隧道供配电施工设计说明

一、工程概况

本标段共设置一座车行长隧道，隧道标准断面采用双向六车道。隧道线型根据沿山大道现状道路拟合，隧道由北往南依次为二号路、三号路、锦绣路。隧道规模如下：

锦绣路隧道详细信息如下表所示：

锦绣路隧道设置一览表

名称 敞开段 暗埋段 敞开段 合计

锦绣路隧道 桩号(m) K1+230 K1+370 K1+370 K2+650 K2+650 K2+810 1580 长度(m) 140 1280 160

注：里程及长度单位以米计。

二、设计依据、标准、规范及规程

《建筑设计防火规范》GB5001-2014（2018年版）

《供配电系统设计规范》GB50052-2009

《20kV及以下变电所设计规范》GB50053-2013

《低压配电设计规范》GB50054-2011

《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008

《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010

《电力工程电缆设计标准》GB50217-2018

《建筑机电工程抗震设计规范》GB 50981-2014

《公路隧道设计规范》JTG D70-2004

《公路隧道设计规范第二册交通工程与附属设施》JTG D70/2-2014

三、设计内容

设计的主要内容包括：

1）隧道高压系统设计、低压配电系统设计、变压器选择、应急电源设计和电力电缆设计等。（其中变电所内的高、低压系统及照明、接地图纸另见电力专项设计分册）

2）隧道泵房、风机设施的配电、照明设计。

3）隧道防雷、接地设计。 四、 负荷分级

隧道内用电负荷有隧道基本照明、应急照明、加强照明、风机、消防水泵和监控设备等。

按照《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)及《公路隧道交通工程设计规范》(JTG/T D71—2004)中规定，隧道电力负荷应根据供电可靠性和中断供电在社会上、经济上所造成的损失或影响程度确定负荷等级，分级如下表。

隧道用电负荷分级

序号 负荷名称 负荷级别

1 应急照明、主动发光或照明式标志、交通监控设施、环境检测及设备监控设施、通信设施、有线广播设施、视频监控设施、火灾自动报警及消防联动设施、中央控制设施等 一级中特别重要负荷

2 基本照明、消防水泵、排烟风机、雨（废）水泵、变电所自用电设施等 一级

3 设备机房及管理用房内的照明、通风风机等 二级

4 停电后不影响地下道路正常运行的负荷，包括检修电源等 三级

五、 供电电源

本工程外部供电电源由当地供电公司变电站采用10kV高压供电。

（1）电压等级:10kV。

（2）电源要求: 本工程为城市隧道,为确保其安全正常的运行,需要可靠的供电电源。各变电所、均引入两路独立可靠的10kV电源。

六、 供电系统

（1）系统构成及运行方式

根据主体工程和设备布置情况,隧道在两端洞口各设置一处地下变电所，从当地供电公司分别引入两路独立可靠的10kV电源至隧道1#变电所、隧道2#变电所。

隧道变电所高压侧采用单母线不分段运行方式，低压侧采用单母线分段运行方式，母线设置母联断路器，并设置电源自动切换装置。当其中一台变压器因故退出运行时，母联断路器自动合上，由另一台变压器负责向全所供电范围内的一、二级负荷和重要负荷供电。

对一级负荷中的高压操作电源和电力监控等特别重要负荷采用UPS作为低压备用电源，UPS由监控设施提供，由监控专业提供。

（2）电力监控系统

每个隧道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、10kV馈出回路、0.4kV进线回路、0.4kV母联、电容补偿柜、UPS、变压器及其它智能电气设备运行状态进行监控。

隧道供配电设施

序号 隧道变电所名称 变电所位置 变压器容量（KVA） 数量

1 隧道1#变电所 隧道敞开段K1+360 800 二台

2 隧道2#变电所 隧道敞开段K2+660 800 二台

（3）计量

在10kV电源进线处设置计量装置。

（4）功率因数补偿

在10/0.4kV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0.95以上。

七、 应急电源系统

根据规范要求，本工程隧道内应设置应急电源供电系统，以确保隧道事故情况下，疏散及救援工作的安全进行。应急电源供电系统供电范围包括：隧道内应急照明、火灾疏散指示照明、监控系统、通信系统等。监控系统、通信系统采用集中式不间断电源UPS装置的供电方式；应急照明、火灾疏散指示照明采用集中式应急照明电源EPS装置供电。

八、 电力监控系统

每个隧道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、10kV馈出回路、0.4kV进线回路、0.4kV母联、电容补偿柜、UPS、变压器及其它智能电气设备运行状态进行监控。

电力监控系统采用集中管理、分散布置的模式，分层、分布式系统结构，由所内管理层、网络通信层和间隔设备层组成；电力监控系统以供电设备为对象，通过网络将所内的10kV/0.4kV

交流保护测控单元以及逆变电源（或UPS)进行监控。

综合自动化子系统设备由控制信号盘（包括上位监控单元、液晶显示器）、下位单元（综合保护测控单元，其他供货商提供）及所内通信网络等部分组成。

系统采用集中管理、分散布置的模式，各下位监控单元安装于各开关柜内，上位监控单元通过所内通信网络对其进行监视控制。

网络通信层包括：网络设备、所内/远程通信网络、智能通信接口转换设备（光纤以太网接口转换设备）等设备。

间隔设备层包括：分散安装于供电设备就地的微机测控、保护单元、信息采集单元等需接入变电所综合自动化子系统的智能电子装置。间隔层设备由其它供货商提供，综合监控子系统供货商负责完成与其接口。

综合监控子系统间隔层设备包括：10kVGIS综合保护测控单元和0.4kV开关柜智能信息采集单元。

主要设备硬件要求：采用可靠性高，处理能力强，实时响应速度快的工业级产品。

若采用嵌入式系统，其CPU字长不低于32位，主频不低于400M，内存256M,掉电保护的存储器不低于1G;若采用工控机，其CPU字长不低于32位，主频不低于2.4G,内存不低于512M,掉电保护的存储器不低于40G。

交流220V电源，具有较强的过压、过流能力，同时具有过流、过压、过负载等多重保护措施。当发生故障时，保护电路动作，切断输出回路，故障消失时自动恢复供电。

九、 动力配电系统

（1）低压系统接地形式为TN-S系统，电气设备的基础槽钢及不带电的金属外壳均应与PE线相连。

（2）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。消防负荷（排烟风机、消防水泵、应急照明等）采用双电源供电，在未端互投或在适当位置互投。

（3）隧道射流风机均采用直接启动方式，并采用就地、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。

（4）泵房内的雨水泵、污水泵均采用软启动器启动方式。水泵的运行状态、液位状态等信号通过硬接线的方式上传至自动化系统 PLC。

（5）消防水泵采用直接启动方式，控制柜厂家配套的消防水泵控制柜的防护等级为IP55，另应设置机械应急启泵功能，并应保证在控制柜内的控制线路发生故障时由有管理权限的人员在紧急时启动消防水泵。机械应急启动时，应确保消防水泵在报警后5.0min内正常工作。

（6）所有消防用电设备的配电设备应有明显标志。

十、 供配电线路敷设

（1）380V电力电缆从变电所低压柜引出后，引至隧道内，再沿电缆托架引至隧道内各配电箱。

（2）消防配电线路的敷设应满足下列要求：

①明敷时，穿金属导管或采用封闭式金属槽盒保护，金属导管或封闭式金属槽盒应采取防火保护措施；

②暗敷时，应穿管并应敷设在不燃性结构内且保护层厚度不应小于30mm；

③消防线路与其他配电线路敷设在同一电缆沟时，应分别敷设在电缆沟的两侧，且消防配电线路应采用矿物绝缘不燃性电缆。

十一、 防雷接地

（1）防雷

10/0.4kV变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。

1）隧道变电所设置人工接地网，接地电阻不大于1欧姆。

2）隧道内等电位接地网 ○1沿隧道内两侧的电缆托架上方各敷设贯通L50*5热镀锌接地扁钢一条，隧道内所有强、弱电设备及金属构筑物均与其可靠连接，接地扁钢在还应与隧道内变电所接地网可靠连接。

○2利用隧道初期支护的锚杆及衬砌的钢筋等作自然接地体，通过洞内衬砌所有锚杆、配筋、金属排水管等焊接在贯通隧道的接地扁钢上形成一个接地网。

○3在隧道洞口附近设置一组重复接地装置。其与电缆沟内的接地干线可靠焊接，接地电阻不大于1Ω。左、右线接地干线在洞外相互连接，形成闭合式接地网。

○4隧道内设备分别由洞内相邻配电箱供电，每个配电箱内应设接地端子排，隧道内的所有监控设备（如CCTV、火灾报警设备、交通控制柜等）接地端子分别接至相邻配电箱内接地端子排上，并加硅橡胶保护。隧道内所有配电箱内的接地端子排应与隧道内电缆沟内接地干线引出的机电设备接地点可靠焊接。

○5隧道内桥架等均应与隧道内贯通接地母排可靠连接。

○6所有隧道灯具均与PE线连接。

3）隧道外设备接地系统及设备接地

在可变情报板处，设接地装置，接地电阻小于4欧。可变情报板的所有不带电金属外壳、金属构件均应与接地装置可靠连接。

在每个室外摄像机处设接地装置一处，接地电阻小于4欧姆，其摄像机处的所有不带电金属外壳、金属构件均应可靠接地。

隧道外其它设备，如洞外亮度检测仪、交通信号机、隧道标志等所有不带电的金属外壳、金属构件均需可靠就近与接地装置焊接。

4）电缆外皮接地

为防止感应雷及雷电波侵入，因此所有隧道内及室外电缆的电缆金属外皮、管道均应可靠与就近接地干线可靠连接。电缆金属外皮应多点接地，进入控制室及变电所的电缆的电缆金属外皮（电缆两端）应与联合接地装。

十二、 主要设备技术要求

本工程的所有电气设备选用技术先进、安全可靠、价格合理，并有在类似工程环境运行经历的产品。由于受运行环境和维护条件的限制，要求产品应是低噪音、空气自冷、无自爆和免维护、符