天兴洲大桥中压配电系统论证比较.pdf

BUILDING
フロ11年第9期 ELECTRIC!TY
天兴洲大桥中压配电系统论证比较
雷明海李朝军(武汉市政工程设计研究院有限责任公司,武汉市430023)
Demonstration and Comparison of Medium-voltage Distribution Systems
for Tianxingzhou Bridge
Lei Minghai i Chaojun (Wuhan Municipal Engineering Design &Research Institute
Co. Itd.. Wuhan 430023 China
Abstract This paper analyzes medium- voltage也因造价偏高,施工难度、安全性能及后期维护管
distribution systems for Tianxingzhou Bridge, compares理、运行费用等诸多因素全面劣势被否决。
the characteristics and investment of a 10 kv distribution
江阴大桥及其南北接线部分成功采用中压配电方
system and a 6kv distribution system, and finall
confirms the selection of a 6 kv distribution system
式,揭开了我国大型桥梁和广场采用中压配电系统的
Key words Large- scale bridge_ Power supply for序幕。之后,重庆黄花园大桥、南京长江二桥、重庆
roads lighting10 kv distribution svstem6kV鹅公岩大桥、宜昌长江公路大桥、荆州长江公路大桥
distribution system
鄂黄长江公路大桥、仙桃汉江公路大桥、安庆长江公
路大桥、润扬长江公路大桥、南京长江第三大桥、湛
摘要分析天兴洲大桥中压配电系统,比较其
江海湾大桥、武汉阳逻长江大桥、苏通长江大桥、上
10kV配电系统与6kV配电系统的各自特点及其造
海东海大桥、杭州湾大桥笋相继采用中压配电系统。
价,最终确定选用6kV配电系统。
关键词大型桥梁道路照明供电10kV配电1概述
系统6kV配电系统
武汉天兴洲大桥是武汉市又ー座跨越长江的特大
十多年前我国跨江跨海大桥不多,所有大型桥梁型公路铁路两用桥,其桥型结枃为双塔斜拉索桥,主
无一例外地采用传统的两岸10kV供电(外网)、低跨为504m,桥区长度约为4.7km。
压0.38kV配电(内网)的供配电方式。
工程范围从汉施公路立交至青化公路立交,全长
传统的低压配电应用于特大桥存在许多问题:变约为12.7km,其中包括三座互通立交(汉施公路立
电所数量多、低压电缆数量多截面大、施工困难、压交、和平大道立交、武青三干道立交),一座双塔斜
降大、线路损耗大。低压配电距离大于1km时,间拉索双层公路铁路两用跨江大桥。天兴洲大桥用电负
题更加突出。
荷见表1。
1995年江阴长江大桥供配电初步设计采用传统
天兴洲大桥负荷特点是大桥负荷大且集中,沿线部
的低压配电方式,由于桥梁跨度大,该低压配电方案分线路长负荷小分布广。鉴于此,天兴洲大桥配电拼
电缆数量太多截面太大,施工非常困难,在交通部专弃传统的10/0.4kV点状配电方式而采用中压西电
家评审中未获通过。后经大桥总承包商英国公司推荐,方式,是合理的,在历次的专家评审中没有任何异议。
采用欧洲在大型桥梁中广泛采用的中压配电方式。
日前国内采用的中压配电系统为两种:①6kV
南京长江二桥的供电招标当时采用方案竞标,当配电系统,核心产品为10/5.5(3)kV隔离变压器,
地供电部门提交的采用传统的10kV点状配电方式,5.5(3)kV控制柜,5.5(3)kV地埋式变压器(以下
作者信息
笛明海,男,武汉市政工程设计研究院有限责任公司,工程师
李朝军,男,武汉市政工程设计研究院有限责任公司,高级工程师,主任工师。
Sep. 2011 Vol 30 N
供」电与配电
表1天兴洲大桥用电负荷筒表
Tab. 1 Simplified statement of the electricity load
式中:Amin一电缆热稳定允许的最小截面,mm3;
of Tianxingzhou Bridge
短路电流周期分量起始有效值,kA
负荷名称」负荷容量负荷等级
负荷运行特点
热稳定系数
短路持续时间,s(其中0.5s为主
主桥
节日夜间运行
景观照940kW「一级「负荷稳定,分布整个主桥区
保护装置动作时间,0.1s为断路器固有分闸时间
道桥轮廓
节日夜间运行
0.05s为燃弧持续时间)。
景观照明45kwW
级「负荷稳定,分布整个道路高架
桥区
根据热稳定要求选用的电缆截面如表2所示。
道路照明9135w二级向运行、负荷分散、容量不大
c.由于采用了10/6kV隔离变压器,因而
负荷稳定,分布整个道路
10kV外网线路上出现的任何瞬态过电压不会直接影
道路桥0kw「二级24h运行
响到大桥内部中压配电网络,避免了在10kV直接配
监控用电
负荷容量小,分布整个道路
电时由于线路直接连通而存在的用户内部配电设备受
到外部过电压危害的问题,从而保护了配电设备并延
简称“地埋变”),其中5.5(3)kV控制柜尚无替代品;
长其使用寿命,进一步提高了供电可靠性。
②10kV配电系统,核心产品为10kV地埋变。10kV
d.出于采用了10/6kV隔离变压器,将大型桥
系统较6kV系统缺省?了电源隔离柜及控制柜,只是
梁中压配电网络变成了用户内部配电网络,使按运行
单纯地采用了地埋变技术,系统功能不完善,因而投
资相对较省。天兴洲大桥配电设计采用5.5kV也就要求对配电袋路进行分段隔离与环网联络、切换与控
制等成为可能。否则由于配电网络与外网直接相连,
是大家通常俗称的6kV中压配电系统。
网络运行方式的任何改变都要受到供电部门的限制,
2两种中压配电系统特点的分析比较
2.16kV系统的特点
B
2.1.1建立与公共电网隔离的用户侧中乐配电系统
a.由于采用10/6kV隔离变压器,自然形成了
电压调整的中枢点,通过变压器分接头的改变可以大
大改善大型桥梁内部中压配电网络首端以及全线路的
电压质量,从而避免了因为10kV外网线路过长、电
源进线电压质量差导致内部中压配电网络电压质量也
差而无法补偿的问题,如图1所示。
图1电压偏差计算电路及曲线
Fig. I The voltage deviation calculation circuit and its curve
b.由于采用了10/6kV隔离变压器,大型桥梁
注
线路首段A点电压偏差,%;△mnー线
内部中压配电网络的短路容量大大减小,因而中压配
路L,电压损失,%;△er-変压器分接头设备的电压
电电缆的截面主要取决于计算负荷和配电距离,在计提升,%;△2一一线路L:电压损失,%;a,一线路末段
算负荷不大、配电距离不长的情况下可以采用小