隧道机电系统培训教材.ppt

景婺黄高速公路 隧道机电培训 目录 第一章隧道机电介绍第二章供配电系统第三章照明系统第四章通风系统第五章消防系统 第一章隧道机电介绍 隧道机电主要包括隧道供配电和隧道监控两大系统 细分主要有 隧道供配电 隧道照明 隧道通风 火灾报警与隧道消防 隧道交通控制系统 环境检测系统 紧急电话及广播系统 事件检测系统等8个子系统 隧道供配电系统主要包括高压柜 变压器 低压柜 无功补偿柜 应急电源和发电机以及隧道内的配电箱 隧道照明系统主要包括路灯和隧道照明灯具 主要分为四个回路 这个在下面的内容会讲到 隧道通风系统主要包括风机和风机控制柜 火灾报警与消防系统主要包括 火灾检测设备 火灾报警按钮 消防水井 水池 管道和消防栓 灭火器等设备 景婺黄高速公路现在只有蛟岭有这些设备 其他隧道都只有灭火器 交通控制系统主要包括车道指示灯 交通灯 车检线圈等设备 环境检测系统主要包括CO VI 风速风向检测仪 照度仪 灰度仪 事件监测系统主要有带有时间检测模块的摄像机 枪机 和分中心的事件检测软件组成 紧急电话系统主要有紧急电话 扬声器 功放 分中心的紧急电话主机 子系统施工划分 在上述几个系统中 从施工上来分 紧急电话和广播系统属于通信系统 隧道交通控制系统 环境检测系统 事件检测系统 火灾报警属于监控系统 隧道供配电 隧道照明 隧道通风 隧道消防属于隧道机电系统 第二章供配电系统 第一节前言第二节变电所10KV高压设备第三节变电所低压柜设备第四节箱式变电站第五节干式变电器第六节柴油发电机第七节应急电源EPS系统 前言 隧道供配电设施作为隧道机电系统的核心 负责隧道区域的照明通风设备 监控通信设施 消防报警设备的供电 是隧道交通正常运营的保障 本高速公路隧道供配电系统共设有8个变电所 11个箱式变电站 按隧道规模分别设置有不同容量的高低压设备 并配有应急电源EPS系统 为确保隧道在市电断电的情况下正常运营 8个变电所内另设置了柴油发电机作为备用电源 用以维持在市电断电时一级负荷正常工作的需要 前言 蛟岭隧道入口和出口附近各设有一个变电所 分别负责隧道约一半设施供电 入口变电所还负责隧道消防设施供电 两个变电所由两个独立的高压线路供电 结合当地电网的供电条件 蛟岭入口变电所由婺源供电所提供一路10KV架空专线电源 蛟岭出口变电所由浮梁供电所提供一路10KV架空专线电源 为保证蛟岭隧道负荷供电可靠性 隧道两变电所之间敷设一路10KV高压电缆联络线 正常时两路10KV外电源各自供电 当一路断电或出现故障后 通过切换高压联络柜 两个变电所则由另一路10KV外电源供电 变电所10KV高压设备 一 概述二 高压柜联锁及操作三 蛟岭隧道变电所高压系统操作程序 概述 本路段变电所主要是设置在中长隧道 并按照负荷大小 配有相应的高压配电柜 低压配电柜 EPS应急电源和发电机后备电源系统 10KV高压设备主要包括高压进线柜 高压计量柜和高压出线柜 蛟岭隧道还包括隔离柜 母线提升柜和馈线柜 所采用的高压供电设备 其技术性能符合国家标准以及DL相关标准和IEC相关标准的要求 并具有可靠的 五防 防误操作功能 具有使用安全 维护方便等特点 高压柜联锁及操作 1 高压柜联锁功能开关柜具备完善的五防联锁功能 主回路断开后方可操作接地开关 接地开关合上后才可打开下门 关上下门后方可操作接地开关 接地开关分开后才可合上主回路 高压柜的操作 操作前看清面板标识 操作孔上方有三个小方孔 左边为负荷开关接地显示 中间为分闸显示 右边为合闸显示 出线柜最右边还有一个熔断器指示 高压开关柜操作面板布置见左图 高压柜的操作 送电程序 确定电缆室门板已盖好 分接地开关 先移动联锁板到试验位置 下门板被锁定 此时操作手柄可插入操作孔 顺联锁板分接地方向转90度到听到分闸响声 即接地已分闸 合负荷开关 移动联锁板到操作位置顺联锁板合符合开关方向转90度至听到合闸响声 即负荷开关已合闸 高压柜的操作 停电程序 分负荷开关 插入操作手柄 顺联锁板分负荷开关方向转90度至听到分闸响声 即负荷开关已分闸 合接地开关 移动联锁板到试验位置 插入手柄 顺联锁板合接地方向转90度至听到合闸响声 即接地已合闸 移动联锁板到开门位置 下门板可打开 注意 具体操作程序以柜体面板上的说明为准 高压柜的操作 电动操作 高压柜的合闸分闸可以利用电动操作按钮实现 当高压停电时 将EPS的隧道应急负载关闭 只开隧道变电所内或箱变内的负载 强制应急启动后 可以保证电动操作机构正常执行 高压柜要合闸时 检查完准备工作 按 合闸 按钮即可高压柜要分闸时 只需按面板上 分闸 按钮即可 故障处理 当开关柜发生故障时 应先分断负荷开关 再合上该柜内的接地开关 下门联锁处于解锁位置 可打开前门板入内检修 此时 上部主母线仍处于带电状态 熔断器若需更换 也按上述操作顺序进行 注意 高压进线柜要检修时外线供电必须停电 蛟岭隧道变电所高压系统操作程序 蛟岭隧道变电所高压配电分隧道入口 出口二个系统 每系统有六台XGN15 12型高压配电柜 入 出口高压配电系统的一次单线图相同 上图中G1柜为电源进线用 G2柜为计量用 G3柜为本地变压器配电用 G4柜为隔离用 G5为母线提升柜 G6柜为入口 出口高压配电互为备用电源馈线用 备用电源送电程序 如进 出 口高压停电 而出 入 口高压有电 首先必须使入 出 口的电源进线柜G1分闸 但绝不能将G1柜的负荷开关合在接地位置上 以免高压来电时造成严重的短路故障 再依次将出 入 口高压配电系统中的隔离柜G4 备用电源馈线柜G6 入 出 口高压配电系统中的隔离柜G4 备用电源馈线柜G6合闸 即完成了备用电源送电程序 备用电源停电程序 如入 出 口高压来电 首先依次将出 入 口高压配电系统中的隔离柜G4 备用电源馈线柜G6 入 出 口高压配电系统中的隔离柜G4 备用电源馈线柜G6分闸 即完成了备用电源停电程序 此时入 出 口的电源进线柜G1才可合闸送电 注 括号中为另一个配电系统 变电所低压柜设备 一 概述二 低压开关柜操作三 开关柜故障维护 概述 变电所低压设备主要包括低压进线柜1AAL 无功补偿柜2AAL和低压出现抽屉柜 3 5AAL 低压开关柜操作 断路器操作手柄抽屉进出钥匙孔 抽屉柜操作 抽屉进出 抽屉进行进 出操作步骤为断路器操作手柄转在 0 位置将抽屉进出钥匙孔的盖板反时针旋转插入钥匙 顺时针转动360 时抽屉插接到位 逆时针转动360 时抽屉接插件完全分离 抽屉柜内断路器操作 手柄下按后逆时钟方向转动至 O 位置即断路器分闸位置 再顺时钟方向转动90 至 位置即断路器合闸位置 断路器故障跳闸后 手柄停在 O 和 位置之间 此时断路器合不上闸 只有将手柄逆时针转动使断路器机构再扣后 断路器才能重新进行合闸操作 低压进线柜柜断路器的操作 手动操作 CW型断路器面板上有 O 分按钮 合按钮 储能标牌 合闸标牌 当用手动操作断路器的储能手柄使断路器储能后 面板上有已储能的标牌显示 此时按 合按钮即可进行合闸操作 断路器正常合闸后 面板上有合闸标牌显示 储能标牌显示未储能 按 O 分按钮后 断路器分闸 塑壳断路器操作 手柄向上为合闸 向下为分闸 断路器故障跳闸后 手柄停在合与分位置之间 此时断路器合不上闸 只有将手柄向下使断路器机构再扣后 断路器才能重新进行合闸操作 功率因数控制器的操作 将开关手柄旋到 I 后 选择 自动 档 控制器组将根据需要自动投入运行 开关柜故障维护 开关柜最常见的故障是送不上电 现象为远程或本地按按钮时 抽屉柜没有反应 解决故障的办法是 将操作手柄旋至 O 后再旋至 I 再按按钮 检查抽屉柜内接线是否有松动 或燃烧痕迹测量抽屉柜内四个保险是否完好 测量交流接触器阻值是否正常 正常值在80 140 之间 箱式变电站 一 概述二 高压室操作三 高压出线开关柜的熔断器四 常见故障检查 概述 景婺黄 常 高速公路一期工程隧道供电系统中 有11个隧道采用的是箱式变电站 包括龙尾山隧道 砚山隧道 港口隧道 晓起隧道 江湾隧道 汪口隧道 祥云隧道 中云隧道 相思亭隧道 白洋冲1 2 隧道和二期的赣皖隧道 箱变高压部分采用的是XGN系列高压开关柜 技术性能达到IEC及GB标准 主开关选用优质SF6负荷开关 柜体结构合理紧凑 体积小 安装方便 操作灵活简便 运行安全 稳定 免维护 属安全型产品 高压柜结构 XGN15 12高压环网柜为人身设备安全考虑 设置了相关的机械联锁 操作人员须熟悉操作原则方可操作 操作原则及机械联锁 负荷开关合上后 接地在断开状态 不能操作 下门不能打开 负荷开关断开后 可进行接地的合分操作 接地后 下门才能打开 关上 下门打开可接触到负荷开关下出线及馈出线电缆 接地开关 必须确保无电作业须谨慎 注意 作业前应确定负荷开关在接地状态 进入母线室须确认进线开关已断开 进线指示灯已熄灭 高压出线开关柜的熔断器 安装 安装熔断器的操作 1 打开下熔丝座 把熔断器顶进上熔丝座 2 熔断器推进下熔丝座 3 合上熔丝下座 转动熔断器 使标签朝前 注意 不要手持熔断器的中间部分 返回操作顺序为 关下门 断开接地开关 合上负荷开关 在接地状态下 负荷开关不能合闸 高压出线开关柜的熔断器 更换 故障检修 更换熔断器时 开关必须处于接地状态 只要熔断器中有一个烧断 全部都有必要更换 更换方法 1 打一开下熔丝座 把熔断器拉离下熔丝座 2 斜向下拉熔断器 直至拉离上熔丝座 从柜体内取出熔断器 3 合上下熔丝座 断续取出熔断器 直至全部取出 常见故障检查 干式变电器 一 概述二 变压器运行 概述 环氧树脂浇注干式变压器是一种清洁环保的电力设备 其设计制造 运行 最终处置全过程均符合ISO14001及有关环保标准和法规的要求 以其阻燃 防爆 不污染环境 运行可靠 少维护 在高速公路无人值守的供配电系统运行中 有其独特的优点 变压器运行 调压 无励磁调压 即无载调压 变压器调压是通过调换调压分接头连接的位置实现的 出厂时分接头连接片在额定电压位置 只有当电网电压较长时间高于或低于额定电压2 5 5 时 才需要進行该项操作 更换分接操作 在确认分接不带电后 卸去分接头上的硅橡胶帽 将分接头片 Y接法 端部调压时 即为中性连接片 移到所需电压的分接头位置 紧固后插回硅橡胶帽即可 注意 在断电调压后 一定要先对变压器进行放电操作 变压器运行 变压器温控仪具有测量变压器温度 启动变压器风扇和箱变顶部风扇功能 在变压器超温时还可以控制高压出线柜自动跳闸 保护变压器 在高压出线柜跳闸后 需要相关人员到现场合闸 温控仪的数据可以在电力监控的软件上进行查询 变压器合闸投运后 应逐渐增加所带负荷 变压器投运后 禁止触摸变压器主体 包括浇注线圈表面 以防触电事故发生 柴油发电机 一 概述二 日常维护检查三 操作说明四 一般故障的排除 概述 按按各级用电负荷的要求及结合本项目的实际情况 本项目在沿线共计8个隧道洞口分别设置了自启动式柴油发电机组作为备用电源 用以维持在市电断电时一级负荷正常工作的需要 日常维护检查 日常维护检查项目主要有 检查发电机的水箱是否满 一般要使水箱满 检查发电机的机油是否合适 一般以在机油尺标识内为宜 检查发电机的电池是否有电 电池电压为2 12V 检查油桶是否有油 油尽量储存在又痛的2 3以上 检查油桶油管接口是否漏油 注 国际标准 CAN CAS C282 M89 1989 5 规定 所有发电设备每月必须加载运行60分钟 操作说明 功能说明 紧急停机 电池低电压报警 超速保护 机组高水温报警 滑油压力压报警 三次起动失败 手动起动 自动起动 可以和外部ATS自动切换柜联动 操作说明 启动停止 手动起动 手动停止将控制器上打到手动位置 按I发电机组会起动 起动后应注意机组的滑油压力表上的滑油压力 冷却水温度 机组之间电压是否稳定 及电流变化 停机时按 O 机组停止运行 自动起动 停止 和ATS自动切开关或柜联动 将控制器打到自动位置 机组处于自动状态 当市电断电时 发电机组会自动起动 和切换柜自动切换 自动完成后开关切换 当市电来电后 发电机组会转入冷却运行 延时几分钟后自动并机 切换柜会从发电状态自动切换到市电状态 一般故障的排除 故障发生时 不要忽略一些简单的原因 有些是因太明显而常未考虑 例如 不能起动 可能只是油箱没有燃油 作为常见故障的通用诊断方法 可参考下述的故障扣除表 若经过定期保养 故障仍不能消除 请与分销商或厂商联系以便得到帮助 常见故障排除表 常见故障排除表续 应急电源EPS系统 一 概述二 EPS面板显示说明三 通电运行检查四 EPS操作说明 概述 当隧道市电断电而柴油发电机尚未正式启动时 EPS为隧道内照明提供应急电源 保证隧道内应急照明和电力监控设备供电系统的连续性与稳定性 产品由互投装置 自动充电机 逆变电源及蓄电池组等组成 在交流电网正常时经过互投装置给重要负载供电 当交流电网断电后 互投装置将会立即投切至逆变电源供电 当电网电压恢复时 应急电源又将恢复为电网供电 EPS面板显示说明 指示灯指示说明 a 故障指示 指示应急电源逆变过程中所有故障状态 黄灯亮表示故障 b 主电指示 指示应急电源为主电旁路供电状态 逆变处于冷备份 c 过载指示 指示后级负载回路已超过额定值一定范围 d 输出指示 指示应急电源处于有电 主电或逆变 输出状态 e 充电指示 指示充电器处于在给蓄电池充电状态 f 应急指示 表示应急电源处于在应急供电状态 注 用户在接带载时 如负载接近满载时显示板上的过载灯会出现闪烁告警现象 此时机器仍处于正常状态 通电运行检查 接通市电 测量电压是否正常 闭合市电输入断路器 使主电旁路运行 在主电优先的条件下 应急输出断路器前端有输出电压和电流 打开充电输入 输出断路器开关至ON位置 此时充电器开始运行工作并对蓄电池提供充电电压和充电电流 测量充电电压是否正常 接入蓄电池后 闭合直流控制断路器 QFE 断开主电输入断路器 此时设备处于应急供电状态 应急输出断路器前端有输出电压 然后观察逆变显示是否正常 闭合主电输入断路器 采用手动或强制启动测试应急是否正常 在以上各步骤完成后 接通主电输入 充电 输出断路器 设备投入运行 EPS操作说明 手动 自动按钮旋转至手动 表明无论市电有无状态 逆变立即启动并切换输出 进入逆变应急供电状态 旋转至自动 表明有市电时为市电输出 发生停电或主电故障后 立即自动启动逆变 切换输出 市电恢复供电后 又切换市电输出 关闭逆变器 此时强制开关为OFF状态 强制应急开关旋转至ON时 表明应急逆变 强制解除电池过放电保护 有市电则市电后备 旋转至OFF时 表明应急逆变 电池会过放电 欠压保护 第三章照明系统 一 概述二 照明灯具布置三 照明控制箱操作说明四 照明控制箱维护和故障处理 概述 隧道照明系统包括主线洞内照明 洞外引道照明 人行横洞照明 按照位置分为入口段 过渡段 基本段 出口段 洞外引导照明 根据不同区段的要求设置了相应照度的照明灯具 按照功能又可分为基本照明 加强照明 应急照明 车行横洞照明和人行横洞照明 其中蛟岭隧道 洪家坞隧道 祥云隧道 汪口隧道 赣皖隧道共5个隧道 在每个隧道口的洞外设置了洞外引道照明 隧道照明灯具通过相应回路 从就近的隧道照明设备配电箱引电 各照明回路由照明控制箱采用手动方式或远程电力监控方式 以实现两地控制 照明灯具布置 高压钠灯共有四种 100W 150W 250W 400W高压钠灯 入口段采用高压钠灯照明 250W 400W 100W 间距为1 5米 两侧间隔对称布置 其中在行车方向的左侧设置了隧道应急照明 间距为24米 功率为100W 兼做隧道基本照明 过渡I段采用高压钠灯照明 250W 100W 间距为3米 两侧间隔对称布置 其中在行车方向的左侧设置了隧道应急照明 间距为24米 功率为100W 兼做隧道基本照明 照明灯具布置 过渡II段采用高压钠灯照明 100W 间距为6米 两侧间隔对称布置 其中在行车方向的左侧设置了隧道应急照明 间距为24米 功率为100W 兼做隧道基本照明 基本段采用高压钠灯照明 100W 间距为12米 两侧间隔对称布置 其中在行车方向的左侧设置了隧道应急照明 间距为24米 功率为100W 兼做隧道基本照明 照明灯具布置 出口段采用高压钠灯照明 100W 150W 间距为3米 两侧间隔对称布置 其中在行车方向的左侧设置了隧道应急照明 间距为24米 功率为100W 兼做隧道基本照明 人行横洞照明采用4x250W的高压钠灯 行车横洞照明采用4x250W的高压钠灯 洞外引道照明采用250W的单臂高压钠灯 灯杆杆高10米 照明控制箱操作说明 照明控制箱分为I型箱和II型箱 I型箱体主要用于控制晴天照明回路 阴天照明回路 II型箱体主要用于控制基本照明回路 应急照明回路 可实现本地手动控制 也可通过监控中心的软件平台 由电力监控系统進行监控 1 照明回路的选择隧道照明系统分四级控制 即晴天照明 阴天照明 基本照明 应急照明 2 本地控制由隧道现场管理人员或系统维护人员根据需要 在隧道内实施手动操作控制 此时 抽屉开关柜及箱变的照明控制方式置为就地方式 操作方法 将变电所的抽屉开关柜或者箱变的控制控制方式旋钮置为手动方式 然后按下启动 停止按钮就能控制主干回路的开关 在隧道内配电箱对相应的回路按下启动 停止就可以控制照明回路的开关 3 远程控制将隧道低压抽屉柜的就地 遥控旋钮顺时针转到遥控位置 由监控中心通过电力监控软件的操作界面 控制相应照明回路 以实现远程操作 操作方法 将变电所的抽屉开关柜或者箱变的控制控制方式旋钮置为遥控方式 然后在隧道电力监控软件操作界面上点击需要控制的照明回路 直接控制即可 4 应急照明隧道内设有应急照明系统 当变电站進行检修或救灾时 应急照明系统可保证隧道内的照明不会出现中断 应急照明回路分别由進 出口变电站的EPS电源供电 可持续照明半个小时 5 照明方案的选择晴天白天 8 00 18 00 选择晴天照明 基本照明 应急照明 阴雨天气白天 8 00 18 00 选择阴天照明 基本照明 应急照明 晚上 18 00 24 00 选择基本照明 应急照明 深夜 0 00 8 00 选择应急照明 具体的时间分段 可以根据季节的不同适当的延长和缩短时间 如冬天白天可以缩短 夏天的白天可以是6 00 18 00 照明控制箱维护和故障处理 照明控制箱内设有断路器 接触器 远程通信模块及维修插座 日常维护需注意如下几点 1 如果照明回路电缆发热 检查相应主控制回路的连接电缆是否松动 2 如果照明回路手动控制失灵 首先检查该回路空开是否有来电 如上端有电 请检查相应控制回路线缆是否脱落或松动 或接触器损坏 3 如果远程控制失灵 首先在本地控制箱進行手动操作检查 确认手动正常后 检查通信模块线缆是否脱落或松动 RS485通信是否正常 第四章通风系统 一 概述二 风机控制方案三 风机控制箱操作 概述 赣皖隧道 蛟岭隧道设置机械通风系统 其余中短隧道均采用自然通风 通风控制系统是根据一氧化碳 能见度检测仪检测到的能见度 CO浓度数据控制风机的运行 包括风机运行台数 风机风向和运行时间 实现节能运行和保持风机较佳寿命的控制运行 并调节隧道中的汽车废气至隧道用户能接受的程度 并在发生火灾时 根据不同地点 进行相应的火灾排烟处理 能控制隧道中烟的蔓延 以保证隧道的安全及运行环境的舒适性 概述 计算机采用优化的程序控制风机组的启停 既使隧道内环境满足要求 又力求节省电能 达到平衡使用风机均衡劳逸程度 由于风机功率大 启动电流大 不允许多台风机同时启动 也不允许同台风机由正转立即转入反转 为此设置风机软启动器 以达到风机平稳启动 该高速公路通风系统均采用全射流风机纵向式通风模式 赣皖隧道左右洞内各设置射流风机6组 蛟岭隧道左右洞内各设置射流风机3组 通风设备采用30KW射流风机 风机控制方案 由于隧道交通状况 运行方式 环境状况 事故阻塞及火灾状况对隧道通风有不同的需求 总体方案综合考虑以下几点 风机控制方案 正常运行 各隧道正常单向行车时 以测报的CO VI值为主要参数 使用计算机程序进行风机的自动控制 风机以一组 即一个悬挂断面处的两台 或一种预先设置的组合为通风控制单元 控制周期以10分钟为宜 本承包商根据隧道内空气超标的程度为依据 提供通风控制的风机的各种组合方案 经业主批准后实施 一般情况下 在通风控制时段内测报的CO和VI值 换算至最大浓度断面处的时间平均值 达到环境卫生标准并且通风运营费用比较经济被认为符合通风要求 风机控制方案 发生火灾 隧道发生火灾时 一般情况下 启动除烧损外的其余部分或全部风机 控制隧道风速为2 5m S左右 按原通风方向排烟 特殊情况 例如 火灾发生点靠近原通风方向的上游洞口 且在原通风方向的下游段停留的车辆很多 而上游段车辆很少时 用控制隧道内风速的方法 采用风速零化措施 限制烟雾向下扩散 以求尽量减少车辆遭受火灾的损失 尽快将火灾烟雾排出隧道 并确保良好的避难环境 风机控制箱操作 射流风机电源为三相380V 每组风机由一台风机控制配电箱引电和控制 两台风机正反转方向一致 分别通过控制箱内的软启动器 按顺序起动 避免风机大电流启动 操作风机时 正转 反转时间间隔在30秒以上 风机控制箱内设有断路器 接触器 软启动器 风机控制原理详见控制系统图 操作面板分为手动和自动控制两种方式 远程控制由PLC本地控制器控制风机控制箱内的交流接触器 以实现对射流风机的正转 反转和停机控制 射流风机的日常操作 注意 不能频繁在启动 停止 正转 反转等几种运行状态下转换 否则会造成设备永久性损坏 正常状态采用实时控制 人工干预方式及前馈时序控制 人工干预方式实时控制即以环境检测数据作为控制依据 前馈时序控制 人工干预方式是根据通风试运行阶段积累的交通量的日分布规律 将日交通量分几个档次 再确定风机运转档位 洞内环境检测数据作为参考作为人工干预作依据 交通阻滞状态采用实时控制十人工干预方式以环境检测值控制风量 以风向 人工判断 控制排风的方向 火灾状态采用人工干预方式 风机手动控制 1 远程手动控制方式远程手动控制方式是指在监控中心通过监控软件控制风机的启停及正反转 将变电所的抽屉开关柜和隧道内风机控制箱的控制