷和

一、

二、三各级负荷容量）计算电流是计算负荷在额定电压下的正常工作电流它是选择导体、3电器、计算电压偏差、工率损耗等的依据负荷计算的留意事项5,2）单台设备的容量一般取其铭牌上的额定功率1）短期或周期工作的用电设备，应将额定功率换算到统一负载持续2率的有功功率）照明的设备容量应是光源加附属设备之和3）组成用电设备总容量不包含备用设备容量4）消防设备和火灾切除设备容量比较，大者计入总容量5）不同时运用的季节性负荷（如空调和热风幕），取大者计入总容量6）负荷计算取值到小数点后一位就可以7）用电设备同时运用系数的确定8）电感式灯具和电子式灯具功率因数不一样，其计算容量相差较大9隧道照明负荷计算应考虑其因素光源类别cos6tan@白织灯卤鸨灯

1.

000.00电感式荧光灯

0.

501.73电子式荧光灯

0.95〜

0.98高压汞灯

0.40〜

0.

552.29〜

1.52高压钠灯

2.29〜

1.73金属卤化物灯

0.40〜

0.

552.29〜

1.52霓虹灯

2.29〜

1.73隧道变电站设计

6.隧道变电站型式及供电电源

6.1）箱式变电站适合以下隧道宜采纳单回路高压专线电源1600m+EPS备用电源的供电）隧道口外房建式变电站适合隧道』以下在隧2700m〜4000m300m道口外一端建一处房建式变电站，以上在隧道口外两端各建一处房1300m建式变电站宜采纳单回路高压专线电源+柴油发电机组+或备用UPS EPS电源的供电）隧道内横洞式变电站适合以上特长隧道应设置双回路高压34000m专线电源供电备用电源的供电+EPS）隧道内埋地式变电站适合以上特长隧道应设置双回路高压44000m专线电源供电备用电源的供电+EPS）隧道内斜井式变电站适合隧道内斜井大型轴流风机配电应设置双5回路高压专线电源供电备用电源的供电+EPS供配电方式

6.2）集中式供电（放射式供电）供电牢靠性高，故障发生后影响范1围较小，切换操作便利，爱护简洁，便于自动化，但配电线路和高压开关柜数量较多）分散式供电（树干式供电）配电线路和高压开关柜数量少，但故障2影响范围较大，供电牢靠性较差隧道变电站位置选择

6.3）接近负荷中心或大容量设备处隧道工程主要特点是射流风机和轴流1风机集中处负荷大，照明负荷分散,而且容量小变电站位置应靠近射流风机和轴流风机集中处。