公路隧道变配电方案探析

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1、公路隧道变配电方案探析　　【摘要】：结合公路隧道特点，为其提供安全、可靠、优质、经济的变配电系统，系统内容包括负荷统计及分级、供电方案，变配电设备的选型、电力监控、防雷接地及变电所布置等。关键词：公路隧道负荷分级主接线电缆敷设电力监控中图分类号：U45文献标识码：A概述公路隧道变配电系统，是指电能由电力部门输电网提供的输配电线路（10kV或35kV），经过配电装置、变压器，将电压降为高速公路机电设备用电电压（220V/380V），然后由低压直接为隧道内设备提供安全性和可靠性高且符合国际及相关行业标准的电能。公路

2、隧道的高压外线引接应按照永久用电和施工用电结合考虑，均为专用10kV线路，各隧道施工用电负荷也满足运营负荷的供电要求，运营用电不考虑重新架设长距离市电供电线路。二、供电要求及负荷分级隧道用电负荷主要为通风、照明，以及少量的消防、监控、通信设施用电。8根据中断供电所造成的损失或影响的程度，本隧道用电负荷分为一级负荷、二级、三级负荷。一级负荷中的关键设施，作为特别重要负荷。负荷分级的总体原则表表1负荷等级负荷名称一级特别重要负荷隧道应急照明、避灾引导灯等标志灯、LED视线诱导标横洞门照明中央控制设备闭路电视系统主要

3、设备交通监控设备其他负荷隧道基本照明、火灾工况排烟风机、消防水泵有线广播设备、闭路电视系统监视器等次要设备变电所照明二级隧道加强照明一般通风风机三级检修电源插座、引道照明及其他所用电三、供电方式隧道变电所高压采用一路10kV电源进线，并配备柴油发电机组作为一级负荷（基本照明、应急照明、排烟风机、消防水泵、监控及外场设备）的备用电源8低压配电系统采用380/220V三相五线制，中性点直接接地运行方式。一级负荷中特别重要负荷，另设应急电源系统，应急电源采用三相交流电源装置。四、变电所主结线变电所高压采用单母线的接线

4、形式，低压母线采用单母线分段的接线形式。户内变电所的10KV进线采用断路器保护。低压母联断路器采用自投方式，装设“自投自复”、“自投首复”、“自投停用”三种状态的位置开关。发电机与变压器之间设置ATS双电源自动切换开关，使电力变压器与柴油发电机不能并列运行。五、无功功率补偿为减小电力电缆截面、降低电力损耗，无功补偿采用分散与集中相结合的原则。隧道内高压钠灯等功率因数特别低（一般为0.5）的用电设备，采用就地补偿方式。其余无功功率在变电所低压侧集中补偿，采用带功率因数控制器的低压补偿柜，根据测得的变压器低压侧实际

5、功率因数，自动控制各组补偿电容器的投切，使功率因数维持在0.9以上且不会过补偿。六、主要设备选择8变电所内高压开关柜采用KYN28A-12型铠装移开式交流金属封闭开关柜。本型产品机械强度、绝缘水平、防护等级均较高，并具有“三全”、“五防”功能。高压开关柜进线柜、变压器保护柜线路均采用真空断路器。高压开关柜要求防护等级达到IP40。考虑到SCBH15非晶合金干式变压器较SC11环氧树脂绝缘干式变压器的空载损耗下降60%左右，负载损耗下降5%左右，更为节能。因此变压器选用低噪音、低损耗、节能型的SCBH15型干式非

6、晶合金变压器。变电所内低压开关柜选用GCS组合抽屉式。该型产品为金属铠装封闭式结构，其每个功能单元的电气元件均安装于一个抽屉内，整个单元可脱离柜体，相同功能的单元间可以互换，并具有结构紧凑、电气连接可靠、操作简单、维护安全。低压开关柜要求防护等级达到IP30。柴油发电机组为成套设备，带有操作电源、自启动设备和整流充电设备等。机组始终处于准备启动状态，当外电中断时，机组立即启动并在15s内投入正常带一级负荷运行，当外电恢复后，机组自动退出工作并延时停机。七、电缆敷设及选型1、电缆敷设根据隧道规模及电缆数量，电缆在

7、洞外采用穿管或直埋方式敷设，跨越道路处穿预埋管敷设，2、电缆选型目前电缆导体的材料主要有铝材和铜材两种。8铜芯线的优势：①常温下的允许应力，铜比铝分别高出7~28%。特别是高温下的应力，两者相差甚远，耐火性能铜比铝优越的多；②铜芯电缆的连接头性能稳定，而铝芯电缆的连接头时常会因氧化使接触电阻增大，发热并引发事故；③由于电阻率低，同截面的铜芯电缆要比铝芯电缆允许的载流量高30%左右，在允许的电压降条件下，铜芯电缆输电能达到较远的距离，即供电覆盖面积大；④铝材反复折弯易断裂，铜芯则柔性好，弯曲方便，穿管容易，所以接

8、线施工方便；⑤ 铝的延展率仅为18%左右，而铜的延展率在30%以上，机械强度高，能承受较大的机械拉力，给机械化施工敷设带来很大便利；铝芯线的优势：    ①价格便宜：铝芯电缆价格比铜芯电缆低20%~30%，适合于低资工程或临时用电；    ②电缆很轻：铝芯电缆的重量是铜芯电缆的40%左右，施工运输