浅谈综合管廊电气设计要点
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高新技术
2018 NO.11（下） 中国新技术新产品
浅谈综合管廊电气设计要点
何佳良 （上海市政工程设计研究总院，上海 200092）
摘 要 ：近年来，城市综合管廊建设逐渐成为市政工程的重点内容，而综合管廊的电气设计并未形成标准化、规
范化的设计方案。笔者基于多个工程的设计经验，总结综合管廊电气设计的要点，为相关研究人员提供参考。
２．１ 负荷等级划分
根据《城市综合管廊工程技术规范》（GB50838—2015）: 综合管廊的消防设备、监控与报警设备、应急照明设备应按
综合管廊用电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ备的特点是带状分布且比较分散，考 虑电压偏差不宜超过供电标称电压的 ±5%，应将低压配电 的供电范围控制在 500m 以内。故一般一个供电区间不超过 1000m，按照每个防火分区 200m 计算，并考虑两段母排平
关键词 ：综合管廊 ；防火分区 ；供配电 ；燃气舱
中图分类号 ： TU99
文献标志码 ：A
城市综合管廊工程，不仅可以解决市政管线路由混乱、 道路反复开挖、损毁事故频发、政府无法有效管理等一系列 问题，还可以提高地下空间利用率、有效改善各种管线施工 时对交通造成的影响、提升新型城镇化发展质量、打造经济 发展新动力。综合管廊电气设计与施工将直接影响管廊整体 性能，为了促进综合管廊在城市化进程中发挥更大的作用， 应不断提高综合管廊电气设计水平。
设备名称 自控电源 火灾报警用电源 电动百叶 应急照明 普通照明 电力井盖
表1
负荷等级 序号
二
７
二
８
二
９
二
１０
三
１１
三
１２
设备名称 普通舱室风机
排水泵 检修插座 燃气舱风机 防爆电动球阀
负荷等级 三 三 三 二 二
综合管廊工程内含二级负荷，按照设计规范，需要双回 路供电。
２ 变配电系统及供配电设计
２．２ 变配电系统
现行国家标准《供配电系统设计规范》（GB50052）规定的二 级负荷供电。天然气管道舱的监控与报警设备、管道紧急切 断阀、事故风机应按二级负荷供电，宜采用两回路供电 ；当 采用两回路供电困难时，应另设置备用电源。其余用电设备 可按三级负荷供电。
据此，综合管廊常见用电设备电力负荷分级见表 1。
序号 １ ２ ３ ４ ５ ６
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中国新技术新产品 2018 NO.11（下）
高新技术
图 1 供电区间划分示意图
衡，每个供电区间大约包括 4 个防火分区，如图 1 所示。综 合管廊工程应按防火分区数量及长度划分供电区间，在每一 区间负荷中心靠近电力接线井处设置一座 10/0.4kV 箱式变电 所。各箱式变电所均采用 2 路 10kV 电源供电，内设一套高 压环网柜、一套低压开关柜及两台 10/0.4kV 变压器。变压器 负载率控制在 50%~70%，并且一台变压器故障时另一台变压 器能满足所有一、二级负荷的用电要求。
１ 综合管廊电气设计内容
综合管廊是指建于城市地下用于容纳两类及以上城市 工程管线的构筑物及附属设施，通常情况下，综合管廊以 200m 作为一个防火分区，每个防火分区的两端分别设置一个 排风口、一个投料口兼进风口。
综合管廊内的监控、消防、照明、排水、通风等系统的 安全运行都需要稳定的电力供应，电气设计是综合管廊重要 的附属工程，其主要内容包括变配电系统及供配电设计、电 缆敷设设计以及照明、防雷、接地系统设计。
参考文献 [1] 杨诚 . 基于光伏并网系统的孤岛检测探究 [C]. 湖北 ：华中 科技大学，2013. [2] 刘芙蓉 . 并网型户用光伏系统的孤岛检测技术研究 [C]. 湖 北 ：华中科技大学，2008（6）：3-6. [3] 汤婷婷 . 基于电网阻抗检测的孤岛检测研究 [D]. 安徽 ：合 肥工业大学，2013. [4] 谢东 . 分布式发电多逆变器并网孤岛检测技研究 [D]. 安 徽 ：合肥工业大学，2014. [5] 姚丹 . 分布式发电系统孤岛效应的研究 [D]. 安徽 ：合肥工 业大学，2006.
移相法的原理与移频法大致相似，区别在于其干扰相位 而不是频率。将移频法和移相法相结合，由于盲区范围不同， 可以减少孤岛效应的检测盲区，增加准确性和可靠性。 （３）电网阻抗法
因为发电系统由多设备组成，因此其阻抗远大于相应并 入的低压配电网的阻抗。当电网失去电压，并联阻抗值会急 剧增大，容易被检测出来。可以与低压配电网和发电系统并 联一个小电阻和开关串联的检测支路，每隔固定时间接通开 关检测小电阻两端电压变化，从而判断是否发生孤岛现象。
结语
孤岛检测方法中的被动检测法相对较简单，但是其检测 盲区范围较大，并且存在判断误区。而主动检测法相对比较 完善，但是部分检测方法长期使用可能会对设备造成损伤。 综上所述，通过主动检测法与被动检测法相结合，可以更好
地避免孤岛效应。 光伏发电对可再生能源的发展无疑是一种巨大的推动，
其充分利用了闲置空间，不仅减缓了电网的压力，减少了电 费的支出，更重要的是保护了环境，为地球的环保事业做出 了贡献。因此，只有增加其安全性能，才可以有更好的发展。
３．２ 应急疏散
综合管廊内低压配电系统应以防火分区段作为配电单 元，在日常管理或事故、火灾发生时，配电系统都能方便地 对每个防火分区内的用电负荷及消防设备做出控制与联动。
每个防火区段内设置两台二级负荷动力配电箱及两台 三级负荷动力配电箱。其中 1 台二级负荷配电箱及三级负荷 配电箱负责该防火分区段内综合、电力、热力等普通舱室的 动力、照明、自控、消防等用电设备的配电 ；另 1 台二级负 荷配电箱及三级负荷配电箱负责该防火分区段内燃气舱相 关设备的配电。二级负荷配电箱采用 2 路低压电源供电，且 来自不同段母排，三级负荷配电箱采用 1 路低压电源供电， 典型配电系统如图 2 所示。低压配电系统采用树干式与放射 式结合的方式向各防火分区配电箱供电。各防火分区配电箱 集中设置于每个防火分区排风口配电间。
２．３ 低压配电系统
配电箱照明回路供电，普通照明灯具由三级电源配电箱照明 回路供电。
照明灯具可实现手动 / 自动两级控制 ：通过配电箱和设 置在防火门处的照明按钮箱实现手动控制 ；通过环境与设备 监控系统区域控制器（ACU）进行自动控制。正常情况下， 照明系统工况上传至监控中心，当发生火灾时可由火灾报警 控制器强制点亮应急照明，并切断正常照明回路。
2018 NO.11（下） 中国新技术新产品
浅谈综合管廊电气设计要点
何佳良 （上海市政工程设计研究总院，上海 200092）
摘 要 ：近年来，城市综合管廊建设逐渐成为市政工程的重点内容，而综合管廊的电气设计并未形成标准化、规
范化的设计方案。笔者基于多个工程的设计经验，总结综合管廊电气设计的要点，为相关研究人员提供参考。
２．１ 负荷等级划分
根据《城市综合管廊工程技术规范》（GB50838—2015）: 综合管廊的消防设备、监控与报警设备、应急照明设备应按
综合管廊用电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ备的特点是带状分布且比较分散，考 虑电压偏差不宜超过供电标称电压的 ±5%，应将低压配电 的供电范围控制在 500m 以内。故一般一个供电区间不超过 1000m，按照每个防火分区 200m 计算，并考虑两段母排平
关键词 ：综合管廊 ；防火分区 ；供配电 ；燃气舱
中图分类号 ： TU99
文献标志码 ：A
城市综合管廊工程，不仅可以解决市政管线路由混乱、 道路反复开挖、损毁事故频发、政府无法有效管理等一系列 问题，还可以提高地下空间利用率、有效改善各种管线施工 时对交通造成的影响、提升新型城镇化发展质量、打造经济 发展新动力。综合管廊电气设计与施工将直接影响管廊整体 性能，为了促进综合管廊在城市化进程中发挥更大的作用， 应不断提高综合管廊电气设计水平。
设备名称 自控电源 火灾报警用电源 电动百叶 应急照明 普通照明 电力井盖
表1
负荷等级 序号
二
７
二
８
二
９
二
１０
三
１１
三
１２
设备名称 普通舱室风机
排水泵 检修插座 燃气舱风机 防爆电动球阀
负荷等级 三 三 三 二 二
综合管廊工程内含二级负荷，按照设计规范，需要双回 路供电。
２ 变配电系统及供配电设计
２．２ 变配电系统
现行国家标准《供配电系统设计规范》（GB50052）规定的二 级负荷供电。天然气管道舱的监控与报警设备、管道紧急切 断阀、事故风机应按二级负荷供电，宜采用两回路供电 ；当 采用两回路供电困难时，应另设置备用电源。其余用电设备 可按三级负荷供电。
据此，综合管廊常见用电设备电力负荷分级见表 1。
序号 １ ２ ３ ４ ５ ６
- 31 -
中国新技术新产品 2018 NO.11（下）
高新技术
图 1 供电区间划分示意图
衡，每个供电区间大约包括 4 个防火分区，如图 1 所示。综 合管廊工程应按防火分区数量及长度划分供电区间，在每一 区间负荷中心靠近电力接线井处设置一座 10/0.4kV 箱式变电 所。各箱式变电所均采用 2 路 10kV 电源供电，内设一套高 压环网柜、一套低压开关柜及两台 10/0.4kV 变压器。变压器 负载率控制在 50%~70%，并且一台变压器故障时另一台变压 器能满足所有一、二级负荷的用电要求。
１ 综合管廊电气设计内容
综合管廊是指建于城市地下用于容纳两类及以上城市 工程管线的构筑物及附属设施，通常情况下，综合管廊以 200m 作为一个防火分区，每个防火分区的两端分别设置一个 排风口、一个投料口兼进风口。
综合管廊内的监控、消防、照明、排水、通风等系统的 安全运行都需要稳定的电力供应，电气设计是综合管廊重要 的附属工程，其主要内容包括变配电系统及供配电设计、电 缆敷设设计以及照明、防雷、接地系统设计。
参考文献 [1] 杨诚 . 基于光伏并网系统的孤岛检测探究 [C]. 湖北 ：华中 科技大学，2013. [2] 刘芙蓉 . 并网型户用光伏系统的孤岛检测技术研究 [C]. 湖 北 ：华中科技大学，2008（6）：3-6. [3] 汤婷婷 . 基于电网阻抗检测的孤岛检测研究 [D]. 安徽 ：合 肥工业大学，2013. [4] 谢东 . 分布式发电多逆变器并网孤岛检测技研究 [D]. 安 徽 ：合肥工业大学，2014. [5] 姚丹 . 分布式发电系统孤岛效应的研究 [D]. 安徽 ：合肥工 业大学，2006.
移相法的原理与移频法大致相似，区别在于其干扰相位 而不是频率。将移频法和移相法相结合，由于盲区范围不同， 可以减少孤岛效应的检测盲区，增加准确性和可靠性。 （３）电网阻抗法
因为发电系统由多设备组成，因此其阻抗远大于相应并 入的低压配电网的阻抗。当电网失去电压，并联阻抗值会急 剧增大，容易被检测出来。可以与低压配电网和发电系统并 联一个小电阻和开关串联的检测支路，每隔固定时间接通开 关检测小电阻两端电压变化，从而判断是否发生孤岛现象。
结语
孤岛检测方法中的被动检测法相对较简单，但是其检测 盲区范围较大，并且存在判断误区。而主动检测法相对比较 完善，但是部分检测方法长期使用可能会对设备造成损伤。 综上所述，通过主动检测法与被动检测法相结合，可以更好
地避免孤岛效应。 光伏发电对可再生能源的发展无疑是一种巨大的推动，
其充分利用了闲置空间，不仅减缓了电网的压力，减少了电 费的支出，更重要的是保护了环境，为地球的环保事业做出 了贡献。因此，只有增加其安全性能，才可以有更好的发展。
３．２ 应急疏散
综合管廊内低压配电系统应以防火分区段作为配电单 元，在日常管理或事故、火灾发生时，配电系统都能方便地 对每个防火分区内的用电负荷及消防设备做出控制与联动。
每个防火区段内设置两台二级负荷动力配电箱及两台 三级负荷动力配电箱。其中 1 台二级负荷配电箱及三级负荷 配电箱负责该防火分区段内综合、电力、热力等普通舱室的 动力、照明、自控、消防等用电设备的配电 ；另 1 台二级负 荷配电箱及三级负荷配电箱负责该防火分区段内燃气舱相 关设备的配电。二级负荷配电箱采用 2 路低压电源供电，且 来自不同段母排，三级负荷配电箱采用 1 路低压电源供电， 典型配电系统如图 2 所示。低压配电系统采用树干式与放射 式结合的方式向各防火分区配电箱供电。各防火分区配电箱 集中设置于每个防火分区排风口配电间。
２．３ 低压配电系统
配电箱照明回路供电，普通照明灯具由三级电源配电箱照明 回路供电。
照明灯具可实现手动 / 自动两级控制 ：通过配电箱和设 置在防火门处的照明按钮箱实现手动控制 ；通过环境与设备 监控系统区域控制器（ACU）进行自动控制。正常情况下， 照明系统工况上传至监控中心，当发生火灾时可由火灾报警 控制器强制点亮应急照明，并切断正常照明回路。