城市地下綜合管廊的電氣設(shè)計和應(yīng)用

王金晶

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要:綜合管廊是一項(xiàng)重要的市政建設(shè)設(shè)施，能夠?yàn)楦鞣N管道的運(yùn)行提供的運(yùn)行空間。電氣設(shè)計是綜合管廊設(shè)計的重要組成部分，對綜合管廊設(shè)計效果具有直接影響。本文主要探討了綜合管廊的電氣設(shè)計，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作者提供借鑒。

關(guān)鍵詞:綜合管廊；電氣設(shè)計；措施

一、引言

近年來，隨著我國城市的不斷發(fā)展，促進(jìn)了市政建設(shè)設(shè)施的不斷完善，為我國居民生活創(chuàng)造了良好的生活條件，滿足了居民的生活需求。城市綜合管廊的建設(shè)美化了城市景觀以及功能，促進(jìn)了城市體系的完善。電氣設(shè)計對綜合管廊建設(shè)效果具有重要影響，因此還應(yīng)采取科學(xué)、合理的措施，加強(qiáng)綜合管廊的電氣設(shè)計水平。

二、綜合管廊電氣設(shè)計概述

綜合管廊工程作為綜合性地下建筑廊道，為電力、熱力、給水、通信以及燃?xì)夤芫€等敷設(shè)提供公共空間，通常情況下，在城市道路綠化帶下方，進(jìn)行綜合管廊的設(shè)置。電氣工程是綜合管廊工程的一項(xiàng)重要附屬工程，其主要包括供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電纜敷設(shè)系統(tǒng)以及接地系統(tǒng)等，能夠?yàn)檎彰?、排水、消防以及通風(fēng)系統(tǒng)提供電力，保證各項(xiàng)系統(tǒng)穩(wěn)定、安全的運(yùn)行。目前我國綜合管廊建設(shè)水平得到了有效的提升，也促進(jìn)了綜合管廊電氣設(shè)計水平，但是與發(fā)達(dá)國家相比，我國綜合管廊電氣設(shè)計水平仍然較低，為此還需要進(jìn)一步探討綜合管廊電氣設(shè)計。

三、綜合管廊的電氣設(shè)計措施

1.負(fù)荷分級及主要配電系統(tǒng)

在綜合管廊電氣設(shè)計過程中，還應(yīng)按照規(guī)定的負(fù)荷分級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計，屬于二級負(fù)荷設(shè)計的有天然氣管道艙的事故風(fēng)機(jī)、管道緊急切斷閥、監(jiān)控與報警設(shè)備、消防設(shè)備和應(yīng)急照明，其余均按照三級負(fù)荷進(jìn)行設(shè)計。對于主要供電系統(tǒng)，供電方式采用兩路獨(dú)立回線路，這種供電方式可以實(shí)現(xiàn)兩路電源同時工作，一路電源出現(xiàn)故障，由另一路電源運(yùn)行，避免出現(xiàn)停止運(yùn)行的情況。變配電所內(nèi)電器應(yīng)配置全面，包括10kv高壓配電裝置、2臺10/0.4KV干式變壓器。低壓側(cè)接線方式采用單母線分段方式，采用母線斷路器設(shè)置在兩端母線間，同時還應(yīng)設(shè)置電源自動切換。

2.供配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

綜合管廊配電站主要由三種形式，一是地上變配電房形式，二是地下變配電房形式，三是箱式變電站，在具體設(shè)計過程中，還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，科學(xué)、合理的進(jìn)行設(shè)計，一般情況下，在綠化帶下方建設(shè)綜合管廊，所以可以采用箱式變電站，設(shè)置在綠化帶下方，這種在設(shè)置可以獲得良好的景觀效果，還能夠節(jié)約土地。在管廊通風(fēng)井設(shè)備層內(nèi)，設(shè)置合適的設(shè)備，包括動力照明配電柜、應(yīng)急照明配電箱、管廊照明配電箱、監(jiān)控配電箱以及風(fēng)機(jī)控制箱，為防火分區(qū)的相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行供電。對于綜合管廊的應(yīng)急照明系統(tǒng)、燃?xì)馀擄L(fēng)機(jī)以及監(jiān)控設(shè)備等，應(yīng)采用雙電源供電方式，并設(shè)置成自動切換模式。

另外，還應(yīng)根據(jù)綜合管廊電氣配電要求，采用合適的供配電設(shè)備，保證其防護(hù)等級符合設(shè)備安裝要求，對于天然氣管線艙中，應(yīng)采用具有良好防爆性能的電氣設(shè)備。同時還應(yīng)合理的安裝供電設(shè)備，應(yīng)保證其易操作和維護(hù)。

3.電氣控制及保護(hù)

風(fēng)機(jī)采用的控制方式是手動和自動相結(jié)合，手動控制設(shè)置在風(fēng)機(jī)控制箱處，同時應(yīng)將通風(fēng)機(jī)控制開關(guān)設(shè)置在每個分區(qū)人員出入口處，監(jiān)控中心能夠獲取風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況，并遙控風(fēng)機(jī)的運(yùn)行。水泵采用的控制方式與風(fēng)機(jī)控制相同，PLC獲取水泵信號。采用監(jiān)控專業(yè)設(shè)備，對消防負(fù)荷配電箱的電源實(shí)時監(jiān)控。采用常規(guī)保護(hù)器，對低壓配電進(jìn)行保護(hù)，對于低壓系統(tǒng)總進(jìn)線開關(guān)，設(shè)置相關(guān)的保護(hù)措施，包括接地故障保護(hù)、短路速斷、過負(fù)荷以及延時速斷等；對于電動機(jī)，設(shè)置缺相保護(hù)、短路故障保護(hù)以及接地故障保護(hù)等，對于潛水電機(jī)，設(shè)置滲漏保護(hù)、家溫度保護(hù)等。在配電所內(nèi)，還應(yīng)設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，由于電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)對配電回路及相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，一旦發(fā)生漏電等事故，能夠及時的發(fā)出警報，并傳至消防控制中心，緊急進(jìn)行處理。

4.照明系統(tǒng)設(shè)計

照明系統(tǒng)是綜合管廊電氣系統(tǒng)的重要組成部分，因此應(yīng)按照一定的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行照明系統(tǒng)的設(shè)計，具體應(yīng)按照以下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計，如下表所示：

綜合管廊照明系統(tǒng)設(shè)置過程中，還應(yīng)采用合適的照明燈具，應(yīng)采用T5型防水防潮熒光燈，對于應(yīng)急照明燈具，可以適當(dāng)?shù)慕档驼斩龋话銥檎Ｕ彰鞯?1/3，并由EPS進(jìn)行供電，同時對應(yīng)急時間，還應(yīng)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，一般不少于90min。同時采用的燈具，其防護(hù)等級應(yīng)達(dá)到要求。在防火通道、管廊出入口以及進(jìn)料口，設(shè)置標(biāo)志燈，并由EPS進(jìn)行供電。在照明配電箱上，照明燈具的控制方式是手動和自動相結(jié)合的方式，或者也可以采用PLC進(jìn)行控制，火災(zāi)發(fā)生時，火災(zāi)自動報警系統(tǒng)聯(lián)動控制會切斷照明設(shè)施，并啟動應(yīng)急照明。

5.防雷接地系統(tǒng)設(shè)計

綜合管廊防雷接地系統(tǒng)主要感應(yīng)雷保護(hù)，因此可以采用浪涌保護(hù)器。并且可以采用綜合接地系統(tǒng)，將各種用電設(shè)備與接地保護(hù)線進(jìn)行連接，控制綜合接地電阻，應(yīng)控制在1歐姆范圍之內(nèi)。綜合管廊內(nèi)部還應(yīng)形成一個立體、閉合的接地整體，因此可以將綜合管廊的結(jié)構(gòu)主筋焊接聯(lián)通。

四、AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺

1.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、高效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(qiáng)、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(yùn)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。

2.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(dá)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)、防火門監(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(jī)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(jìn)行進(jìn)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、高效、有序的要求。

3.平臺拓?fù)鋱D

4.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(jī)保護(hù)裝置及多功能儀表進(jìn)行保護(hù)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(shí)時監(jiān)控高低壓供配電系統(tǒng)開關(guān)柜、變壓器微機(jī)保護(hù)測控裝置、發(fā)電機(jī)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?xì)怏w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(jī)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(dá)監(jiān)控

馬達(dá)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)對管廊電機(jī)的保護(hù)、遙測、遙信、遙控功能，實(shí)現(xiàn)對電機(jī)過載、短路、缺相、漏電等異常情況的保護(hù)、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、防火門狀態(tài)傳感器，接入消防疏散照明以及指示燈具的狀態(tài)實(shí)時顯示，并且對UPS的蓄電池溫度、內(nèi)阻進(jìn)行實(shí)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

①防火分區(qū)單獨(dú)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(qiáng)制打開驅(qū)動器回路。

②廊內(nèi)上方安裝智能照明傳感器，使人員進(jìn)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。

③除了現(xiàn)場的控制方式外，還可用電腦端實(shí)現(xiàn)集中控制，實(shí)時遠(yuǎn)程監(jiān)控當(dāng)前區(qū)域的照明情況，必要時可遠(yuǎn)程控制該區(qū)域的照明。

④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(shí)現(xiàn)集中控制，實(shí)時遠(yuǎn)程監(jiān)控當(dāng)前區(qū)域的照明情況，必要時可遠(yuǎn)程控制該區(qū)域的照明。

⑤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(fù)荷對配電系統(tǒng)造成沖擊。模塊不依賴系統(tǒng)，可獨(dú)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(shí)現(xiàn)自動控制功能。

五、相關(guān)平臺部署硬件選型清單

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

2.智能照明系統(tǒng)

3.電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

4.消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)

5.防火門監(jiān)控系統(tǒng)

6.消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)

六、結(jié)語

總之，綜合管廊在我國城市建設(shè)中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，能夠?yàn)楦鞣N管道的運(yùn)行提供的運(yùn)行空間，有利于促進(jìn)我國城市基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善。電氣設(shè)計是綜合管廊設(shè)計的重要組成部分，對綜合管廊設(shè)計效果具有直接影響。因此在綜合管廊設(shè)計過程中，還應(yīng)采取科學(xué)、合理的措施，加強(qiáng)配電系統(tǒng)、供電系統(tǒng)以及照明系統(tǒng)的電氣設(shè)計，保證電氣設(shè)備運(yùn)行安全以及穩(wěn)定，不斷提高綜合管廊的電氣設(shè)計水平。

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審核編輯黃宇