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淺述城市地下綜合管廊的電氣設計
更新時間：2023-01-31點擊次數：1294次
淺述城市地下綜合管廊的電氣設計
任運業
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要:綜合管廊是一項重要的市政建設設施，能夠為各種管道的運行提供的運行空間。電氣設計是綜合管廊設計的重要組成部分，對綜合管廊設計效果具有直接影響。本文主要探討了綜合管廊的電氣設計，希望能夠為相關工作者提供借鑒。
關鍵詞:綜合管廊；電氣設計；措施
一、引言
近年來，隨著我國城市的不斷發展，促進了市政建設設施的不斷完善，為我國居民生活創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美化了城市景觀以及功能，促進了城市體系的完善。電氣設計對綜合管廊建設效果具有重要影響，因此還應采取科學、合理的措施，加強綜合管廊的電氣設計水平。
二、綜合管廊電氣設計概述
綜合管廊工程作為綜合性地下建筑廊道，為電力、熱力、給水、通信以及燃氣管線等敷設提供公共空間，通常情況下，在城市道路綠化帶下方，進行綜合管廊的設置。電氣工程是綜合管廊工程的一項重要附屬工程，其主要包括供配電系統、照明系統、電纜敷設系統以及接地系統等，能夠為照明、排水、消防以及通風系統提供電力，保證各項系統穩定、安全的運行。目前我國綜合管廊建設水平得到了有效的提升，也促進了綜合管廊電氣設計水平，但是與發達國家相比，我國綜合管廊電氣設計水平仍然較低，為此還需要進一步探討綜合管廊電氣設計。
三、綜合管廊的電氣設計措施
1.負荷分級及主要配電系統
在綜合管廊電氣設計過程中，還應按照規定的負荷分級標準進行設計，屬于二級負荷設計的有天然氣管道艙的事故風機、管道緊急切斷閥、監控與報警設備、消防設備和應急照明，其余均按照三級負荷進行設計。對于主要供電系統，供電方式采用兩路獨立回線路，這種供電方式可以實現兩路電源同時工作，一路電源出現故障，由另一路電源運行，避免出現停止運行的情況。變配電所內電器應配置全面，包括10kv高壓配電裝置、2臺10/0.4KV干式變壓器。低壓側接線方式采用單母線分段方式，采用母線斷路器設置在兩端母線間，同時還應設置電源自動切換。
2.供配電系統結構
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，在具體設計過程中，還應根據實際情況，科學、合理的進行設計，一般情況下，在綠化帶下方建設綜合管廊，所以可以采用箱式變電站，設置在綠化帶下方，這種在設置可以獲得良好的景觀效果，還能夠節約土地。在管廊通風井設備層內，設置合適的設備，包括動力照明配電柜、應急照明配電箱、管廊照明配電箱、監控配電箱以及風機控制箱，為防火分區的相關系統進行供電。對于綜合管廊的應急照明系統、燃氣艙風機以及監控設備等，應采用雙電源供電方式，并設置成自動切換模式。
另外，還應根據綜合管廊電氣配電要求，采用合適的供配電設備，保證其防護等級符合設備安裝要求，對于天然氣管線艙中，應采用具有良好防爆性能的電氣設備。同時還應合理的安裝供電設備，應保證其易操作和維護。
3.電氣控制及保護
風機采用的控制方式是手動和自動相結合，手動控制設置在風機控制箱處，同時應將通風機控制開關設置在每個分區人員出入口處，監控中心能夠獲取風機運行工況，并遙控風機的運行。水泵采用的控制方式與風機控制相同，PLC獲取水泵信號。采用監控專業設備，對消防負荷配電箱的電源實時監控。采用常規保護器，對低壓配電進行保護，對于低壓系統總進線開關，設置相關的保護措施，包括接地故障保護、短路速斷、過負荷以及延時速斷等；對于電動機，設置缺相保護、短路故障保護以及接地故障保護等，對于潛水電機，設置滲漏保護、家溫度保護等。在配電所內，還應設置電氣火災監控系統，由于電氣火災監控系統對配電回路及相關系統進行監控，一旦發生漏電等事故，能夠及時的發出警報，并傳至消防控制中心，緊急進行處理。
4.照明系統設計
照明系統是綜合管廊電氣系統的重要組成部分，因此應按照一定的標準，進行照明系統的設計，具體應按照以下標準進行設計，如下表所示：
綜合管廊照明系統設置過程中，還應采用合適的照明燈具，應采用T5型防水防潮熒光燈，對于應急照明燈具，可以適當的降低照度，一般為正常照明的 1/3，并由EPS進行供電，同時對應急時間，還應達到標準要求，一般不少于90min。同時采用的燈具，其防護等級應達到要求。在防火通道、管廊出入口以及進料口，設置標志燈，并由EPS進行供電。在照明配電箱上，照明燈具的控制方式是手動和自動相結合的方式，或者也可以采用PLC進行控制，火災發生時，火災自動報警系統聯動控制會切斷照明設施，并啟動應急照明。
5.防雷接地系統設計
綜合管廊防雷接地系統主要感應雷保護，因此可以采用浪涌保護器。并且可以采用綜合接地系統，將各種用電設備與接地保護線進行連接，控制綜合接地電阻，應控制在1歐姆范圍之內。綜合管廊內部還應形成一個立體、閉合的接地整體，因此可以將綜合管廊的結構主筋焊接聯通。
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控、能源管理、電氣安全、照明控制、環境監測于一體，為建立可靠、安全、高效的綜合管廊管理體系提供數據支持，從數據采集、通信網絡、系統架構、聯動控制和綜合數據服務等方面的設計，解決了綜合管廊在管理過程中存在內部干擾性強、使用單位多及協調復雜的根本問題，大大提高了系統運行的可靠性和可管理性，提升了管廊基礎設施、環境和設備的使用和恢復效率。
2.平臺組成
安科瑞城市地下綜合管廊能效管理系統是一個深度集成的自動化平臺，它集成了10KV/O.4KV變電站電力監控系統、變電所環境監控系統、智能馬達監控系統、電氣火災監控系統、消防設備電源系統、防火門監控系統、智能照明系統、消防應急照明和疏散指示系統。用戶可通過瀏覽器、手機APP獲取數據，通過一個平臺即可全局、整體的對管廊用電和用電安全進行進行集中監控、統一管理、統一調度，同時滿足管廊用電可靠、安全、穩定、高效、有序的要求。
3.平臺拓撲圖
4.平臺子系統
4.1電力監控
電力監控主要針對10/0.4kV地面或地下變電所，對變電所高壓回路配置微機保護裝置及多功能儀表進行保護和監控，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和用能情況，可實時監控高低壓供配電系統開關柜、變壓器微機保護測控裝置、發電機控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調、事故報警及記錄等。
4.2環境監測
環境監測包括溫濕度、煙感溫感、積水浸水、可燃氣體濃度、門禁、視頻、空調、消防數據的采集、展示和預警，同時也可接入管廊艙室內的水泵和通風排煙風機等設備集成的第三方系統完成管廊環境綜合監控。
4.3馬達監控
馬達監控實現對管廊電機的保護、遙測、遙信、遙控功能，實現對電機過載、短路、缺相、漏電等異常情況的保護、監測和報警。在需要的情況下可以設置聯動控制。
4.4電氣安全
AcrelEMS-UT能效管理系統針對配電系統的電氣安全隱患配置相應的電氣火災傳感器、溫度傳感器，消防設備電源傳感器、防火門狀態傳感器，接入消防疏散照明以及指示燈具的狀態實時顯示，并且對UPS的蓄電池溫度、內阻進行實時監視，發生異常時通過聲光、短信、APP及時預警。
4.5智能照明控制
① 防火分區單獨控制，分區內設置智能控制面板就地驅動器；開關驅動器連接消防報警系統，接收消防報警信息，強制打開驅動器回路。
② 廊內上方安裝智能照明傳感器，使人員進入管廊內自動開啟燈具，在管廊內停留燈具保持常亮，離開后燈具關閉。
③ 除了現場的控制方式外，還可用電腦端實現集中控制，實時遠程監控當前區域的照明情況，必要時可遠程控制該區域的照明。
④ 考慮現場模塊分布較廣，距離過長，除了現場的控制方式外，還可用電腦端實現集中控制，實時遠程監控當前區域的照明情況，必要時可遠程控制該區域的照明。
⑤ 系統支持單控、區域控制、自動控制、感應控制、定時控制、場景控制、調光控制等多種控制方式，支持延時控制，避免同時亮燈負荷對配電系統造成沖擊。模塊不依賴系統，可獨立工作，每個模塊均自帶時間模塊，可根據經緯度自動識別日出日落時間實現自動控制功能。
五、相關平臺部署硬件選型清單
1.電力監控及配電室環境監控系統
2.智能照明系統
3.電氣火災監控系統
4.消防設備電源監控系統
5.防火門監控系統
6.消防應急照明和疏散指示系統
六、結語
總之，綜合管廊在我國城市建設中發揮了至關重要的作用，能夠為各種管道的運行提供的運行空間，有利于促進我國城市基礎設施的不斷完善。電氣設計是綜合管廊設計的重要組成部分，對綜合管廊設計效果具有直接影響。因此在綜合管廊設計過程中，還應采取科學、合理的措施，加強配電系統、供電系統以及照明系統的電氣設計，保證電氣設備運行安全以及穩定，不斷提高綜合管廊的電氣設計水平。
參考文獻
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[4]安科瑞企業微電網設計應用手冊.2020.06版.
[5]安科瑞綜合管廊能效管理系統解決方案.2020.06版.
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[7]劉華北,張振,淺議綜合管廊的電氣設計.
作者簡介
任運業，男，現任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智慧用電的研發與應用。
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