北京站新增自动扶梯供配电设计

北京站新增自动扶梯供配电设计李金冬;郑玲【摘要】既有车站供电系统改造要了解现场情况，做出比选方案,进行经济技术分析,得出合理的供电方案.通过工程实例，对既有车站新增自动扶梯供配电系统设计时可能遇到的问题进行论述，主要包括:对扶梯供电方案和低压供电线路路由进行分析、比选，得出经济、合理的供电方案和低压供电线路路由;对扶梯同时系数进行现场调研，并分析、总结，得出符合现场实际情况的数值;对扶梯双电源切换箱的设置位置进行了分析论述，在满足规范要求情况下，合理设置双电源切换箱;对线路的敷设方式进行了分析论述，得出了现场可以实施的敷设方式.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷)，期】2009(000)011【总页数】3页(P121-123)【关键词】北京站;自动扶梯;供电设计【作者】李金冬;郑玲【作者单位】中铁工程设计咨询集团有限公司建筑院，北京,100055;中铁工程设计咨询集团有限公司建筑院，北京,100055【正文语种】中文【中图分类】U291.1+71工程概况北京站的设计规模是按远期吞吐量20万人/d进行设计的，现有8个站台，大楼的中央通廊及东、西天桥为旅客进站系统，东侧地道为旅客出站系统，随着Z、D字头列车的开通，市郊地道改为以进站为主的进站系统；特殊人群(残疾人)进站由车站服务员引导通过西端通道进入各个站台。在不改变北京站进出站原功能系统格局的基础上,对该站的进出站垂直交通进行改造，增加自动扶梯。根据北京站的具体情况，站台扶梯改造不具备2个站台同时施工条件,只能逐个站台(2~8站台)依次施工东西天桥同时进行。本工程供配电系统是在原有供配电系统上的改造，涉及的方面较多，在许多地方存在着特殊性，本文就设计中遇到的主要问题谈谈自己的体会。2设计依据《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16-2008)附录A规定大型站和国境站的旅客站房、站台、天桥及地下通道用电为一级负荷；《铁路电力设计规范》(TB10008—2006)表4.1.2—2中规定特大型站、大型站旅客用电梯和自动扶梯为二级负荷。由于北京站为特等站，并且本次扶梯改造作为2008年北京奥运会配套工程,考虑中断供电所造成的重大政治、经济影响，新增自动扶梯按一级负荷设计。采用两路电源供电，末端自动切换。3供电设计3.1供电方案比选方案一：站台自动扶梯均由北京站变电所供电。该变电所位于北京站东侧，现有变压器负荷率比较低，不用增容,只要对既有低压柜进行改造，就可以满足自动扶梯供电要求。但由于本次设计的自动扶梯均需双路电源供电，馈出电缆多，且该变电所引出的电缆通道十分拥挤，改造难度很大，扶梯全部由此变电所供电很难实施。方案二：站台自动扶梯均由车站南侧综合楼变电所供电,该变电所高压、变压器及低压室均有预留位置，具备改造的条件。同时需对低压出线路由、高压柜微机保护、直流屏、室外电缆管井及沟道等进行改造。馈出电缆由变电所低压柜，经电缆沟引至室外电缆竖井，并经既有横跨车站东侧地下电缆通道引至站台。本方案可以取得两路电源,满足扶梯用电，符合电气设计规范要求。电缆利用既有通道穿过站场，改造范围小，供电比较经济、合理，与施工组织方案（7个站台分别施工）相符，施工时有一定难度，但可以实施。方案三：站台自动扶梯第一路电源由车站南侧综合楼变电所引来，与方案二相同。站台自动扶梯第二路电源由主站房西侧售票楼变电所引来，该变电所为2005年建成主要为售票楼供电。目前低压柜馈出回路基本用满。馈出电缆由售票楼变电所低压柜经电缆沟、桥架引至室外电缆竖井，并以此井为基准分别向2~8站台在轨道下采用顶管法敷设中150mm钢管。本方案可以取得两路电源,2~8站台需同时施工做人孔井，与施工组织方案（7个站台分别施工）不符，施工时难度较大，费用较高；主站房西侧售票楼变电所低压柜及变压器均需更换，不经济。方案四：站台自动扶梯第一路电源由车站南侧综合楼变电所引来，与方案二相同。站台自动扶梯第二路电源由地下行包库变电所引来。地下行包库变电所预留有高压柜、低压柜及变压器位置,具备改造条件，还需对10kV电源进线、低压出线路由、高压柜、低压柜及变压器基础、电气竖井及沟道等进行改造。馈出电缆由地下行包库变电所低压柜经电缆沟引至电缆竖井，沿电缆竖井引至7站台，并设电缆人孔井，以此井为基准分别向2~8站台在轨道下采用顶管法敷设中150mm钢管。本方案可以取得两路电源，但第二路电源同样需在2~8站台同时施工做人孔井，与施工组织方案（7个站台分别施工）不符。经综合比选确认，方案二是最经济、可行的，站台自动扶梯均由车站南侧综合楼变电所供电。站台人孔井与石棉水泥管块敷设与站台扶梯改造同时进行，在综合楼配电室改造完以后,可以将电源送至站台，与施工组织方案相符。3.2低压供电线路路由比选车站南侧综合楼变电所向2~8站台自动扶梯供电线路路由可以有以下几种方案。方案一：利用车站东侧既有南北电缆通道，供电电缆由变配电所经既有南北电缆通道引至站台。由既有南北电缆通道至站台东天桥、中央通廊及西天桥扶梯下配电室均穿石棉水泥管块埋地敷设，由配电室至扶梯采用穿镀锌钢管敷设。本方案电缆沿石棉水泥管块埋地敷设，不存在安全隐患；对站台的整体美观没有影响；石棉水泥管块预埋一定余量，为以后站台设备供电及其他用途提供方便，但施工时破坏站台面较大。本方案施工有一定难度，但可以实施方案二：在8站台南侧围墙外新设电缆隧道，供电电缆由变配电室经新设电缆隧道引至东天桥、中央通廊及西天桥，在东天桥、中央通廊及西天桥设竖向电缆通道，电缆沿竖向电缆通道引至天桥及通廊内侧，并沿东天桥、中央通廊及西天桥引至2~7站台。本方案只有第8站台局部破坏，其他站台面破坏较少，但每个站台的竖向电缆通道破坏站台的整体美观。电缆沿天桥两侧敷设，不仅影响天桥的整体美观，而且没有足够空间。电缆在扶梯及楼梯口处需沿顶部或沿板下敷设，此处空间无法满足电缆弯曲半径的要求，并且沿顶部敷设时，顶部檩条能否承受电缆荷载，无法验证。由配电室至每个站台电缆为干线电缆,到每个站台需设电缆T接箱,T接箱在天桥及通廊没有安装位置，如设在站台则会增加电缆数量。本方案施工难度大，破坏车站的整体美观,存在安全隐患。方案三：利用车站东侧既有南北电缆通道，供电电缆由变配电室经既有南北电缆通道引至站台。由既有南北电缆通道至站台东天桥沿站台侧壁采用支架敷设。本方案站台面破坏较少，对站台的整体美观没有影响；但目前站台侧壁安装有站台电铃、配电箱及列检用照明灯具，并且此处为列检用通道,需要与列检及车站行车部门协调,在征得相关部门许可的情况下，可以考虑此方案。经过北京铁路局、供电段、北京站、设计院等相关部门的协商，决定采用方案三。3.3扶梯同时系数的确定《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16—2008)中规定[1]:电梯、自动扶梯和自动人行道的供电容量应按它的全部用电负荷确定。向多台电梯供电时应计入同时系数。该规范条文说明列出了不同电梯台数的同时使用系数，见表1。表1不同电梯台数的同时系数电梯数量/台2345678直流电梯0.910.850.800.760.720.690.67交流电梯0.850.780.720.670.630.590.56火车站扶梯的使用具有特殊性，与车站的到发车情况、进出站情况密切相关。同时系数的确定应据此作出具体分析。根据北京站的实际情况，分析如下。2~6站台：进站扶梯(市郊地道扶梯1部，西天桥扶梯1部，中央通廊扶梯1部，东天桥扶梯2部)；出站扶梯(东出站扶梯1部)。每个站台共有扶梯6部，站台两侧股道同时发车或一股道到达,另一股道发车，为最严重工况,此时为2部东天桥扶梯加上其他处1部扶梯，共3部扶梯同时运行，同时系数为3/6=0.5。7、8站台：进站扶梯(西天桥扶梯1部；中央通廊扶梯1部；东天桥扶梯2部);没有出站扶梯。每个站台共有扶梯4部，站台两侧股道同时发车，为最严重工况，此时为2台东天桥扶梯加上其他处1部扶梯，共3部扶梯同时运行。同时系数为3/4=0.75。3.4负荷估算本工程安装容量889.2kW,计算负荷Pjs=400.1kW,计算电流Ijs=676A,拟选用2台1000kVA变压器。3.5变配电室本工程在北京站车站南侧综合楼设置变配电所,10kV高压母线为单母线分列运行，正常时两路电源同时供电,当任一路电源故障或停电时，人工闭合联络开关，每路电源均能承担全部负荷。1号变压器与2号变压器之间的低压母线设联络开关，主进开关与联络开关设电气连锁，任何情况下只能合其中的两个开关。本工程采用低压集中自动补偿方式，使补偿后的功率因数大于0.9,总补偿容量480kVAR。4动力配电系统设计4.1供电方式（1） 本工程在每个站台的东天桥、中央通廊及西天桥扶梯下设置扶梯配电间,其中在东天桥扶梯配电间内设置两面总配电柜（电源分别引自综合楼变配电室低压柜的两段母线），向整个站台的扶梯供电，见图1。图1站台配电干线平面示意（2） 东天桥、中央通廊及西天桥扶梯配电间内设置双电源切换箱，采用两路电源供电（分别接自东天桥扶梯配电间内两面总配电柜），末端自动切换,自投方式为自投自复式。⑶本次设计仅负责将电源送至扶梯、垂直电梯控制箱（柜）。扶梯、垂直电梯控制箱（柜）由厂家配套提供。由各扶梯、垂直电梯配电箱（柜）至各用电点的管线选型和敷设由电梯厂家负责设计施工。4.2敷设及安装方式电缆由综合楼变配电所至车站既有南北电缆通道沿电缆沟内固定支架敷设。由既有南北电缆通道至2~6、8站台侧壁为穿钢管保护埋地敷设，至7站台侧壁采用〃顶管”方式敷设。电缆沿站台侧壁采用支架敷设（金属线槽保护）。由站台侧壁至东天桥、中央通廊及西天桥扶梯配电间部分采用钢管保护。由配电间至出站扶梯配电箱采用钢管保护,沿地面、扶梯背面敷设。西天桥、中央通廊及东天桥总配电柜、双电源切换箱均落地安装，总配电柜、双电源切换箱门应做成双开门,以便于检修。4.3设备选型直流屏及保护屏采用与既有设备相同的型号低压柜采用GCK型。干式变压器选用SCB9-1000KVA-10/0.4,设有温度监控及报警装置,接线为D,Yn11,线缆均采用阻燃型。5接地与安全设计本工程采用TN-S系统保护形式，在每个站台配电间均需对PE线做重复接地，要求接地电阻＜0.5Q。本工程设总等电位联结，在变配电所、站台配电间及扶梯处均设等电位联结端子箱，接地干线、扶梯金属构件等与总等电位联结端子箱连通。等电位端子箱的安装高度为底边距地0.5m。凡正常不带电而绝缘破坏时有可能带电的电气设备金属外壳、穿线钢管、电缆外皮、扶梯金属构件等,均应与PE线可靠连接。6结语大型火车站的改造升级本身就属于设计复杂、施工繁琐的工程项目。在这类项目的设计过程中，既要考虑施工进度、改造成本,同时还