浅述城市地下综合管廊的电气设计

摘要:综合管廊是一项重要的市政建设设施，能够为各种管道的运行提供的运行空间。电气设计是综合管廊设计的重要组成部分，对综合管廊设计效果具有直接影响。本文主要探讨了综合管廊的电气设计，希望能够为相关工作者提供借鉴。
关键词:综合管廊；电气设计；措施
 
一、引言
近年来，随着我国城市的不断发展，促进了市政建设设施的不断完善，为我国居民生活创造了良好的生活条件，满足了居民的生活需求。城市综合管廊的建设美化了城市景观以及功能，促进了城市体系的完善。电气设计对综合管廊建设效果具有重要影响，因此还应采取科学、合理的措施，加强综合管廊的电气设计水平。
 
二、综合管廊电气设计概述
综合管廊工程作为综合性地下建筑廊道，为电力、热力、给水、通信以及燃气管线等敷设提供公共空间，通常情况下，在城市道路绿化带下方，进行综合管廊的设置。电气工程是综合管廊工程的一项重要附属工程，其主要包括供配电系统、照明系统、电缆敷设系统以及接地系统等，能够为照明、排水、消防以及通风系统提供电力，保证各项系统稳定、安全的运行。目前我国综合管廊建设水平得到了有效的提升，也促进了综合管廊电气设计水平，但是与发达国家相比，我国综合管廊电气设计水平仍然较低，为此还需要进一步探讨综合管廊电气设计。
 
三、综合管廊的电气设计措施
 
1.负荷分级及主要配电系统 
在综合管廊电气设计过程中，还应按照规定的负荷分级标准进行设计，属于二级负荷设计的有天然气管道舱的事故风机、管道紧急切断阀、监控与报警设备、消防设备和应急照明，其余均按照三级负荷进行设计。对于主要供电系统，供电方式采用两路独立回线路，这种供电方式可以实现两路电源同时工作，一路电源出现故障，由另一路电源运行，避免出现停止运行的情况。变配电所内电器应配置全面，包括10kv高压配电装置、2台10/0.4KV干式变压器。低压侧接线方式采用单母线分段方式，采用母线断路器设置在两端母线间，同时还应设置电源自动切换。
 
2.供配电系统结构 
综合管廊配电站主要由三种形式，一是地上变配电房形式，二是地下变配电房形式，三是箱式变电站，在具体设计过程中，还应根据实际情况，科学、合理的进行设计，一般情况下，在绿化带下方建设综合管廊，所以可以采用箱式变电站，设置在绿化带下方，这种在设置可以获得良好的景观效果，还能够节约土地。在管廊通风井设备层内，设置合适的设备，包括动力照明配电柜、应急照明配电箱、管廊照明配电箱、监控配电箱以及风机控制箱，为防火分区的相关系统进行供电。对于综合管廊的应急照明系统、燃气舱风机以及监控设备等，应采用双电源供电方式，并设置成自动切换模式。
另外，还应根据综合管廊电气配电要求，采用合适的供配电设备，保证其防护等级符合设备安装要求，对于天然气管线舱中，应采用具有良好防爆性能的电气设备。同时还应合理的安装供电设备，应保证其易操作和维护。
 
3.电气控制及保护 
风机采用的控制方式是手动和自动相结合，手动控制设置在风机控制箱处，同时应将通风机控制开关设置在每个分区人员出入口处，监控中心能够获取风机运行工况，并遥控风机的运行。水泵采用的控制方式与风机控制相同，PLC获取水泵信号。采用监控设备，对消防负荷配电箱的电源实时监控。采用常规保护器，对低压配电进行保护，对于低压系统总进线开关，设置相关的保护措施，包括接地故障保护、短路速断、过负荷以及延时速断等；对于电动机，设置缺相保护、短路故障保护以及接地故障保护等，对于潜水电机，设置渗漏保护、家温度保护等。在配电所内，还应设置电气火灾监控系统，由于电气火灾监控系统对配电回路及相关系统进行监控，一旦发生漏电等事故，能够及时的发出警报，并传至消防控制中心，紧急进行处理。
 
4.照明系统设计 
照明系统是综合管廊电气系统的重要组成部分，因此应按照一定的标准，进行照明系统的设计，具体应按照以下标准进行设计，如下表所示：

综合管廊照明系统设置过程中，还应采用合适的照明灯具，应采用T5型防水防潮荧光灯，对于应急照明灯具，可以适当的降低照度，一般为正常照明的 1/3，并由EPS进行供电，同时对应急时间，还应达到标准要求，一般不少于90min。同时采用的灯具，其防护等级应达到要求。在防火通道、管廊出入口以及进料口，设置标志灯，并由EPS进行供电。在照明配电箱上，照明灯具的控制方式是手动和自动相结合的方式，或者也可以采用PLC进行控制，火灾发生时，火灾自动报警系统联动控制会切断照明设施，并启动应急照明。
 
5.防雷接地系统设计
综合管廊防雷接地系统主要感应雷保护，因此可以采用浪涌保护器。并且可以采用综合接地系统，将各种用电设备与接地保护线进行连接，控制综合接地电阻，应控制在1欧姆范围之内。综合管廊内部还应形成一个立体、闭合的接地整体，因此可以将综合管廊的结构主筋焊接联通。
 
四、AcrelEMS-UT综合管廊能效管理平台
1.平台概述
AcrelEMS-UT综合管廊能效管理平台集电力监控、能源管理、电气安全、照明控制、环境监测于一体，为建立可靠、安全、高效的综合管廊管理体系提供数据支持，从数据采集、通信网络、系统架构、联动控制和综合数据服务等方面的设计，解决了综合管廊在管理过程中存在内部干扰性强、使用单位多及协调复杂的根本问题，大大提高了系统运行的可靠性和可管理性，提升了管廊基础设施、环境和设备的使用和恢复效率。
 
2.平台组成
安科瑞城市地下综合管廊能效管理系统是一个深度集成的自动化平台，它集成了10KV/O.4KV变电站电力监控系统、变电所环境监控系统、智能马达监控系统、电气火灾监控系统、消防设备电源系统、防火门监控系统、智能照明系统、消防应急照明和疏散指示系统。用户可通过浏览器、手机APP获取数据，通过一个平台即可全局、整体的对管廊用电和用电安全进行进行集中监控、统一管理、统一调度，同时满足管廊用电可靠、安全、稳定、高效、有序的要求。
 
3.平台拓扑图

 
 
4.平台子系统
4.1电力监控
电力监控主要针对10/0.4kV地面或地下变电所，对变电所高压回路配置微机保护装置及多功能仪表进行保护和监控，对0.4kV出线配置多功能计量仪表，用于测控出线回路电气参数和用能情况，可实时监控高低压供配电系统开关柜、变压器微机保护测控装置、发电机控制柜、ATS/STS、UPS，包括遥控、遥信、遥测、遥调、事故报警及记录等。

 
4.2环境监测
环境监测包括温湿度、烟感温感、积水浸水、可燃气体浓度、门禁、视频、空调、消防数据的采集、展示和预警，同时也可接入管廊舱室内的水泵和通风排烟风机等设备集成的第三方系统完成管廊环境综合监控。
 

 

4.3马达监控
马达监控实现对管廊电机的保护、遥测、遥信、遥控功能，实现对电机过载、短路、缺相、漏电等异常情况的保护、监测和报警。在需要的情况下可以设置联动控制。

 
4.4电气安全
AcrelEMS-UT能效管理系统针对配电系统的电气安全隐患配置相应的电气火灾传感器、温度传感器，消防设备电源传感器、防火门状态传感器，接入消防疏散照明以及指示灯具的状态实时显示，并且对UPS的蓄电池温度、内阻进行实时监视，发生异常时通过声光、短信、APP及时预警。

 
4.5智能照明控制
①　防火分区单独控制，分区内设置智能控制面板就地驱动器；开关驱动器连接消防报警系统，接收消防报警信息，强制打开驱动器回路。
②　廊内上方安装智能照明传感器，使人员进入管廊内自动开启灯具，在管廊内停留灯具保持常亮，离开后灯具关闭。
③　除了现场的控制方式外，还可用电脑端实现集中控制，实时远程监控当前区域的照明情况，必要时可远程控制该区域的照明。
④　考虑现场模块分布较广，距离过长，除了现场的控制方式外，还可用电脑端实现集中控制，实时远程监控当前区域的照明情况，必要时可远程控制该区域的照明。
⑤　系统支持单控、区域控制、自动控制、感应控制、定时控制、场景控制、调光控制等多种控制方式，支持延时控制，避免同时亮灯负荷对配电系统造成冲击。模块不依赖系统，可独立工作，每个模块均自带时间模块，可根据经纬度自动识别日出日落时间实现自动控制功能。

五、相关平台部署硬件选型清单
1.电力监控及配电室环境监控系统






2.智能照明系统




3.电气火灾监控系统

4.消防设备电源监控系统

5.防火门监控系统


6.消防应急照明和疏散指示系统





六、结语
总之，综合管廊在我国城市建设中发挥了至关重要的作用，能够为各种管道的运行提供的运行空间，有利于促进我国城市基础设施的不断完善。电气设计是综合管廊设计的重要组成部分，对综合管廊设计效果具有直接影响。因此在综合管廊设计过程中，还应采取科学、合理的措施，加强配电系统、供电系统以及照明系统的电气设计，保证电气设备运行安全以及稳定，不断提高综合管廊的电气设计水平。
 
参考文献
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[4]安科瑞企业微电网设计应用手册.2020.06版.
[5]安科瑞综合管廊能效管理系统解决方案.2020.06版.
[6]刘博,浅谈城市综合管廊电气设计[J].黑龙江科技信息,2016(09):234.
[7]刘华北,张振,浅议综合管廊的电气设计.