王恩師

摘 要：文章主要論述了青海省道西久公路拉脊山隧道的高壓供配電方案、低壓供配電方案、電氣主接線形式、保護(hù)與電力監(jiān)控、應(yīng)急電源系統(tǒng)、防雷接地等主要設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞：專盤專線；供配電方案；柴油發(fā)電機(jī)組；主接線

中圖分類號：TU852 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）2-0096-02

本項(xiàng)目位于青海省東部，路線走廊所經(jīng)地區(qū)位于拉脊山區(qū)，總體地勢中高南北低。本項(xiàng)目為單洞單向上下行分離的隧道，隧道左線長5 530 m，隧道右線長為5 564 m，設(shè)計(jì)行車速度為60 km/h。本文主要介紹該隧道高壓供配電方案、低壓供配電方案、主接線形式、保護(hù)與電力監(jiān)控、應(yīng)急電源系統(tǒng)、等主要設(shè)計(jì)內(nèi)容。

1 隧道高壓供配電設(shè)計(jì)方案

根據(jù)本項(xiàng)目的特點(diǎn)在隧道的進(jìn)口、隧道中心里程、隧道出口各設(shè)一座變配電所，分別是1#變配電所、2#變配電所、3#變配電所。由于本項(xiàng)目所在地公共電網(wǎng)比較貧乏，無法提供可靠獨(dú)立雙路10 kV電源，為保證本項(xiàng)目供電可靠性要求，本工程1#、3#變配電所采用單市電+柴油發(fā)電機(jī)供電方案。由于2#變配電所處與隧道內(nèi)部，隧道的排煙通風(fēng)的問題較嚴(yán)重，無法解決柴油發(fā)電機(jī)的排煙問題，故2#變配電所采用雙10 kV電源方案，供電方案如圖1所示。

1#變配電所從洞口端的地方公共電網(wǎng)接引一路獨(dú)立的10 kV電源，10 kV電源要求專盤專線。1#變配電所的高壓配電系統(tǒng)采用單母線不分段方案，饋出兩路10 kV電源分別至1#變配電所的兩臺變壓器，饋出一路10 kV電源至2#變配電所。

3#變配電所從洞口端的地方公共電網(wǎng)接引一路獨(dú)立的10 kV電源，10 kV電源要求專盤專線。3#變配電所的高壓配電方案與1#變配電所相同，同樣饋出一路10 kV電源至2#變配電所。

2#變配電所的兩路10 kV電源分別從1#、3#變配電所引來，兩路10 kV電源經(jīng)自動切換柜（一路10 kV失電，另一路自動投入）后為2#變配電所的兩臺變壓器供電。

為保證在變壓器檢修作業(yè)過程中人身設(shè)備安全，采用Fortress機(jī)械聯(lián)鎖系統(tǒng)即變壓器門與高壓開關(guān)柜連鎖，只有高壓側(cè)的開關(guān)柜先斷電后變壓器門才能打開；變壓器門鎖定后高低壓柜才能合閘送電。

2 隧道低壓供配電設(shè)計(jì)方案

在1#變配電所的10/0.4 kV低壓開關(guān)柜室設(shè)置兩臺10/0.4 kV變壓器，變壓器容量為2×800 kVA，正常情況下，兩臺變壓器同時工作，當(dāng)一臺變壓器停電時時，由另一臺變壓器為全所有一、二級負(fù)荷提供電源。變電所的低壓主接線采用單母線分段接線方式。在低壓母線處各設(shè)一組電容器，進(jìn)行無功集中補(bǔ)償，以滿足功率因數(shù)達(dá)到0.95以上，由于本所的兩臺變壓器由同一段10 kV母線配電，為保證本所的一二級負(fù)荷供電的可靠性在本所設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組一座。柴油發(fā)電機(jī)組與兩臺變壓器的低壓出線連鎖，當(dāng)兩臺變壓器均不工作時柴油發(fā)電機(jī)組自動投入，為本所的一二級負(fù)荷供電。本所的負(fù)荷主要包括：變配電所內(nèi)的動力照明、射流風(fēng)機(jī)、加強(qiáng)基本照明、檢修負(fù)荷、通信監(jiān)控設(shè)備負(fù)荷、深水泵、消防泵、電伴熱等。

3#變配電所的低壓配電方案與1#變配電所的低壓供電方案一致。

2#變配電所設(shè)兩臺10/0.4 kV干式變壓器，容量為2×630 kVA，正常情況下，兩臺變壓器同時工作，當(dāng)一臺變壓器停電時時，由另一臺變壓器為全所有一、二級負(fù)荷提供電源。變電所的低壓主接線采用單母線分段接線方式。在低壓母線處各設(shè)一組電容器，進(jìn)行無功集中補(bǔ)償，以滿足功率因數(shù)達(dá)到0.95以上。本變電所的負(fù)荷主要包括：變配電所內(nèi)的動力照明、射流風(fēng)機(jī)、基本照明、檢修負(fù)荷、通信監(jiān)控設(shè)備負(fù)荷等。

3座變配電所兩臺變壓器的低壓配電柜均設(shè)三級負(fù)荷總開關(guān)，在一臺變壓器停運(yùn)時或兩臺均變壓器停運(yùn)時，自動切除三級負(fù)荷。

隧道配電系統(tǒng)為TN-S系統(tǒng)，PE線單獨(dú)設(shè)置。隧道的低壓配電系統(tǒng)采用放射式與樹干式相結(jié)合的方式。從配電所的低壓柜至照明配電箱、監(jiān)控配電箱及檢修插座采用樹干式配電；由于水泵、風(fēng)機(jī)等設(shè)備的容量較大，采用放射式供電。

3 不間斷電源系統(tǒng)

為確保隧道事故情況下疏散及救援工作的安全進(jìn)行，本項(xiàng)目設(shè)置不間斷電源供電系統(tǒng)，在1#、3#變配電所均設(shè)置一臺在線式的30 kVA的UPS，在2#變配電所設(shè)置一臺50 kVA的在線式UPS，要求在外電故障情況下，UPS的供電時間不小于60 min。不間斷電源供電系統(tǒng)的供電范圍為：應(yīng)急照明、疏散指示、隧道監(jiān)控等設(shè)備。

4 直流屏電源

在三座變配電所均設(shè)置一套直流電源柜，主要作為高壓開關(guān)柜的操作電源、保護(hù)電源。直流電源柜采用高頻整流鉛酸免維護(hù)蓄電池直流裝置，該裝置有直流配電屏、直流蓄電池屏組成。直流屏電源的兩路電源由兩臺變壓器低壓配電回路引來，一主一備供電，輸出DC220 V回路。

5 電力監(jiān)控系統(tǒng)

本項(xiàng)目的變配電所采用微機(jī)綜合自動化保護(hù)裝置，各保護(hù)模塊分散設(shè)置于10 kV高壓開關(guān)柜內(nèi)，該系統(tǒng)具有10 kV電網(wǎng)運(yùn)行必須的保護(hù)、測量、監(jiān)控和指示功能，具備有遠(yuǎn)方通信條件。保護(hù)裝置主要設(shè)置如下：10 kV進(jìn)線斷路器采用帶時限過流速斷、過電流、低電壓保護(hù)；10kV饋線斷路器采用電流速斷、過電流、單相接地信號；10 kV變壓器饋線斷路器采用電流速斷、過電流、過負(fù)荷、溫度、單相接地信號。

在三座變配電所設(shè)置獨(dú)立的監(jiān)控單元，通過光纖把三個變配電所的主控單元連接一起，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸、共享。監(jiān)控單元對高壓柜的均出現(xiàn)、低壓柜重要回路的進(jìn)出線、低壓補(bǔ)償?shù)淖詣忧型锻搜b置、UPS電池運(yùn)行狀態(tài)；直流屏控制母線、柴油發(fā)啟動控制設(shè)備等進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。

6 防雷及接地

1#、3#變配電所按照二類建筑物防雷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)。采用裝設(shè)在屋頂?shù)谋芾讕ё鳛榻娱W器，利用建筑物柱子內(nèi)的鋼筋作為引下線，采用埋與土壤中的人工接地體作為接地裝置。

本工程的隧道接地主要采用聯(lián)合接地設(shè)計(jì)，即防雷接地、保護(hù)接地共用一套接地裝置，接地電阻小于1 Ω。在左右兩隧道各敷設(shè)一條-40×4的鍍鋅扁鋼與在橋加上敷設(shè)一條BV-1×16的導(dǎo)線，與隧道內(nèi)的綜合接地網(wǎng)可靠連接。隧道內(nèi)的強(qiáng)弱電設(shè)備的金屬外殼、金屬構(gòu)架、等分別與接地干線可靠連接形成良好的電氣通路。2#變配電所的接地系統(tǒng)與隧道的綜合基地網(wǎng)相連。

隧道洞口采用重復(fù)接地裝置，重復(fù)接地裝置的電阻不大于1 Ω。

7 結(jié) 語

本項(xiàng)目供電方案經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)、可靠、環(huán)保，能很好的滿足隧道運(yùn)營對供電的需要。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB 50052-2009，供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] GB 50053-94，10 kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] GB 50057-94，建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4] GB/T 15148-94，電力負(fù)荷控制系統(tǒng)通用技術(shù)條件[S].

[5] GB 50034-2004，建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[6] JTG B01-2003，公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[7] JTJ 026.1-1999，公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[8] JTJ 026-90，公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[9] GBJ 16-87，建筑設(shè)計(jì)防火設(shè)計(jì)規(guī)范[S].