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杭州庆春路越江隧道供电系统设计

杭州庆春路越江隧道供电系统设计

2011/8/3 9:56:00
摘要:本文主要论述了杭州庆春路隧道高压供电系统构成、10kV配电所规模、平面、电气主接线形式、保护及控制、10/0.4kV变电所、应急电源系统、动力设备供电、防雷接地等主要设计原则

    关键词:越江隧道 供电系统 电气设计

    1 概述

    杭州庆春路隧道深入江底约37m,全长5352m,其中隧道主线全长3024m。整条通道穿越钱江新城与钱江世纪城的中心地带。分东西两孔,南来车从东孔走,西孔供北往车辆通行,每孔两车道,整条隧道双向四车道,设计车速60公里/小时,3分钟即可从地下穿越宽阔的钱塘江。本工程电气设计包括供电与照明、BAS、FAS等系统设计,本文将主要介绍该隧道高压供电系统构成、10kV配电所规模、平面、电气主接线形式、保护及控制、10/0.4kV变电所、应急电源系统、动力设备供电、防雷接地等主要设计内容。

    2 高压供配电系统构成

    根据主体工程及电源情况,在江北、江南侧各设一座10kV配电所,各所由当地电力系统接引两路相互独立的10kV电源供电。为与当地供电部门管辖范围保持一致,江北、江南10kV配电所供电范围以隧道中心里程为界,分南北两段分别供电。

    江北10kV配电所设于江北工作井内,与工作井内双台变压器10/0.4kV变电所合建,称江北10kV变、配电所。另在江北主线入口雨水泵房处设一座双台变压器10/0.4kV变电所,各所分别由江北10kV变、配电所不同10kV母线各接引一路电源。

    江南10kV配电所设于江南工作井内,与工作井内两座10/0.4kV变电所合建,另在江南主线明挖暗埋段设一座双台变压器10/0.4kV变电所,各所分别由江南10kV变、配电所不同10kV母线各接引一路10kV电源。
在东线、西线隧道江心废水泵房处,各设一座两台地埋式变压器的10/0.4kV变电所。每座变电所两条10kV电源线均由江北工作井内10kV配电所两段母线分别提供。

    3 10kV配电所

    3.1 10kV变、配电所规模、平面及电气主接线形式

    江北10kV变、配电所设于隧道江北工作井地下二层,设高压配电室、控制室及10/0.4kV变电所。规模为10kV双电源,二进八出。10kV侧主接线采用单母线断路器分段接线,正常时两路独立的10kV电源同时运行,母联开关断开,当一路电源失电,母联开关自动投入,由另一路电源对全所重要负荷供电。配电所八路馈出回路分别为:本所10/0.4kV变电所两路,江北主线洞口雨水泵站10/0.4kV变电所两路,东线、西线隧道江心废水泵房变电所共用四路。江南10kV变、配电所设于江南工作井地下一层,配电所规模、平面及电气主接线形式基本同江北。

    3.2 10kV配电所保护及控制

    3.2.1保护配置

    10KV配电所保护采用微机综合自动化保护装置,各保护模块分散设于10kV开关柜内,该装置具有10kV电网运行必需的保护、测量、控制、监控和指示功能,具有与远方通信的条件。各回路保护设置情况如下:
10kV 进线断路器采用带时限电流速断、过电流、低电压保护;10kV 馈线断路器采用电流速断、过电流、单相接地信号;10kV 变压器馈线断路器采用电流速断、过电流、过负荷、温度、单相接地信号;母互设母线绝缘监察。

    3.2.2监控系统

    江北、江南10kV变配电所设置独立电力主控单元,作为隧道设备监控系统的两个现场站。由设于高压开关柜上的微机综合自动化保护装置完成对每回路的继电保护、开关量、模拟量实时数据采集、断路器控制和事故记录等 , 同时同步整理相关数据以备设于隧道管理控制中心的上位机收集 , 并时刻待命接受上位机指令。由隧道管理控制中心设备监控主机完成对配电所遥控、遥信、遥测、遥调等功能 , 实现配电所远方监控、无人值守。

    3.3 交、直流电源

    两座10kV变配电所各设一台交流电源柜,电压为~380/220V。两路交流电源分别由设于两段10KV电源母线的所用变压器各接引一路,至交流电源柜自动切换后供电。主要作为配电所内照明、动力负荷和直流电源柜电源。

    在两座10kV配电所各设一套直流电源柜,电压为DC220V,主要作为配电所高压开关柜的操作电源和控制保护电源。直流电源柜采用高频整流铅酸免维护蓄电池直流装置,该装置由蓄电池屏和直流配电屏组成。由交流电源柜输入两路~380V 电源一主一备供电,输出 DC220V回路,蓄电池容量为 65AH 。

    4 10/0.4kV变电所

    4.1 江北10/0.4kV变电所

    江北工作井内设一座10/0.4kV变电所,与配电所合建。设两台10/0.4kV变压器,容量为2X1600 kVA 。正常工作时,两台变压器同时运行,低压主接线采用单母线断路器分段接线,在低压母线各设一组电容器,进行无功集中补偿,满足功率因数不低于 0.9。当一台变压器停运时,另一台变压器能对全所一、二级负荷供电。负荷主要包括:江北工作井内全部动力照明负荷、江北明挖暗埋段部分射流风机、江北匝道出入口雨水泵房、江北匝道隧道出入口加强照明及北段隧道的基本照明、隧道检修、逃生滑道、监控、通信设备等正常和消防负荷。
江北主线洞口雨水泵站处设一座10/0.4kV变电所,两台变压器容量为2X400 kVA。正常工作时,两台变压器同时运行,低压主接线采用单母线断路器分段接线。变电所供电负荷主要包括:雨水泵、北端明挖暗埋段部分射流风机、通信设备、监控设备、主通道洞口加强照明、光过渡段、敞开段及道路照明等。

    4.2 江南10/0.4kV变电所

    江南工作井内设两座10/0.4kV变电所,与配电所合建。每座变电所设两台10/0.4kV变压器,容量为2X1600 kVA 。运行方式和低压主接线同江北工作井10/0.4kV变电所。负荷主要包括:江南工作井内(含隧道管理中心)全部动力照明负荷、防淹门、江南明挖暗埋段部分射流风机、及南段隧道的基本照明、隧道检修、逃生滑道、监控、通信设备等正常和消防负荷。

    江南明挖暗埋段雨水泵站处设一座10/0.4kV变电所,变电所设两台10/0.4kV变压器,容量为2X630 kVA 。正常工作时,两台变压器同时运行,低压主接线采用单母线断路器分段接线。变电所供电负荷主要包括:雨水泵、明挖暗埋段射流风机、通信设备、监控设备、隧道出入口段加强照明、光过渡段、敞开段及道路照明等。

    4.3 江心10/0.4kV变电所

    东线、西线隧道江心废水泵房处各设一座10/0.4kV变电所,每座变电所设两台地埋式10/0.4kV变压器,容量为2X125 kVA 。变电所供电负荷为江心废水泵房内动力照明负荷。

    5 应急电源系统

    根据相关规范要求,本工程隧道内应设置应急电源供电系统,以确保隧道事故情况下,疏散及救援工作的安全进行。应急电源供电系统供电范围包括:隧道内应急照明、诱导指示、安全门标志、通信、监控设备等。监控、通信等电子设备采用集中式UPS应急电源装置供电。隧道内应急照明电源采用集中式EPS电源装置供电,应急备用时间均为2h。

 
  6 动力设备供电

    本工程动力设备较多,主要包括风机、水泵等大容量设备,分散设于隧道内的通信、监控、检修等小容量设备及设于管理控制中心的空调、电开水器、监控设备等负荷。针对该工程特点,动力设备供电采用放射式和树干式结合的混合式供电网络。隧道内的射流风机、混流风机及江北匝道洞口雨水泵等采用分组供电,即每组用电设备均由变电所低压母线接引两路独立回路至用电设备旁,进行双电源切换后,再给该组内每个用电设备供电。其他轴流风机、水泵等大容量用电设备,由变电所低压母线接引独立回路采用放射式供电,在大容量设备处设降压软启动装置或变频装置;对于隧道内用电容量较小,比较分散的用电设备,由变电所引出动力干线,采用树干式供电方式对各用电设备供电。
一级负荷设备由接于不同低压母线的两路动力回路各引一回电源至用电点附近的电源切换箱切换后供电。

    7 防雷接地

    江北、江南通风井、隧道管理控制中心按二类防雷建筑物标准进行防雷设计。采用在通风竖井、屋顶设避雷带作为接闪器,并利用建筑内主钢筋作引下线,工作井下部基础内主钢筋作接地装置。

    本工程隧道及主要建筑采用联合接地体设计,防雷接地、强电和弱电系统接地装置共用,并与建筑物钢筋网相连。在两工作井设综合接地网,接地网由水平接地体和垂直接地体组成,并经铜绞线或铜电缆引至强电系统和弱电系统接地母排,强弱电系统引线之间的间距大于20米,接地电阻不大于1Ω。在左、右两条隧道内各敷设
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