广州芳村高尔夫地块电缆隧道供电方案设计探讨

2018-10-30苏校冰

科技与创新 2018年20期

苏校冰

苏校冰

（广州电力设计院有限公司，广东广州 510610）

随着中国经济的高速发展和城市现代化建设要求的提高，在城市电力工程中越来越多地开始采用隧道敷设电力电缆。根据电缆隧道工程的特点，结合广州芳村高尔夫地块电缆隧道工程供电方案设计，对电缆隧道的外接电源主接线、工作井配电房配电装置的布置等进行了探讨。

电缆隧道；供电方案；主接线；配电装置

供电系统作为电缆隧道最重要的基础设施之一，其安全性、可靠性和经济性备受关注。本文结合实际工程，简要探讨了电缆隧道供电方案的设计。

1 工程概况

芳村高尔夫地块电缆隧道位于广州市荔湾区，隧道内敷设龙溪变电站110 kV进线电缆及10 kV馈线电缆，全长约 3 km。全线除过规划河涌路段采用顶管法施工外，其余均为明挖施工。整个工程共设12座工作井，其中2号、11号井位顶管始发井，不设置出入口，3号、5号、10号工作井预留高低压供配电设备用房。芳村高尔夫电力管廊总平面布置简单示意图如图1所示。

图1 芳村高尔夫电缆隧道总平面布置示意图

2 负荷等级及供电要求

2.1 负荷等级

根据对供电可靠性要求和中断供电在社会、经济上所造成的损失或影响程度，并充分考虑电缆隧道的特殊性，本工程负荷等级分类如下。

二级负荷：消防报警系统、弱电控制系统、应急照明系统、风机、水泵等。

三级负荷：隧道区间以及工作井机房普通照明和检修电源等。

2.2 不同级别负荷供电要求

二级负荷供电要求：二级负荷由变电所低压负荷母线提供一路电源供电。弱电控制系统自带UPS供电，为各系统用电提供后备电源。应急照明采用自带蓄电池照明灯具，有各自带蓄电池提供后备电源。

三级负荷供电要求：由变电所低压负荷母线提供一路电源供电。

3 供电方案设计

3.1 供电电源

根据供电电源电压等级的不同，通常有2种方案。

方案一：隧道全线供电仅设380 V电压等级，每个工作井就近接取2路独立的公用380 V电源线路为隧道供电。此方案低压电源需求量较多，电源可靠性评估工作量大，且隧道一般都是沿城区市政道路建设，附近低压380 V公用线路较少，因此，电源点的获取难度较大。

方案二：隧道由2路10 kV电源供电，在工作井内降压至380 V使用。此方案电源数需求量较少，容易从10 kV公共线路上获取，且10 kV电缆可敷设在隧道内，避开了外部的地下管网，避免外部原因引起的故障。

通过上述对比分析，本隧道工程供电电源采用方案二，由就近的开关房或综合房接取2路来自不同变电站或同一变电站不同母线段的10 kV电源为隧道供电。

3.2 电气主接线

常规电缆隧道一般沿线呈线性长距离分布，可采用双侧10 kV环网式配电方案。由于本隧道工程沿线呈非线性布置，双侧10 kV环网式接线并不可行。因此，根据本隧道工作井的布置特点，参考广州供电局业扩接入方案编制规范，并征询项目所属地区供电局的意见，具体接线方案如图2所示。

3.3 供电半径及负荷统计

根据本隧道工程工作井的分布情况，供电半径确定如表1所示。

图2 隧道10 kV供电系统主接线图

表1 供电半径划分统计表

专变房供电区段供电半径/m 5号工作井A—B670 A—C572 5号工作井A—D505 A—E495 10号工作井F—B470 F—D518

根据各负荷的类型，可分别计算出隧道沿线各工作井的计算负荷。本文略去各负荷容量资料及计算过程，直接列出计算结果，如表2所示。

表2 工作井计算负荷统计

工作井编号计算容量/ kVA配变容量/ kVA正常运行负载率 /（%） #5工作井1473150.46 1543150.49 #10工作井942000.47 842000.42

4 工作井配电房布置方案

电缆隧道配电装置的布置一般有2种形式：①选用由SF6负荷开关柜、干式变压器、低压开关柜组成的分散式配电装置；②选用集成度较高的预装式变电站（简称“箱变”）。选用分散式配电装置的优点是易于选用各种定型的设备，缺点是占地面积较大；选用箱变的优点是占地面积较分散式配电装置小，缺点是存在一定的火灾隐患，出线间隔扩展裕度小，检修空间较小。在设计工程中，充分考虑本电缆隧道工程的特殊性，并听取业主及运行单位的需求后，确定采用分散式配电装置。3号工作井高压室位于负一层，房内设置2段独立10 kV母线，每段母线配置4面10 kV全绝缘全密封环网柜，分别为1面进线断路器柜、1面计量柜和2面负荷开关柜。3号工作井高压室平面布置图如图3所示。

5号工作井专变房位于负一层，房内配置2台315 kVA干式变压器（带外壳），2面10 kV负荷开关柜，2面10 kV带熔断器负荷开关柜，9面抽屉式低压开关柜。由于受该工作井负一层层高2.5 m限制，低压开关柜须采用非标设备，要求柜体高度不大于1.6 m。5号工作井专变房平面布置图如图4所示。10号工作井专变房位于负一层，房内配置2台250 kVA干式变压器（带外壳），2面10 kV负荷开关柜，2面10 kV带熔断器负荷开关柜，6面抽屉式低压开关柜。10号工作井专变房平面布置图如图5所示。

图3 3号工作井高压室平面布置图（负一层）

图4 5号工作井专变房平面布置图（负一层）

5 结论

电缆隧道的供电方案一直以来都是设计评审专家们关注的焦点之一。安全、可靠的供电方案是隧道能否顺利设计、成功修建、良好运营的关键因素之一。本文以具体的工程实践为依据，较详细地介绍了电缆隧道供电方案的设计工作，具有一定的工程参考价值。每一条电缆隧道都有各自不同的特点，我们应该结合实际工程情况，在做好充分调研的基础上，提出与论证不同的供电方案的可行性、可靠性、经济性，使电缆隧道得以安全、经济地建设、运营和管理。