综合管廊供配电系统设计

孟冲

（中国市政工程西北设计研究院有限公司陕西分公司）

1 引言

近年来，随着国家对城市化建设的快速推进，对基础设施建设提出了更高的标准和要求，建设地下综合管廊是实现城市基础设施弹性化、集约化和可持续发展的重要措施，因此国家相继出台了一系列推动综合管廊建设的意见和规范，越来越多的城市都在加快推进综合管廊的规划、建设。

综合管廊的功能相对明确单一，其作为城市主动脉，重要性不言而喻，供配电系统作为综合管廊最主要的附属工程，为管廊内消防、通风、排水、照明、监控、安防、通信等系统提供电力保证，因此保障管廊安全运行是供配电系统设计的首要目标。

通过对多个综合管廊项目的分析，并结合笔者参与的项目，对综合管廊的供配电设计方案进行简要介绍。

2 项目概况

西安市某新区南北三号路综合管廊为该区先期启动建设的管廊之一，位于道路非机动车道及人行道下，全长约1.1km。收纳的管线包括电力、通信、给水、再生水、污水、雨水、天然气，设有综合舱、缆线舱、天然气舱、雨水舱，采用钢筋混凝土结构，详见图1。

图1 综合管廊断面图

3 负荷等级

综合管廊做为城市重要的基础设施之一，中断供电将存在重大的安全隐患，因此确定为二级负荷供电。采用两路电源供电，以保证供电的可靠性，每回路均能负担100%二级负荷。负荷分类如表1所示。

4 供电电源

综合管廊供电电源的方案选择，主要依据管廊的建设规模、近远期规划情况、周边电源情况、管廊的运营模式等综合确定[1]。

南北三号路综合管廊为该新区先期启动建设的多条管廊之一，该区域管廊规划密度高，各管廊之间相互连通，成网成片，因此供电电源的选择应统筹考虑（见图2）。

由于综合管廊内用电设备均为0.4kV低压设备，因此供电电源可采用10kV或0.4kV供电方案。

表1 负荷分类表

图2 常宁新区管综合廊规划

结合常宁新区综合管廊规划特点，若采用0.4kV供电方案，受电压损失影响，各条综合管廊需频繁从附近变电站引接电源，考虑常宁新区多为待开发地块，因此存在电源引接困难等问题，且为后期管廊的管理、运维造成诸多不便，因此确定本工程采用10kV供电方案。同时常宁新区规划建设有综合管廊监控中心一座，设计将该监控中心，作为10kV配电中心，对区域内综合管廊进行统一的运营管理、监控管理及配电管理。

5 供电方案

综合管廊采用10kV供电，0.38kV配电的形式。在综合管廊沿线设置10/0.4kV分变电所（或箱式变电站，以下简称箱变），对管廊内附属设施进行低压配电。

根据综合管廊二级负荷供电需求。需由供电中心敷设两路10kV电缆为管廊沿线箱变供电，供电中心由于需增加出线间隔而扩大规模，同时为少量的二级负荷需额外敷设一路价格高昂的10kV电缆，而且该种供电方式，在管廊现场箱变内常设置有两台变压器，同时工作，互为备用，可见此种供电方案前期投入资金较大，供配电系统设计冗杂，双变压器的运行，也为后期的运维增加成本[2]。

由于综合管廊的供配电系统存在比较鲜明的特点，如负荷分散，供电距离较长，且所有电气设备运行的同时系数较低等，二级负荷相较于整个配电系统而言，容量更小且供电时间要求短。根据这些特点，在管廊现场设置一台变压器加一台EPS的配电形式，变压器作为管廊正常运行的供电电源，EPS作为正常供电以外的备用电源，即可满足二级负荷的供电要求。

同时10kV供电系统采用环网式供电，各箱变内设置一进两出共三面10kV环网柜，一路出线接自用变压器，一路出线与片区内相邻、相交道路管廊的变压器相连，组成环网供电系统，10kV线路首尾两端均由监控中心的10kV不同母线段引出，（监控中心进线电源采用双回路供电），提高供电可靠性。

日常运行时，10kV环网线路中间位置断开，两段10kV供电线路独立运行，当环网内某一箱变出现故障或监控中心10kV母线需要检修时，可调整环网系统内10kV断路器的开合，切换供电线路。

南北三号路综合管廊即采用10kV环网式供电，电源由片区内监控中心10kV配电室引出，管廊现场箱变设置变压器一台，对本工程进行低压配电，并在管廊内配电室，设置EPS电源柜一台，作为本工程二级负荷的备用电源。

6 供配电系统

综合管廊采用10kV供电，0.38kV配电的形式，10kV配电线路沿管廊内敷设，根据管廊用电负荷密度较低，总容量较小等特点，综合考虑监控中心服务半径，电缆电压损失等因素，确定10kV供电线路按6km控制，每回10kV线路正常运行所带变压器数量按5台（或1000kVA）控制[3]。

监控中心10kV配电系统，采用分段单母线接线，母线不分段运行的配电方式，两路10kV总电源，在进线柜内设合闸闭锁装置，严禁同时合闸。

综合管廊内用电设备容量相对较小，数量较多，且分散，在管廊沿线呈线型分布，从配电系统的合理性考虑，供电距离越短，电压损失越小，从投资造价角度考虑，箱变数量设置越少，投资越低，结合市政道路供配电设计经验及管廊防火分区的划分特性，配电半径按照600m～700m（约3个～4个防火分区）控制，极限不大于1km（5个防火分区）。

管廊0.38kV配电以防火分区作为配电单元，各分区分别设置总动力配电箱及双电源配电箱。总动力箱负责配电单元内三级负荷的配电，采用单电源进线，由箱变直接引入。双电源箱负责配电单元内二级负荷配电，采用双电源进线，一路由箱变引入，一路由EPS引入。考虑管廊内供电距离长、负荷分散、使用频率较低等特点，由箱变至各配电单元采用预分支电缆树干式配电，此方案可有效减少配电主干电缆的使用，节约投资，提高利用率。

7 照明系统

综合管廊内照明分为正常照明和应急照明。各分区出入口、逃生口、管廊人员出入口位置，均应设置控制开关，供人员进入该防火分区时使用。应急照明需与火灾报警控制器联动，且优先级高于手动控制和自动控制[4]。

8 结语

综合管廊作为重要的市政基础设施，在设计阶段就应该充分考虑各种因素，对设计方案优化比选。供配电设计作为其中不可或缺的一项内容，更应在保证功能条件下，提高设计的可靠性、安全性和经济性。

综合管廊采用单套箱变配电，半径按600m～700m控制，采用预分支电缆树干式供电，并采用EPS作为备用电源，既能保证供电的安全、可靠，并能大大减少工程投资。