邓姗姗
摘 要：随着经济的快速发展，对交通的要求也在不断提高，一些市政隧道工程也随之增加，为了更好地发挥城市功能，就要对市政隧道工程的质量进行合理掌控，其中最重要的就是供配电系统的设计。下面作者结合多年的工作经验和一些理论知识对市政隧道工程供配电系统的特点、设计过程的主要问题及具体的设计方案进行科学解读，为相关的工作人员提供参考，优化市政隧道工程的电气设计，提高后续的服务质量与管理水平。
关键词：市政隧道工程；供配电设计；特点；建议
引言
市政隧道工程的规模和数量在不断增加，对工程的质量要求也在不断提高。因此，在具体建设过程中对各个环节都要合理把握，准确定位，从设计、施工到后期的维护和管理都要有相应的措施为其提供保障。尤其是供配电系统，在设计的过程中要根据实际情况进行专业的设计，满足隧道工程对供配电系统的使用要求，对各个环节都要准确把握，采取针对性的措施，满足相关的技术要求和设计标准，只有这样才能保证隧道供配电系统的安全运行。
1 市政隧道工程中供配电系统的特点
市政隧道工程中的供配电设计不同于其他工程，环境复杂，在设计时技术要求较高，经过总结，主要的特点有以下几方面：
首先就是对供电可靠性的要求较高。市政隧道工程中的供电一旦出现问题，将对人民的生命和财产造成较大损失，特别是对于火灾的预防更为重要，所以按照国家的相关规定，隧道工程的供配电系统设计要按照一级负荷进行，供电部门要提供不小于两路的独立电源，保证供电的可靠性；其次是对于一些规模较大的隧道工程在具体设计时所涉及到的设备较多，需要进行严格的质量控制，减少设备故障所产生的安全问题，并能满足使用要求，适应实际环境；再次是对于市政隧道工程除了电气设计环节要做到科学合理之外，还要注重相应的配套工程的建设，必须保证相互间的协调性，只有这样，才能保证后期的高效优质运行。比如说排水工程、消防设计、通风设计、监控设计等等；另外是隧道照明设计时要充分考虑环境条件、土建设计、交通状况等等，设计过程中的影响因素较多，设计过程较为繁杂；最后是隧道工程具有一定的特性，在设计时还要考虑隧道的使用功能、通行量、规模大小、地质条件等情况。
2 市政隧道工程供配电系统的电气设计
2.1 消防负荷双电源末端切换的合理设计
在市政隧道工程中都会涉及到防火设计，保证能及时发现火灾隐患，及时扑灭，使用的主要就是消防设施和火灾报警系统，在设计时是否应该采用双电源末端切换的方式来保证防火系统的安全运行非常重要，虽然相关的设计规范对此没有进行明确规定，但是作者认为要根据实际情况进行综合考虑。如果使用此种模式将会使低压柜出现回路，增加电缆的使用数量，增大供电面积，造成工程成本的大幅度增加，且由于隧道内的环境特殊，容易对末端切换箱造成腐蚀和损坏，影响切换功能，但是使用此种模式之后，可以在一路电缆发生故障时，仍可由另一路继续供电，保证供电安全。在实际应用过程中，隧道内的电缆基本都处于并列铺设的状态，一旦其中一条发生机械破坏，其他也会受到影响，且每条电缆都有短路保护装置，过流损坏的现象较少，为了防止鼠害，还可以采用铠装电缆。除此之外，在供电系统设计时，隧道工程变电所内都会设置两路电源，采用单母线分段联络的接线模式，在消防负荷的首端采取双电源自动切换的设计方式，使用电缆放射式供电，这样一来，可以加强供电的可靠性。
2.2 变压器的容量选取
市政隧道工程中所用到的电力设备较多，变压器是其中的关键，在设计时，对变压器的容量选取要科学合理，只有这样才能保证供电安全。变压器容量的选择要根据实际的情况来确定，最常用的选择方法是对隧道变电所的总负荷进行准确计量，然后用两台容量相同的变压器进行分别承担，每台变压器承担一半的负荷，一旦其中一台变压器发生问题时，可以先由另一台进行承担，此种方法要求变压器容量选取时要按照整体负荷量来确定，这样就出现了超负荷运转的情况，对变压器损伤较大。除此之外，隧道内的用电负荷主要集中于照明和通风两方面，在设计时分长期和短期，由于隧道的不同，长短期之间的规划设计量会存在着较大的差异，在进行变压器选取时会造成一定的容量浪费，所以在设计时建议先按短期负荷进行设计，一旦发生变化，可以通过更换大容量变压器或者是增设变压器来满足用电需求，单台变压器的容量要能承受全部一级负荷，变压器的负载率在0.6～0.8之间，在变压器容量选取时还要考虑到环境因素的影响，降低温度可以提高变压器的输出功率，减少对变压器的损耗。
2.3 变压器的保护装置设计
在供配电系统中，保护装置是保证电力系统运行安全的关键，变压器的保护装置多采用断路器，对于负荷开关加熔断器的模式采用的较少，但作者根据对比得出，后者优点较多，更为实用。实际用电过程中，使用开关进行负荷切换的现象发生较多，短路保护发生的相对较少。负荷开关加熔断器的形式可以由负荷开关来进行负荷切换，由熔断器来进行短路保护，且限流熔断器可在10ms内完成保护，应用前景广阔，有些城市还对此进行了明文规定。比如说深圳市供电部门规定：单台变压器容量不大于1600kVA时，保护措施采取负荷开关加熔断器的形式，当单台变压器的容量大于1600kVA时，可以采用断路器进行保护，对于公路隧道，要根据实际情况和相关规范进行针对性的选取保护方案，根据10kV供电系统设计规范中的要求，对于容量不大于500kVA的配电变压器，可以采用高压熔断器来保护，当配电变压器的容量高于500kVA时，适宜使用高压断路器。
2.4 应急电源设计
公路隧道要注意事故隐患的防范，需要设置应急电源，应对突发情况，保证应急照明、消防用电、监控设备等正常工作。在设计时，应急电源选取要根据隧道的应急负荷类型、转换时间、具体的工作时间等方面进行综合考虑。在通常情况下，用于隧道应急电源的有以下四种，来自电网本身的与馈电回路分开的电源、采用柴油机发电机组的应急电源、利用蓄电池作为电源、组合类型的应急电源，在进行电源选择时最主要的就是安全可靠，尤其是一些地理环境复杂，隐患较大的隧道工程，在具体设计时要采取多种应急电源，增加可靠性。比如说一些长度较大的隧道，如果只采取柴油发电机组作为应急电源，虽然可以不受供电时间的影响，但是需要的转换周期相对较长，在15s左右，为了解决这一不足之处，在设计时可以添加蓄电池应急电源，来维持过渡期的电量需求，形成优势互补。
2.5 低压断路器的失压脱扣器设计
为了保证隧道的供电安全，在具体设计时，可以使用低压断路器的失压脱扣器附件，一旦发生问题，将会减去一些非重要负荷，保证重要负荷供电的稳定性，但是这种装置有些环节需要人工操作，并没有形成自动化的模式，麻烦较大。除此之外，失压脱扣器处于长时间带电的状态，噪音较大，浪费电能，对隧道环境要求较高，一旦过于潮湿或者电网电压升高，就会烧坏失压脱扣器，针对于这种情况，建议在设计时将重要负荷和非重要负荷设计在不同的母线之上，当突然失电时，跳掉非重要负荷母线总进线断路器，然后由应急电源对重要负荷进行供电。
3 结束语
市政隧道工程中的供配电系统尤为重要，是保证隧道安全运行，应对突发情况的关键设施，在具体设计过程中要注重安全性、可靠性、简捷方便、经济实用，这就要根据隧道的实际情况来进行相关设备的选择和方式的确定。除此之外，设计人员还要多参考一些供配电的新技术和成功案例，不断地改善隧道供配电设计。
参考文献
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