淺述城市地下綜合管廊的電氣設計
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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(fā)展,促進了市政建設設施的不斷完善,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(tǒng)、照明系統(tǒng)、電纜敷設系統(tǒng)以及接地系統(tǒng)等,能夠為照明、排水、消防以及通風系統(tǒng)提供電力,保證各項系統(tǒng)穩(wěn)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(fā)達相比,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(tǒng)
在綜合管廊電氣設計過程中,還應按照規(guī)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(jiān)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(tǒng),供電方式采用兩路獨立回線路,這種供電方式可以實現(xiàn)兩路電源同時工作,一路電源出現(xiàn)故障,由另一路電源運行,避免出現(xiàn)停止運行的情況。變配電所內(nèi)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(cè)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(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,在具體設計過程中,還應根據(jù)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(jié)約土地。在管廊通風井設備層內(nèi),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(jiān)控配電箱以及風機控制箱,為防火分區(qū)的相關系統(tǒng)進行供電。對于綜合管廊的應急照明系統(tǒng)、燃氣艙風機以及監(jiān)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(jù)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(jié)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(qū)人員出入口處,監(jiān)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(jiān)控設備,對消防負荷配電箱的電源實時監(jiān)控。采用常規(guī)保護器,對低壓配電進行保護,對于低壓系統(tǒng)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(nèi),還應設置電氣火災監(jiān)控系統(tǒng),由于電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)對配電回路及相關系統(tǒng)進行監(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,緊急進行處理。
4.照明系統(tǒng)設計
照明系統(tǒng)是綜合管廊電氣系統(tǒng)的重要組成部分,因此應按照一定的標準,進行照明系統(tǒng)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(tǒng)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?shù)慕档驼斩?,一般為正常照明?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(jié)合的方式,或者也可以采用PLC進行控制,火災發(fā)生時,火災自動報警系統(tǒng)聯(lián)動控制會切斷照明設施,并啟動應急照明。
5.防雷接地系統(tǒng)設計
綜合管廊防雷接地系統(tǒng)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(tǒng),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(nèi)。綜合管廊內(nèi)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(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、系統(tǒng)架構(gòu)、聯(lián)動控制和綜合數(shù)據(jù)服務等方面的設計,解決了綜合管廊在管理過程中存在內(nèi)部干擾性強、使用單位多及協(xié)調(diào)復雜的根本問題,大大提高了系統(tǒng)運行的可靠性和可管理性,提升了管廊基礎設施、環(huán)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(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)、智能馬達監(jiān)控系統(tǒng)、電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)、消防設備電源系統(tǒng)、防火門監(jiān)控系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)、消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)。用戶可通過瀏覽器、手機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行進行集中監(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.平臺拓撲圖
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保護裝置及多功能儀表進行保護和監(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,可實時監(jiān)控高低壓供配電系統(tǒng)開關柜、變壓器微機保護測控裝置、發(fā)電機控制柜、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、可燃氣體濃度、門禁、視頻、空調(diào)、消防數(shù)據(jù)的采集、展示和預警,同時也可接入管廊艙室內(nèi)的水泵和通風排煙風機等設備集成的第三方系統(tǒng)完成管廊環(huán)境綜合監(jiān)控。
4.3馬達監(jiān)控
馬達監(jiān)控實現(xiàn)對管廊電機的保護、遙測、遙信、遙控功能,實現(xiàn)對電機過載、短路、缺相、漏電等異常情況的保護、監(jiān)測和報警。在需要的情況下可以設置聯(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(tài)傳感器,接入消防疏散照明以及指示燈具的狀態(tài)實時顯示,并且對UPS的蓄電池溫度、內(nèi)阻進行實時監(jiān)視,發(fā)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(qū)單獨控制,分區(qū)內(nèi)設置智能控制面板就地驅(qū)動器;開關驅(qū)動器連接消防報警系統(tǒng),接收消防報警信息,強制打開驅(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,離開后燈具關閉。
③ 除了現(xiàn)場的控制方式外,還可用電腦端實現(xiàn)集中控制,實時遠程監(jiān)控當前區(qū)域的照明情況,必要時可遠程控制該區(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,還可用電腦端實現(xiàn)集中控制,實時遠程監(jiān)控當前區(qū)域的照明情況,必要時可遠程控制該區(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,避免同時亮燈負荷對配電系統(tǒng)造成沖擊。模塊不依賴系統(tǒng),可獨立工作,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現(xiàn)自動控制功能。
五、相關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.電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)
4.消防設備電源監(jiān)控系統(tǒng)
5.防火門監(jiān)控系統(tǒng)
6.消防應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中發(fā)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(tǒng)、供電系統(tǒng)以及照明系統(tǒng)的電氣設計,保證電氣設備運行安全以及穩(wěn)定,不斷提高綜合管廊的電氣設計水平。
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