深圳市地鐵14號線共建管廊供配電系統(tǒng)設(shè)計

高 三 陽

(深圳市市政設(shè)計研究院有限公司, 廣東 深圳 518029)

0 引 言

深圳市地鐵14號線共建管廊是連接福田區(qū)、龍崗區(qū)、坪山新區(qū)的城市大動脈,是地鐵14號線的動力保障,為沿線各區(qū)的居民提供可靠的電力、燃氣和生活用水。

1 工程概況

14號線共建管廊工程項目入廊管線包括電力、通信、給水、再生水、直飲水(預(yù)留)及天然氣管道,綜合管廊艙室斷面為3艙室結(jié)構(gòu),綜合管廊主廊總長約為43 km,坪山區(qū)明挖段約為15.3 km。

2 10/0.4 kV變配電系統(tǒng)

2.1 箱變供電系統(tǒng)

14號線共建管廊為3艙室結(jié)構(gòu),分別為燃氣艙、綜合艙、電力艙。管廊標準橫斷面如圖1所示。

圖1 管廊標準橫斷面

綜合管廊各艙室采用室外箱式變電站供電,屬長距離供電,綜合考慮道路照明的箱式變電站的供電半徑,管廊采用約800 m的供電半徑。管廊約200m設(shè)置一個防火分區(qū),1座箱式變電站(含2臺630 kVA變壓器)供8個防火分區(qū),總長約為1.6 km(本文僅以8個防火分區(qū),一個箱式變電站供電范圍作為標準供電區(qū)間)。管廊防火分區(qū)示意圖如圖2所示,包含8個防火分區(qū)和管廊進料口、進風(fēng)亭、排風(fēng)亭、箱式變電站位置,每個防火分區(qū)(分燃氣艙、綜合艙、電力艙3個艙室)長約為200 m。

圖2 管廊防火分區(qū)示意圖

該工程以兩個防火分區(qū)(約400 m)作為一個供電區(qū)間,供電區(qū)間內(nèi)的用電負荷包括燃氣艙排風(fēng)機2臺、燃氣艙送風(fēng)機2臺、綜合倉排風(fēng)機2臺(自然進風(fēng))、電力排風(fēng)機1臺(自然進風(fēng))、應(yīng)急照明、普通照明、潛污泵、檢修插座箱及監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備等,所有風(fēng)機均設(shè)置在400 m供電區(qū)間兩端的排風(fēng)亭和送風(fēng)亭內(nèi),潛污泵設(shè)置在區(qū)間兩端艙室內(nèi),供電區(qū)間的總配電箱、分配電箱、控制箱及監(jiān)控設(shè)備均設(shè)置在供電區(qū)間的中間綜合艙進料口夾層內(nèi)。

在管廊負荷中心(一般是8個供電防火分區(qū)中間)設(shè)置1座箱式變電站(含2臺630 kVA變壓器)。箱式變電站供電防火分區(qū)如表1所示。

表1 箱式變電站供電防火分區(qū)

2.2 負荷分類及容量

負荷分類如表2所示。

表2 負荷分類

負荷容量如表3所示。

表3 負荷容量

防火分區(qū)1總箱AP1負荷容量等于防火分區(qū)1的二級、三級負荷容量和防火分區(qū)2二級負荷容量之和,即PAP1=(3+16+15) kW+(3+49+15) kW+(3+16+15) kW=135 kW;同理,防火分區(qū)2總箱AP2負荷容量PAP2=180 kW。

管廊內(nèi)所有設(shè)備均啟動時,1#、2#變壓器需承載有功負荷容量均為Pjs=2×[(3+16+15) kW+(3+49+15) kW+(3+16+15) kW+(3+94+15) kW]=494 kW。選擇的1#、2#變壓器容量均為630 kVA。

2.3 供電電源及高壓配電系統(tǒng)

根據(jù)用電負荷性質(zhì),箱式變電站設(shè)計采用二路獨立10 kV電源的環(huán)網(wǎng)供電方式。箱式變電站高低壓配電干線系統(tǒng)示意圖如圖3所示。

圖3 箱式變電站高低壓配電干線系統(tǒng)示意圖

箱式變電站供電范圍為8個燃氣艙防火分區(qū)、8個綜合艙防火分區(qū)及8個電力艙防火分區(qū),供電半徑約為800 m,每座箱式變電站設(shè)有2臺帶外殼的干式變壓器,低壓側(cè)采用單母線分段接線方式,兩路電源同時供電,互為備用。

綜合考慮管廊內(nèi)的二級負荷需雙電源供電,并且盡量減少箱式變電站低壓出線回路進入每

一個防火分區(qū)的回路數(shù)量,減少工程投資(滿足經(jīng)濟性要求),2座箱式變電站采用交叉分區(qū)供電方式為管廊內(nèi)防火分區(qū)供電。每臺變壓器只允許同時給1座15 kW的檢修插座供電。

箱式變電站高壓系統(tǒng)如圖4所示。箱式變電站高壓部分采用(負荷開關(guān)柜+負荷開關(guān)柜+計量柜+負荷開關(guān)熔斷器出線柜)一路高壓進線和兩路高壓出線的環(huán)網(wǎng)方式供電,兩路10 kV電源均引自市政電源。所有進出線柜負荷開關(guān)均是630 A負荷開關(guān),高壓熔斷器可參照文獻[1]第391頁表5.7-2,選擇12 kV/63 A高壓交流熔斷器。

圖4 箱式變電站高壓系統(tǒng)

3 管廊內(nèi)低壓配電系統(tǒng)

1#變壓器至防火分區(qū)箱式變電站低壓系統(tǒng)如圖5所示。

箱式變電站低壓進線開關(guān)采用1 000 A的萬能式斷路器,其分斷能力和短時耐受能力均滿足線路使用要求;采用低壓無功補償?shù)姆绞?補償容量為200 kVA(10步投切)。4路低壓出線分別為管廊內(nèi)相應(yīng)防火分區(qū)供電。

管廊內(nèi)低壓配電干線示意圖如圖6所示。

每個防火分區(qū)內(nèi)的應(yīng)急照明配電箱和消防動力配電箱均采用雙回路供電,備用電源均取自相鄰防火分區(qū)總配電箱。例如防火分區(qū)1的應(yīng)急照明配電箱的備用回路取自防火分區(qū)2總配電箱,防火分區(qū)2的應(yīng)急照明配電箱備用回路取

圖6 管廊內(nèi)低壓配電干線示意圖

自防火分區(qū)1總配電箱。

AP1總配電箱系統(tǒng)圖如圖7所示。

AP2總配電箱系統(tǒng)圖如圖8所示。

圖7 AP1總配電箱系統(tǒng)圖

圖8 AP2總配電箱系統(tǒng)圖

(1) 管廊內(nèi)低壓配電采用交流220/380 V系統(tǒng),系統(tǒng)接地形式采用TN-S系統(tǒng),并盡量使三相負荷平衡。

(2) 檢修插座箱設(shè)置剩余電流動作保護裝置。

(3) 管廊內(nèi)部設(shè)備的配電盡量從總箱出線,減少設(shè)備的配電級數(shù),增強設(shè)備配電的可靠性。末端風(fēng)機、水泵、檢修插座箱、監(jiān)控設(shè)備、照明負荷等配電不再詳述。

4 結(jié) 語

深圳市地鐵14號線共建管廊工程10/0.4 kV供配電系統(tǒng)在保證系統(tǒng)的安全、可靠運行的情況下,盡量降低工程投資,使工程更具經(jīng)濟性。