中梁山隧道供电设计说明审核后修改版201408

成渝高速中梁山隧道扩容改造工程 隧道供电设计说明、工程概况本项目为成渝高速中梁山隧道扩容改造工程，其中主线特长隧道为双洞单向行驶，双向四车道，长3.15km，设计速度80km/h。、方案内容及设计界面1) 方案内容本设计为中梁山隧道扩容工程供电系统施工图设计。主要包含10/5.5kV、5.5/0.4kV变配电所、应急电源装置、供配电线路、动力配电及防雷接地等设计内容。本次扩容改造工程中的供配电设施均为新建，不利用原隧道供配电设施。2) 供电系统与其他专业设计界面与隧道土建专业隧道变电所至隧道强弱电缆沟间的电缆排管（含电缆井），由隧道土建专业负责完成，供电系统专业提出设计要求。接地：特长隧道内接地极及连接由隧道土建负责完成，隧道供电专业提出接地要求。电缆沟：隧道内强电电缆沟及沟内电缆支架由隧道供电专业提出要求，隧道土建专业负责完成。防火门：隧道内的防火门、洞设计由隧道土建专业负责，供电专业负责电动防火门的供电线缆设计。与通信监控专业供电系统与通信监控专业的分界点在隧道UPS配电柜，UPS配电箱及以下由监控专业负责。与隧道照明专业供电专业负责低压配电柜至照明控制柜的电气设计以及基本、应急照明主干电缆的设计，其余由隧道照明专业负责完成。与隧道通风专业供电专业与通风专业的分界点在风机控制箱，风机控制箱及其电源电缆、控制电缆由供电系统负责，风机自控控制由监控系统负责，其余由通风专业负责。与管理用房本次设计内容不包含为管理用房自身供电的变压器及低压柜，但包含放置在管理用房，为隧道供电的高压柜、变压器、直流屏、UPS。由于管理用房建筑方案未定，本次设计中只提供电气系统图，暂不提供管理用房的电气设备布置平面图。、设计依据及标准1) 设计依据各专业提供的设计资料及初步设计专家意见；初步设计专家审查意见及执行情况：、电气设备选型应统一。回复：已执行，施工图设计阶段，各设计院统电气设备选型已统一。、建议对10kV和5.5kV供电进行比选。回复意见：根据建筑设计防火规范（GB50016-2006） 12.5.4: 隧道内严禁设置高压电线电缆，对建筑设计来说，10kV为高压电缆，不宜在隧道内设置，因此不进行比选。2) 采用的设计规范和标准供配电系统设计规范（GB50052-2009）低压配电设计规范（GB50054-2011）10kV及以下变电所设计规范（GB50053-94）电力工程电缆设计规范（GB50217-2007）民用建筑电气设计规范（JGJ 16-2008）建筑物防雷设计规范（GB50057-2010）建筑照明设计标准（GB50034-2013）建筑设计防火规范（GB50016-2006）火灾自动报警系统设计规范(GB50116-2013)建筑物电子信息系统防雷技术规范（GB50343-2012）电能质量 供电电压允许偏差（GB 12325-2008）电力装置的继电保护和自动装置设计规范（GB50062-2008）3110kV高压配电装置设计规范（GB 50060-2008）公路隧道通风照明设计规范（JTJ026.1-1999）公路隧道交通工程设计规范（JTG/T D 71-2004） 负荷情况1) 负荷等级隧道用电负荷分级如下表所示：序号负荷名称负荷级别1应急照明、电光标志、交通监控设施、通风及照明控制设施、紧急呼叫设施、火灾检测、报警、控制设施、中央控制设施、电动防火门等一级中特别重要负荷2基本照明、排烟风机、所用电等一级3通风风机、加强照明二级4隧道其余电力负荷三级2) 用电负荷统计本工程（隧道部分）用电设备总设备容量为2200kW，其中照明容量为600kW， 其余动力设备总容量为1600kW。管理用房10/5.5kV变电所单台变压器选为2500kVA。隧道内B1变电所561kVA ,单台变压器容量选为630kVA。隧道内B2变电所142kVA，单台变压器容量选为160kVA。隧道内B3变电所540kVA，单台变压器容量选为630kVA。隧道内C1变电所475kVA ,单台变压器容量选为500kVA。隧道内C2变电所142kVA，单台变压器容量选为160kVA。隧道内C3变电所485kVA，单台变压器容量选为500kVA。 供电电源根据运营维护经验及相关要求，本工程外部供电电源采用10kV中压供电。1) 电压等级:10kV。2) 电源要求: 本工程为城市特长公路隧道,为确保其安全正常的运行,需要可靠的供电电源。从外部引入两路独立可靠的10 kV电源供电，两路外引10kV电源容量(每一路)应能承担隧道100%用电负荷。、供配电系统1) 系统构成及运行方式根据主体工程和设备布置情况,在入口隧道管理处设置一座10/5.5kV变配电所，编号为A1，在左线隧道内设置三座5.5/0.4kV变配电所，编号分别为B1、B2，B3，在右线隧道内设置三座5.5/0.4kV变配电所，编号分别为C1、C2、C3，变配电所间设置5.5kV电源联络（详见供电系统方案示意图）。正常情况时:隧道管理处10/0.4kV变配电所采用单母线分段接线方式,设置母线分段断路器，配电所两路10kV电源同时运行,母联断路器处于分闸位置，两路10 kV电源各负责全所约一半的用电负荷；隧道内变配电所采用单母线分段接线方式,设置母线分段断路器，配电所两路5.5kV电源同时运行,母联断路器处于分闸位置，两路5.5 kV电源各负责全所约一半的用电负荷。事故情况时:当隧道入口10kV变配电所任一路电源因故停电时,该路电源进线断路器跳闸、母联断路器合闸,由另一路10 kV电源负责全所负荷的供电。2) 5.5/0.4 kV变电所设置左线隧道内B1变电所变压器容量为2X630 kVA，B2变电所变压器容量为2X160 kVA，B3变电所变压器容量为2X630 kVA，右线隧道内C1变电所变压器容量为2X500 kVA，C2变电所变压器容量为2X160kVA ，C3变电所变压器容量为2X500kVA。3) 变电所0.4kV侧的运行方式：变电所0.4kV侧采用单母线分段接线方式，母线设置母联断路器，并设置电源自动切换装置。正常运行时，母联断路器断开，两台5.5/0.4kV变压器各自运行，分别向供电范围内的全部负荷供电。当其中一台5.5/0.4kV动力照明变压器因故退出运行时，母联断路器自动合上，由另一台5.5/0.4kV动力照明变压器负责向全所供电范围内的负荷供电。4) 电力监控系统每个变电所设置一套电力监控系统，监控的主要对象为10kV进线回路、5.5kV馈出回路、5.5kV母联回路、0.4kV进线回路、0.4kV母联、电容补偿柜、EPS、UPS、变压器及其它智能电气设备运行状态进行监控。5) 计量采用10kV侧高压集中计量，在10kV电源进线处设置计量装置。6) 功率因数补偿在5.5/0.4kV变电所低压侧设功率因数自动补偿装置，要求补偿后的变压器低压侧功率因数在0.92以上。气体放电灯就地补偿，补偿后的功率因数为0.9。、应急电源系统在10/5.5kV总变电所和六座5.5/0.4 kV变电所均设一套UPS交流不间断供电电源装置和一套EPS应急电源装置。1) UPS供电范围包括：交通监控设施、通风及照明控制设施、紧急呼叫设施、火灾检测报警及控制设施等。供电持续时间为90min。2) EPS供电包括：应急照明、车行横通道门、电光标志、情报板等。供电持续时间为180min。、动力配电设计1) 根据动力设备的布置情况和负荷的重要程度,采用低压电缆放射式结合树干式的配电方式。30kW及以上风机采用软启动方式，其余电机采用直接启动方式。2) 射流风机采用就地、变电所和中控室三种控制方式。在风机安装处设控制按钮箱，对风机进行起停操作。3) 沿隧道行车方向左侧每隔约100m设置一个检修插座箱，容量15kW。 、供配电线路敷设高低压电力电缆主要沿隧道内设的电缆沟内敷设，隧道照明电缆从变电所引出后沿电缆沟引上至隧道顶部所设电缆桥架敷设。、主要设备材料选择1）所有供配电设备均应采用国内工艺先进、技术成熟、节能的标准化设备及元件。2）隧道内所有电缆均采用低烟无卤电缆铜芯电缆。事故时仍需运行设备的配电电缆选用耐火铜芯电缆(阻燃级别不低于B级)。、防雷接地1) 防雷10/5.5kV,5.5/0.4kV变配电所均设置进线避雷器，以防雷电侵入波侵蚀。2) 接地接地系统分为防雷接地、电气设备的工作接地、保护接地、弱电设备接地，本设计采用联合接地（综合接地），将隧道内外各种建筑物的接地装置可靠连接在一起,形成综合接地装置,以满足保证工作人员、被保护设备的安全及设备的工作接地的要求，接地电阻不大于1欧姆。隧道内变电所设置人工接地网，接地电阻不大于1欧姆。沿两座隧道内的电缆通道各敷设强、弱电贯通12镀锌接地圆钢一条,隧道内所有强、弱电设备及金属构筑物均与其可靠连接，接地圆钢在还应与隧道内变配电所接地网可靠连接。隧道内电缆支架每隔50m设置角钢重复接地极，电缆通道内12镀锌接地圆钢每隔50m应用隧道钢筋网焊接；电缆支架接地电阻应小于4欧姆，当阻值达不到要求时，应采用增加垂直接地极等方法减小阻值。隧道内风机、桥架等均应与隧道内贯通接地母排可靠连接。所有隧道灯具均与PE线连接。进出隧道的电缆金属外皮应与隧道内贯通接地圆钢可靠连接。、主要设备性能要求1) 干式变压器运行条件位置：户内防护等级：IP30海拔高度：1000米以下环境温度：-25+402) 技术参数项 目参 数 及 要 求型号SCB11-2500/10SCB11-630/10SCB11-500SCB11-160额定容量2500kVA630kVA500kVA160kVA变比10/5.5kV10/0.4kV10/0.4kV10/0.4kV频率50Hz连接组别DYN11阻抗电压5%4.5%4%4%空载损耗2.97kW1.20kW0.96kW0.40kW负载损耗20.706.20kW5.41kW2.31kW此外，干式变压器应满足电力变压器（GB1094）以及干式变压器技术参数和要求（GBT 10228-2008）等相关规范的要求。3) 技术要求变压器采用SCB11型，整体应具有损耗低、体积小、局部放电量小、噪音低、抗短路能力强、散热条件好、免维护的特点。4) 变压器附件 标准封闭母线端子：提供标准低压封闭母线端子以方便与外部低压封闭母线的联接。b)温度控制系统：控温、测温功能一体化设计，超温报警抗干扰性能满足JB/T7631-2005要求并配监控数据接口。2) 10kV和5.5kV开关柜 运行条件：位置：户内海拔高度：1000米以下环境温度：-25 +40技术参数：10kV和5.5kV开关柜应满足3110kV高压配电装置设计规范（GB50060-2008）、340.5kV交流金属封闭开关设备（GB3906-2006）、高压交流断路器（GB1984-2003）、额定电压1kV以上52kV以下的交流金属封闭开关设备和控制设备(IEC60298)、电力装置的继电保护和自动装置设计规范（GB50062-2008）以及继电保护和安全自动装置技术规范（GB/T 14285-2006）等相关规范的要求。开关柜微机测控保护装置应使用工业级及以上的芯片、电容器和其它元器件。软件版本的升级不应变更硬件。微机测控保护装置所带有的开关量输入、输出接点数量应满足对应开关柜的控制、保护、信号量的需要。3) 0.4kV低压开关柜运行条件位置：户内海拔高度：1000米以下环境温度：-25 +40技术参数0.4kV开关柜应满足低压成套开关设备和控制设备（GB7251.1）、低压成套开关设备和控制设备（IEC60439-1）以及低压抽出式开关设备（JB/T 9661）等相关规范的要求。开关柜的基本技术参数:项 目参 数 及 要 求额定电压400V额定绝缘电压1000V水平母线额定电流1250A垂直母线额定电流根据供电系统配置额定工频耐受电压3kV，50Hz，1min额定冲击耐受电压8kV电气间隙10 mm爬电距离12 mm隔离距离应符合JB4012-85低压空气式隔离器开关、隔离开关及熔断器组合电源的有关要求，同时考虑到制造公差和由于磨损而造成的尺寸变化。辅助回路的耐压2.5kV 50HZ 1分钟温升按IEC947-1的有关规定二次设备成套外壳防护等级IP30开关柜的结构: 低压开关柜的功能单元应有明显的三个位置：连接位置、试验位置和分离位置。各个位置应有明显的文字符号标志。 低压开关柜的面板上应设有红灯和绿灯,并分别表示断路器和/或接触器的合、分闸位置。 低压开关柜的面板上设置测量表计,其余二次元件应根据系统方案配置，满足系统功能需求。 开关柜内相同规格的功能单元应具有互换性，即使在出线端短路事故发生后，其互换性也不应破坏。 开关柜内的每个柜体分隔为三室，即水平母线隔室，功能单元隔室及电缆室，室与室之间用钢板或高强度阻燃环保塑料功能板相互隔开。 开关柜的进线采用封闭母线槽，出线采用电缆。低压交流塑壳式断路器电气技术性能及参数:项 目参 数 及 要 求额定持续电流（A）631250A额定工作电压（V）690额定绝缘电压（V）1000极数3极额定运行短路分断能力（kA）34使用寿命（次）10000可配附件分励脱扣器辅助触点（2开、2闭）报警触头电动操动机构智能单元安装型式抽出式塑壳式断路器应满足系统电压、电流、频率以及分断能力的性能水平要求。断路器应为模块化结构设计、安装方便，并可在不拆卸塑壳断路器外壳的情况下加装各种附件（如分励脱扣器、辅助触头、报警触头）而无需改变断路器结构和低压开关柜结构。采用抽出式安装，其二次回路亦应具有插接式整体连接装置。塑壳断路器应为抗湿热型产品。低压无功补偿控制器: 控制器输出接点容量不应小于被控对象的要求，且带通讯接口便于远方监控。 控制器外壳应有足够的机械强度，外壳防护等级不应小于IP40。当控制器采用金属外壳时,应提供接地端子,并应设有明显的接地标志。 控制器电源及电压模拟量输入端应设有短路保护器件。在发生内部故障时，该保护应可靠动作。 控制器应具有投入及切除门限设定值、延时设定值的设置功能，对可按设定程序投切的控制器应具有投切程序控制功能，面板功能键操作应具有容错功能，面板设置应具有硬件或软件闭锁功能。 控制器应具有工作电源显示，超前、滞后显示，输出回路工作状态显示，过电压保护动作显示。 控制器输出回路动作应具有延时及过电压加速动作功能。 控制器应具有自动循环投切或按设定程序投切功能，实现功率因数设定范围在0.80.9之间的分级调整（手动或远动）。 控制器应能自检和复归，在每次接通电源时进行自检复归输出回路。 控制器闭锁报警功能：在系统电压大于107%标称值时闭锁控制器投入回路；控制器内部发生故障时，闭锁输出回路并报警；执行回路异常时，闭锁输出回路报警。低压并联电容器:项目参 数 及 要 求额定电压（kV）0.23额定频率（Hz）50工作温度范围-40+65标称容量允许偏差5%损耗角正切值0.1% (50Hz，额定电压，温度20 )最高允许电压1.1Un最高允许电流1.3In试验电压引出线间：1.75 Un , 60S ；引出线与外壳间：3000V AC 60S放电装置断开电流后3分钟内降至50V以下其它有自愈性能，内藏防爆装置及放电电阻。测量仪表及继电保护装置:柜面设置必要的测量表计、控制按钮和灯光信号。其测量表计精度为：电流、电压表0.5级；有功电度表0.5级；无功电度表1.0级。控制方式:智能断路器配置智能脱扣器和电动操作机构，并设一个“当地/远方”转换开关，实现就地和远动控制的转换。4) UPS电源UPS电源设备应满足不间断电源设备(UPS)（GB/T7260）、信息技术设备用不间断电源通用技术条件（GB/T 14715-1993）、通信用不间断电源-UPS（YD/T1095-2008）以及通信用阀控式密封铅酸蓄电池（YD/T799-2002）等相关规范的要求。主要技术参数及性能要求如下：项目主要技术参数及性能容量（kV30工作电源输入电压（V）AC38015%旁路电源输入电压（V）AC38015%输入频率（HZ)505%额定输出电压（V）AC380V 三相输出电压精度（%）静态不大于1%动态动态过程中，负荷以0%-100%变化，其偏差值不大于2%。恢复时间（ms）：25过载能力200%额定值20ms150%额定值1min125%额定值10min110%额定值1h输出频率（HZ)50频率精度（%）静态不大于1%动态不大于1%输出波形正弦波波形失真度2%（满载时）相移12001%（平衡负载）12002%（100%不平衡负载）负载功率因数范围0.9 （超前），-0.7（滞后）UPS装置输出总效率不小于90%蓄电池型式全密封免维护铅酸电池额定储能时间（蓄电池的额定放电时间）在蓄电池组代替整流器供电时，可以维持UPS正常输出的最长时间应不低于90min智能化电池管理自动定期检测电池组，保证系统的可靠性；自动检测电池组的温度来调整充电电流，延长电池寿命。整流器稳压精度负荷电流5%-100%变化时，不大于1%通信功能具有双工通信功能，通过标准接口与其他自动化设备连接起来，实现监控功能。噪声1m处小于60分贝其它UPS应带逆变输出隔离变压器。UPS含自动旁路和维修旁路系统。尺寸（宽深高）应满足设计要求5) EPS电源EPS电源设备应满足通信用不间断电源-EPS（2062-2009）、通信用阀控式密封铅酸蓄电池（YD/T799-2002）等相关规范的要求。主要技术参数及性能要求如下：项目主要技术参数及性能容量（kW）30 工作电源输入电压（V）AC38015%输入频率（HZ)505%额定输出电压（V）AC380V 三相四线电压稳定度5%（电池逆变时）输出波形正弦波频率50Hz5%过载能力负载120%时正常工作，过载125%时1min后旁路切换时间小于0.1s电池全密封免维护铅酸电池备用时间180min保护短路、过流、缺相、电池低电压、输出高低压显示LED触摸屏中文显示效率应急供电90%噪音1m处小于60分贝尺寸（宽深高）应满足设计要求6) 电缆电缆应满足额定电压1 kV(U,=1. 2 kV)到35 kV(U.=40.5 kV)挤包绝缘电力电缆及附（GB/T 12706-2008）等相关规范的要求。阻燃电缆和耐火电缆的阻燃性能和耐火性能必须符合GB/T18380-2001（IEC60332-1993）和国家公共安全行业标准GA306-2007所规定的要求。7) 电力监控系统电力监控系统由控制信号屏、开关柜内的微机综合保护测控单元和所内通信网络构成。系统采用集中管理、分散布置的模式，各微机综合保护