1、設計原則
(1)設備選用國內先進或國際先進通用產品,非標設備必須是經過鑒定和實際可靠的 產品。
(2)與有關部門及有關專業(yè)一致。(3)安全可靠便于維護管理。(4)便于施工安裝、節(jié)能,投資規(guī)模經濟合理。
2、隧道用電負荷等級
(1)隧道基本照明、應急照明、防災用的射流風機及隧道消防、監(jiān)控設備負荷等級為 一級;
(2)隧道日常通風用的射流風機及隧道加強照明用電負荷等級為三級。
3 供電設計
(1)變電所設置位置以及供電范圍
隧道采用傳統(tǒng)供電方式,即在隧道口設置變電所,通過低壓電纜進入隧道內給設備供電。 具體的變電所設置圖表 1。
(2)電源
電源取自當地電力部門提供的 10 kV 變電所。根據常規(guī)供電設計界面,地方電力部門至 本隧道洞外 10 kV 變電所的外線設計不在本設計合同范圍內,只估算工程量。
根據國內通常設計經驗,隧道運營電源可充分利用隧道土建施工用電源線路,本設計只
考慮隧道變電所與施工用電源接入點的數量統(tǒng)計。
為保證一級負荷的可靠供電,在隧道變電所內設置一路市電+柴油發(fā)電機組供電。柴油 發(fā)電機組主要用于市電停電時,對隧道防災射流風機和隧道基本照明(含應急照明)、監(jiān)控 設施及消防設施的應急供電。隧道通風及隧道照明各用一臺變壓器供電。
為避免電源轉換期間隧道內因停電而發(fā)生交通事故,在各變電所內分別設置 1 臺 EPS 電 源與柴油發(fā)電機作為隧道應急照明及重要消防設備與監(jiān)控的應急電源。
(3)無功補償在變電所低壓側進行無功補償,功率因數補償不低于 0.92。(4)電氣主接線變電所從地方電網引一路 10KV 電源,高壓側采用單母線不分段運行方式,風機變壓器
低壓側采用單母線不分段運行方式,照明變壓器低壓側采用單母線分段運行方式,計量方式 為高供高計。針對地埋式變電站,高、低壓側均采用單母線不分段運行方式。
(5)設備選擇
設備應采用先進、可靠、維護性小的設備,并且為今后設備擴容留有余地。高壓柜采用 緊湊型中壓環(huán)網柜,開關和所有帶電部件被永久密封在充有 SF6 氣體的殼體中,具有占地小、 運行可靠等優(yōu)點。
變壓器采用非晶合金變壓器,低損耗、低噪音,沒有任何液晶介質并具有優(yōu)良的防火性
能;抗負載變化和過載能力強,節(jié)省空間,運行安全。
低壓柜采用抽屜式開關柜,體積小,出線回路多,安裝方便,維護安全可靠。
地埋式變電站箱體應便于組裝且方便更換損壞的部件,高壓柜采用負荷開關柜,結構緊
湊、體積小、組合方便。低壓柜采用固定式開關柜。
EPS 輸出交流 50Hz380/220 電源,后備時間為 60 分鐘。(6)防雷接地 變壓器中性點的工作接地、保護接地及雷電保護接地共同使用沿變電所周圍埋設的一組
接地裝置,電氣系統(tǒng)的工頻接地電阻值不應大于 4Ω,若達不到要求時,可增加接地極。 變電所為三類防雷建筑物,接地采用 TN-S 接地方式,建筑物接地和電氣設備接地共用
一套接地裝置,變電所內所有不帶電的金屬外構件、設備外殼均需可靠接地。 (7)接線方式
高壓開關柜采用電纜下進線接線方式,高壓出線柜至變壓器高壓側采用電力電纜經電纜
溝敷設;變壓器低壓側至低壓進線柜采用封閉母線上進線,低壓柜出線為下出線。
3.4 配電設計
(1)配電方式
隧道射流風機采用放射式的配電方式,1 臺射流風機配置 1 根電纜。根據變電所設置位 置確定射流風機配電電纜引入位置。在隧道每組射流風機處設置動力配電箱便于維護和檢 修。
隧道照明設施采用放射式加樹干式的配電方式,根據變電所設置位置確定照明設施配電
電纜引入位置。各隧道內照明配電箱的設置情況如下:1) 在隧道行車方向左側側璧每隔 200m 設置 1 臺基本照明配電箱。2) 在進口加強照明段和行車方向出口段各設置 1 個加強照明配電箱。加強照明配電箱
用于加強照明配電電纜的分支和現(xiàn)場操作需要;
照明配電回路的配置根據隧道照明控制要求配置不同的回路。隧道照明主電纜和分支電
纜分支接頭均采用絕緣穿刺線夾。3)應急照明配電電纜由變電所 EPS 電源直接引出,橫洞照明從應急照明回路引電。 4)在水泵房內設置 1 套消防水泵啟動箱,隧道消防水泵采用直接啟動方式。 (2)配電電纜材料選擇和敷設方式 隧道射流風機配電電纜采用電纜溝敷設,各電纜至相應風機吊掛處時,通過隧道二次襯
砌內的預埋管引至射流風機電機。由于隧道內射流風機均按防災考慮,因此射流風機電纜采 用耐火電纜。
隧道照明主電纜敷設在隧道電纜溝內,照明分支電纜敷設在隧道兩側壁和隧道拱頂中央 位置電纜橋架內。敷設在電纜橋架內的應急照明回路分支電纜采用耐火型,其余照明回路電 纜采用阻燃型。
消防水泵電纜采用埋地敷設方式,穿管保護,電纜選用鎧裝電纜。
本著防盜和節(jié)約的原則,本工程中銅電纜作為供電電纜。承包商所選用的銅電纜導體材 料的性能須優(yōu)異,須提供國家權威機構的檢測報告,電纜敷設安裝應參照國家建筑標準圖集 《民用建筑電氣設計施工 D800-6~8》的要求。
(3)通風和照明控制方式
隧道的通風和照明采用就地手動、遠程自動/手動三種控制模式,由隧道監(jiān)控系統(tǒng)提供 控制信號至通風/照明配電柜。
消防控制:在高位水池和低位水池處設置水位檢測電氣元件:浮球式液位傳感器。由安 裝在高位水池的浮球式液位傳感器給出水位上、下限信號,自動啟停水泵;并在水泵房蓄電 池內設置水位下限信號避免電機空轉。同時,將水泵回路的電流信號反饋給隧道監(jiān)控系統(tǒng), 避免水泵電機長時間空載運行。
3.5 變電所電力監(jiān)控系統(tǒng)?(1)設計原則1 符合國家有關標準,滿足業(yè)主的要求。2 系統(tǒng)應滿足先進性、實用性、可靠性和經濟性的要求。
3 電力監(jiān)控系統(tǒng)數據可與交通工程隧道監(jiān)控制系統(tǒng)共享。4 系統(tǒng)具有良好的通用性、擴展性、開放性和兼容性。(2)系統(tǒng)構成 電力監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式系統(tǒng)結構,整個電力監(jiān)控系統(tǒng)按照中控級、站控級、間隔
級三級配置的原則進行配置。中控級設備包括一套總級監(jiān)控系統(tǒng),監(jiān)控計算機布置在隧道管 理所監(jiān)控室內,為變電所及地埋式變壓器內的電氣設備監(jiān)視、測量、控制的中心。站控級設 備包括一套站級監(jiān)控系統(tǒng),通信管理機布置在隧道變電所控制室內(地埋式變壓器電力監(jiān)控 系統(tǒng)布置在定制的配電柜內),為變電所設備監(jiān)視、測量、控制的中心,實現(xiàn)該變電所的無 人值守。間隔層按不同電壓等級和電氣單元劃分,在站控層及網絡失效的情況下,間隔層仍 能監(jiān)測和控制斷路器的分合。且間隔層裝置均能直接上網,間隔級 10 kV 保護測控設備與 0.4 kV 測控保護裝置,全部分散安裝在各開關柜上,EPS 電源、柴油發(fā)電機組自配監(jiān)控模塊和通 信模塊。
(3)系統(tǒng)的主要功能1 分系統(tǒng)負責實時數據的采集、處理、傳送以及控制命令的執(zhí)行。a. 采集及發(fā)送狀態(tài)信息,如刀開關、負荷開關的位置信號、故障信號等。b. 采集及發(fā)送電度量信。c. 采集及發(fā)送數字量信息。d. 接受及執(zhí)行遙控命令并向主系統(tǒng)發(fā)送反饋信息,如斷路器合閘、接觸器合閘等。 e. 應有故障自診斷能力。f. 變電所微機監(jiān)控系統(tǒng)的遙測、遙信及遙控的具體對象,見提供的設計圖。2 分系統(tǒng)應具有可接入便攜式微機,對系統(tǒng)實現(xiàn)就地遙測、遙控、設定或修改設備參
數,查看或修改 EEPROM 中的內容等功能。3 系統(tǒng)應負責對分系統(tǒng)發(fā)送的實時采集數據和中心計算機系統(tǒng)發(fā)出命令的接收、處理、
存儲、數據計算、以及電氣量和設備狀態(tài)的顯示、打印、遠方控制及自診斷能力。 4系統(tǒng)的硬件、軟件設備和材料,應選用可靠性高,成熟。先進的產品,便于運行、維 護、擴充和升級,系統(tǒng)性能應滿足下列技術要求:系統(tǒng)平均無故障工作時間 MTBF>10000 小
時。 (4)監(jiān)控范圍
1 對變電所的 10KV 進出線、變壓器、低壓進線開關以及 380V 配電線路的運行工況進 行監(jiān)視、測量;對 380V 出線斷路器進行狀態(tài)檢測,即實現(xiàn)遙信、遙測、遙控、遙視功能。
2 應急 EPS 電源、直流屏、電源柴油發(fā)電機組的運行狀態(tài)。 (5)系統(tǒng)硬件、軟件配置1 每個分系統(tǒng)由智能遙信單元、智能遙測單元、智能遙控單元、電動脈沖輸入單元以 及分站通信單元及一套直流電源裝置構成。各智能單元用通信網連接,每個智能單元分
別安裝在變電所的柜內。2 主系統(tǒng)為隧道管理站控制室計算機控制網絡。系統(tǒng)設電力監(jiān)控工作站,分別對各 隧道變電所進行遙測、遙信、遙控管理。3 軟件包括系統(tǒng)軟件、支持軟件和應用軟件。配備模塊化實時數據采集、監(jiān)控程序、 應用數據庫及支待軟件。專用軟件采用技術成熟的軟件包。4 人機界面應滿足變電所監(jiān)控系統(tǒng)和中心監(jiān)控系統(tǒng)的總體要求,應具有全中文顯示功 能。應包括:彩色 CRT 菜單顯示,主要電力設備運行模擬圖形顯示,系統(tǒng)運行、告警打
印記錄。5 變電所微機監(jiān)控系統(tǒng)配置圖、主要設備及材料的規(guī)格、數量見提供的設計圖。承包
人詳細設計一套變電所微機監(jiān)控系統(tǒng)方案。6 在低壓進線柜及市電和柴油發(fā)電機電源轉換開關柜設置“遙信、遙測、遙控”接口。 7 低壓出線柜設置“遙信、遙測、遙控”接口;在低壓補償柜內設置 0.4KV 電容柜自
動投切裝置。8應急 EPS 電源、直流屏、柴油發(fā)電組的數據采集傳輸至隧道電力監(jiān)控系統(tǒng)的通信管理
裝置。9 在高壓出線柜設置微機綜合測控裝置。10 在干式變壓器處設置干變溫度控制器。微機綜合測控裝置、應急 EPS 電源、直流屏、柴油發(fā)電組以及干變溫度控制器、0.4KV
電容柜自動投切裝置等均提供 RS485 接口,MODBUS 標準協(xié)議;TCP/IP 標準協(xié)議通信管理裝 置均提。
5 施工注意事項 (1)電氣設備安裝應符合《電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范》相關內容。 (2)電纜橋架須采用工廠生產的成套產品。 (3)電纜敷設應滿足《電纜線路施工及驗收規(guī)范》(GB50168-92)的要求。 (4)注意各接地扁鋼、接地線纜等接地系統(tǒng)的有效連接,不得漏埋漏接、假連接等。 (5)從風機吊掛處預埋管口至風機接線盒的電纜表面應刷防火漆。
(6)洞內外所有預埋管件注意預穿牽引鐵絲,并注意土建施工后保證預埋管件的暢通。
6 計量范圍?(1)本冊工程量為隧道運營供配電系統(tǒng)。 (2)隧道供配電系統(tǒng)工程量從電纜終端桿開始計算,電纜終端桿及以前的電力工程不
在本設計范圍內。