3杂散电流防护系统工程.docx
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3杂散电流防护系统工程
长沙市轨道交通3号线一期工程
35kV变电所、环网、杂散电流防护及区间疏散平台施工安装采购项目
专用技术要求
建设单位:
长沙市轨道交通集团有限公司
设计单位:
中铁电气化勘测设计研究院有限公司
中铁第四勘察设计院集团有限公司
咨询单位:
中铁第一勘察设计院集团有限公司
二〇一六年十二月
编制单位(盖章):
中铁电气化勘测设计研究院有限公司
中铁第四勘察设计院集团有限公司
编制人(签字):
审核人(签字):
批准人(签字):
设计总体单位(盖章):
中铁第四勘察设计院集团有限公司
审核人(签字):
批准人(签字):
设计咨询单位(盖章):
中铁第一勘察设计院集团有限公司
审核人(签字):
批准人(签字):
长沙市轨道交通3号线一期工程
用户需求书接口会签表
系统专业名称
供电系统
编制单位
中铁电化院
专业
会签意见
签字/时间
专业
会签意见
签字/时间
电梯与扶梯
供电系统
屏蔽门
低压配电
轨道
给排水
及消防
通风空调
通信
自动灭火
信号
车辆
门禁
车辆段
工艺设备
AFC、ACC
人防、防淹门
ISCS
FAS
BAS
主变电站
土建
1、概述
1.1工程概况
3号线一期工程从山塘站至广生站,线路长36.398km,平均站间距为1.491km,设车站25座,全为地下站;在山塘站西北设洋湖垸车辆段,在广生站的东南侧设置张公塘停车场;与1号线共享主变电所,另在星沙站附近新设主变电所1座;与1、2、4、5号线共享利用2号线杜花路控制中心;在阜埠河站设与4号线的联络线,在月湖公园北站设与5号线的联络线。
长沙市轨道交通3号线一期工程供电系统采用110/35kV的集中供电方式,在星沙站附近新建星沙大道共1座主变电所,并利用1号线新中变主变电所向本线供电。
本线共设置牵引降压混合所16座,降压所11座,跟随所14座,并设置洋湖垸车辆基地及张公塘停车场,变电所类型见下表。
地下区段牵引网采用DC1500V架空刚性悬挂,地面区段牵引网采用DC1500V架空柔性悬挂。
控制中心设置在2号线一期工程杜花路站附近。
动力照明系统采用AC0.4kV,TN-S系统。
变电所类型表
序号
车站名称
牵引变电所
降压变电所
跟随所
跟随所性质
1
山塘站
√
√
√
车站跟随所
2
洋湖湿地站
√
√
√
山塘站~洋湖湿地站区间风井跟随所
3
洋湖新城站
√
4
阳光站
√
√
√(2座)
车站跟随所、物业跟随所
5
中南大学站
√
6
阜埠河站
√
√
√
阜埠河站~灵官渡站区间风井跟随所
7
灵官渡站
√
√
8
侯家塘站
√
9
东塘站
√
√
物业跟随所
10
桂花公园站
√
√
11
阿弥岭站
√
12
朝阳村站
√
√
√
物业跟随所
13
长沙火车站站
√
14
烈士公园东站
√
√
15
丝茅冲站
√
16
四方坪站
√
√
17
雅雀湖站
√
18
长沙大学站
√
√
19
月湖公园北站
√
√
物业跟随所
20
湘龙站
√
√
√
月湖公园北站~湘龙站区间风井跟随所
21
星沙站
√
√
√(2座)
湘龙站~星沙站区间风井跟随所、物业跟随所
22
松雅湖南站
√
23
星沙文体中心站
√
√
24
黄兴大道站
√
25
广生站
√
√
26
洋湖垸车辆段
√
√
√(3座)
车辆段综合楼跟随所、车辆段运用库跟随所、出入段线跟随所
27
张公塘停车场
√
√
1.2适用范围
本技术要求适用于长沙市轨道交通3号线一期工程35kV变电所、环网及杂散电流防护、及区间疏散平台施工安装项目的采购招标。
35kV变电所、环网及杂散电流防护、及区间疏散平台施工安装项目共分为两个标段,标段Ⅰ范围为3号线一期工程起点山塘站至阿弥岭站及洋湖垸车辆段35kV变电所、环网及区间疏散平台施工安装及全线杂散电流防护施工安装,标段Ⅱ范围为朝阳村站至3号线一期工程终点广生站及张公塘停车场35kV变电所、环网及区间疏散平台施工安装,其中阿弥岭站至朝阳村站相关工程分界详见“3、工程界面”。
1.3环境条件
隧道外环境温度:
-12℃~43℃;
隧道内环境温度:
-5℃~40℃;
相对湿度:
日平均值不大于95%;月平均值不大于90%,有凝露情况发生;
海拔高度:
≤1000m;
地震烈度:
≤6度,设计基本地震加速度值为0.050g
雷暴日:
>47日/年;
光辐射强度:
1000W/m2;
污秽等级:
Ⅲ级;
振动:
f<10Hz时,振幅为0.3mm;10Hz<f<150Hz时,加速度为1m/s2。
1.4系统参数
中压系统标称电压:
35kV;
中压系统最高电压:
40.5kV;
直流牵引供电系统标称电压:
DC1500V;
直流牵引供电系统最高电压:
DC1800V;
直流牵引供电系统最低电压:
DC1000V;
直流系统短路电流:
80kA。
1.5工期计划
以下工期节点计划供投标人参考,投标人应充分考虑土建交付时间晚,设备安装调试的工期紧的条件。
招标人在项目实施过程中有权根据工程进展情况进行下述计划的调整,投标人应无条件服从招标人做出的工期计划调整,不得提出相应费用变更(如因开通试运营顺延而导致的工程临管的延长)。
1.5.1总工期计划
表1.5.1-1:
总工期计划
序号
内容
时间
备注
1
施工单位进场
以招标人工筹为准
2
车辆段送电完成
以招标人工筹为准
3
设备安装完成
以招标人工筹为准
4
单系统调试
以招标人工筹为准
5
全线电通
以招标人工筹为准
6
综合联调
以招标人工筹为准
7
开通试运营
以招标人工筹为准
8
维护配合
临管结束后6个月
9
缺陷责任期(质量保修期)
试运营日起24个月
1.5.2甲供设备供货计划
表1.5.2-1:
甲供设备供货计划
序号
设备名称
供货时间
备注
1
AC40.5kV开关柜
2
DC1500V开关柜
3
AC0.4kV开关柜及有源滤波器柜
4
整流变压器
5
配电变压器
6
整流器
7
变电所综合自动化系统
8
交直流电源
9
AC35kV电力电缆
10
再生电能装置
11
供电运行安全生产管理系统
1.6方案概况
1.6.1环网工程
(1)环网方案
本工程中压环网采用大环串、大分区的接线方式,全线由铁院主变电所I、II段母线各馈出2回馈线,向3号线一期工程的第一、第二供电分区供电;由星沙大道主变电所I、II段母线各馈出2回馈线,向第三、第四供电分区供电。
并在烈士公园东站及灵官渡变电所设置环网联络开关,在正常运行方式下环网联络开关打开;当铁院主变电所支援星沙大道主变电所供电时,合上烈士公园东站环网联络开关;当星沙大道主变电所支援铁院主变电所供电时,合上灵官渡站及灵官渡站环网联络开关。
中压供电网络共分四个供电分区,供电分区划分如下:
第一供电分区:
洋湖垸车辆段、山塘站、洋湖湿地站、洋湖新城站、阳光站、中南大学站、阜埠河站、灵官渡站;
第二供电分区:
侯家塘站、东塘站、桂花公园站、阿弥岭站、朝阳村站、长沙火车站站;
第三供电分区:
烈士公园东站、丝茅冲站、四方坪站、雅雀湖站、长沙大学站、月湖公园北站、湘龙站;
第四供电分区:
星沙站、松雅湖南站、星沙文体中心站、黄兴大道站、广生站、张公塘停车场;
除广生站至张公塘停车场环网电缆截面为95m2,其余环网电缆截面为300m2。
(2)环网敷设条件
电缆敷设须满足《电力工程电缆设计规范》(GB50217-2007)的要求。
1)在地下单洞单线隧道内,变电所专业电缆在区间中敷设在行车方向左侧隧道壁上,电缆支架通过T型螺栓或后扩底锚栓固定。
有疏散通道的区段,电缆支架固定在疏散平台下方,当疏散平台下方空间不够时,在平台上方距离疏散平台上表面约2000mm处,留出敷设控制电缆通道空间。
在地下单洞双线隧道内,供电系统电缆敷设在隧道两侧。
2)在车站内,变电所用房下方设置电缆夹层,其高度不应小于1.9m,长沙火车站、侯家塘站电缆夹层净空不小于1.3m。
变电所位于站台层时,临近变电所用房设置低压配电电缆井;变电所位于非站台层时,临近变电所用房应分别设置强电、低压配电电缆井。
强电电缆井断面的净尺寸不小于1600mm(宽)x1500mm(深),电缆井在每层设门。
变电所范围内设置检修人孔(800×800mm),人孔配置金属爬梯并设有活动盖板,盖板应便于搬动。
在每个车站两端站台板下,预留环网电缆、牵引变电所直流电缆、所间控制电缆由车站到区间的敷设通道,牵引变电所的车站底板至区间隧道的侧墙上开孔参考尺寸1500×500mm(宽×高);降压变电所的车站底板至区间隧道的侧墙上开孔参考尺寸1000×500mm(宽×高)。
接触网上网电缆过轨时,在车站端部盾构井处设置电缆通道,净宽不小于1200mm,净高不小于1300mm。
3)主变电所至区间的电缆敷设采用电缆隧道,电缆进入区间隧道或车站处设电缆竖井,并满足电缆敷设及检修的要求。
4)车辆段/停车场电缆敷设采用电缆沟、电缆隧道或穿管直埋方式。
电缆沟、电缆井和电缆隧道以及埋管由车辆段站场专业施工完成,其防水措施由土建专业一并考虑。
5)电缆敷设完毕后,根据防火规范要求,需对电缆沟、槽、管、洞实施防火封堵,减少小动物(鼠类)进入设备房造成事故和控制火灾蔓延范围。
6)铁院主变电所至侯家塘站及灵官渡站环网电缆部分区段敷设于长沙1号线既有环网电缆支架上,本工程投标人应综合考虑其敷设方案。
1.6.2变电所
(1)牵引、降压变电所的设置
本工程中根据变电所的功能分为牵引降压混合变电所、降压变电所、和跟随式变电所。
根据供电系统要求,本工程在山塘站、洋湖湿地站、阳光站、阜埠河站、灵官渡站、桂花公园站、朝阳村站、烈士公园东站、四方坪站、长沙大学站、湘龙站、星沙站、星沙文体中心站、广生站、洋湖垸车辆段、张公塘停车场共设置16座牵引变电所;在每个车站、洋湖垸车辆段和张公塘停车场各设置1座降压变电所,全线共设置27座降压变电所;山塘站、朝阳村站、东塘站、月湖公园北站、星沙站、洋湖垸车辆段、山塘站~洋湖湿地站区间、月湖公园北站~湘龙站区间、湘龙站~星沙站区间及洋湖垸车辆段出入段线各设置1座跟随式降压变电所;在阳光站、阜埠河站~灵官渡站区间各设置2座跟随式降压变电所,全线共设置14座跟随式降压变电所。
当牵引变电所与降压变电所设置于同一车站时,合建成牵引降压混合变电所;变电所在车站的设置位置由本专业与车站土建专业配合确定。
(2)变电所设备房间设置情况
截止到施工招标之前,变电所设备房间设置情况如下所示。
表1.6.2-1:
设备房间设置情况
序号
车站名称
变电所
类型
整流变压器室
40.5kV开关柜室
DC1500V开关柜室
变配电室室
控制室
再生电能装置室
设备运输路径
1
山塘站
牵引降压混合变电所
位于站台层
位于站台层
位于站台层
位于站厅层
位于站台层
位于站厅层
轨道运输后,从吊装孔调入站厅层
车站跟随所
--
--
--
位于站台层
--
--
轨道运输
2
洋湖湿地站
牵引降压混合变电所
位于站台层
位于站台层
位于站台层
位于站台层
位于站台层
位于站台层
轨道运输
区间跟随所
--
--
--
位于地下三层
--
--
轨道运输后,从吊装孔调入设备层
3
洋湖新城站
降压变电所
--
位于站台层
--
位于站台层
位于站台层
--
轨道运输
4
阳光站
牵引降压混合变电所
位于站台层
位于站台层
位于站台层
位于站厅层
位于站台层
位于站厅层
轨道运输后,从吊装孔调入站厅层
车站跟随所
--
--
--
位于站台层
--
--
轨道运输
物业跟随所
--
--
--
位于站厅层
--
--
轨道运输后,从吊装孔调入站厅层
5
中南大学站
降压变电所
--
位于站台层
--
位于站台层
位于站台层
轨道运输
6
阜埠河站
牵引降压混合变电所
位于站台层
位于站台层
位于站台层
位于站厅层
位于站台层
位于站厅层
轨道运输后,从吊装孔调入设备层
区间跟随所
--
--
--
位于地下三层
--
--
轨道运输后,从吊装孔调入设备层
7
灵官渡站
牵引降压混合变电所
位于设备层
位于设备层
位于设备层
位于设备层
位于设备层
位于设备层
轨道运输后,从吊装孔调入设备层
8
侯家塘站
降压变电所
--
位于设备层
--
位于设备层
位于设备层
--
地面运输后,从吊装孔调入设备层
9
东塘站
降压变电所
--
位于站台层
--
位于站台层
位于站台层
--
轨道运输后,从吊装孔调入站厅层
物业跟随所
--
--
--
位于站厅层
--
--
轨道运输后,从吊装孔调入站厅层
10
桂花公园站
牵引降压混合变电所
位于设备层
位于设备层
位于设备层
位于设备层
位于设备层
位于设备层
轨道运输后,从吊装孔调入设备层
11
阿弥岭站
降压变电所
--
位于设备层
--
位于设备层
位于设备层
--
地面运输后,从吊装孔调入设备层
12
朝阳村站
牵引降压混合变电所
位于站台层
位于站台层
位于站台层
位于站厅台层
位于站台层
位于站台层
轨道运输
物业跟随所
--
--
--
位于站厅层
--
--
地面运输后,从吊装孔调入设备层
13
长沙火车站站
降压变电所
--
位于设备层
--
位于设备层
位于设备层
--
地面运输后,从吊装孔调入设备层
14
烈士公园东站
牵引降压混合变电所
位于站台层
位于站台层
位于站台层
位于站厅台层
位于站台层
位于站台层
轨道运输
15
丝茅冲站
降压变电所
--
位于站台层
--
位于站台层
位于站台层
--
轨道运输
16
四方坪站
牵引降压混合变电所
位于站台层
位于站台层
位于站台层
位于站厅台层
位于站台层
位于站台层
轨道运输
17
雅雀湖站
降压变电所
--
位于站台层
--
位于站台层
位于站台层
--
轨道运输
18
长沙大学站
牵引降压混合变电所
位于站台层
位于站台层
位于站台层
位于站厅台层
位于站台层
位于站台层
轨道运输
19
月湖公园北站
降压变电所
--
位于站台层
--
位于站厅台层
位于站台层
--
轨道运输
物业跟随所
--
--
--
位于站厅台层
--
--
轨道运输
20
湘龙站
牵引降压混合变电所
位于站台层
位于站台层
位于站台层
位于站台层
位于站台层
位于站台层
轨道运输
区间跟随所
--
--
--
位于地下三层
--
--
轨道运输后,从吊装孔调入设备层
21
星沙站
牵引降压混合变电所
位于站台层
位于站厅台层
位于站厅台层
位于站厅台层
位于站厅台层
位于站厅台层
轨道运输后,从吊装孔调入设备层
物业跟随所
--
--
--
位于站厅台层
--
--
轨道运输后,从吊装孔调入设备层
区间跟随所
--
--
--
位于地下三层
--
--
轨道运输后,从吊装孔调入设备层
22
松雅湖南站
降压变电所
--
位于站台层
--
位于站厅台层
位于站台层
--
轨道运输
23
星沙文体中心站
牵引降压混合变电所
位于站台层
位于站台层
位于站台层
位于站台层
位于站台层
位于站台层
轨道运输
24
黄兴大道站
降压变电所
--
位于站台层
--
位于站厅台层
位于站台层
--
轨道运输
25
广生站
牵引降压混合变电所
位于站台层
位于站台层
位于站台层
位于地面
位于站台层
位于站台层
轨道运输、地面运输
26
洋湖垸车辆段
牵引降压混合变电所
位于地面
位于地面
位于地面
位于地面
位于地面
--
地面运输
综合楼跟随所
--
--
--
位于地面
--
--
地面运输
运用库跟随所
--
--
--
位于地面
--
--
地面运输
出入段线跟随所
--
--
--
位于地下层
--
--
轨道运输
27
张公塘停车场
牵引降压混合变电所
位于地面
位于地面
位于地面
位于地面
位于地面
--
地面运输
注:
1)轨道运输可能受轨道完工时间的限制,如轨道不能按期完工,设备运输须考虑其它运输方式。
2)所有变电所均设置电缆夹层。
长沙市轨道交通3号线一期工程为向35kV系统逆变的再生电能吸收利用装置预留了房间,该房间在方案确定以后使用,再生电能吸收利用装置设备的安装及调试工程量不计入本工程中,相关的土建配合处理以及验收计入本工程报价中。
(3)综合接地网设计情况
在正线每个车站以及车辆段/停车场变电所建筑下方皆设置了接地网,接地网电阻值不大于1欧姆。
在每个接地网均引出了强电接地母排及弱电接地母排,供沿线接地扁钢以及变电所设备的接地使用。
(4)二次保护配置情况
表1.6.2-3:
二次保护配置一览表
序号
设备名称
保护配置
备注
1
35kV进、出线
线路差动保护
数字通信电流保护
定时限过电流保护
零序电流保护
2
35kV母联
限时电流速断保护
零序电流保护
3
35/0.4kV动力变压器
电流速断保护
过电流保护
零序电流保护
过负荷保护
温度保护(变压器内部保护)
断路器失灵保护
4
整流机组
电流速断保护
过电流保护
零序电流保护
过负荷保护
温度保护(变压器及整流器内部保护)
整流器二极管保护(整流器内部保护)
整流器交、直流侧过电压保护(整流器内部保护)
断路器失灵保护
框架泄露保护
每个牵引变电所的整流器设一套框架泄漏保护;其余直流开关柜设一套框架泄漏保护。
5
直流1500V进线
大电流脱扣保护(断路器本体保护)
逆流保护
6
直流1500V馈线
大电流脱扣保护(断路器本体保护)
di/dt+ΔI保护
热过负荷保护
双边联跳保护
7
0.4kV进线
瞬动保护
短延时保护
长延时保护
接地保护
8
0.4kV母联
瞬动保护
短延时保护
长延时保护
9
0.4kV馈线
瞬动保护
短延时保护
长延时保护
说明:
投标人应根据保护配置情况,详细论述保护装置的单体调试方案。
(5)自动装置设置
1)AC35kV母联断路器和0.4kV母联断路器设置自动投入装置(功能),自投功能可在当地/远方进行投入/撤除;
2)直流1500V馈线设置带有故障性质判断的自动重合闸装置(功能);
3)交流自用电系统设置母联自投功能;
4)直流自用电系统设置0.4kV进线自投功能。
(6)控制与信号方式
1)开关控制方式分为综合监控系统远方控制、所内控制信号盘上集中控制、开关本体控制三级控制。
正常运行时采用控制中心远方控制;当设备检修时,采用设备本体控制;当进行调试或维护时,通过设置在控制信号盘上的监控计算机或外接便携式计算机来进行所内集中控制。
2)变电所信号既能在开关柜当地显示,也能在控制信号盘大屏幕液晶显示屏上显示,并能通过变电所综合自动化系统将数据送往控制中心。
1.6.3变电所综合自动化系统
变电所综合自动化系统采用集中管理、分散分布式结构,整个系统由站级管理层、网络通信层和间隔设备层构成。
系统设备主要包括控制信号盘及其内部的主监控单元和液晶显示器、安装在各开关柜内的智能电子装置及网络通信设备、所内通信网络等。
变电所综合自动化系统的通信网络采用星型、单网结构,光纤以太网与现场总线并存的模式。
交流35kV、0.4kV和直流1500V等系统的监控单元直接安装于开关柜内,实现对供电系统设备的控制保护和监视及运行数据的测量。
其中35kV和直流1500V系统的监控单元采用微机综合保护测控一体化单元;0.4kV开关柜监控单元采用PLC或智能断路器。
开关柜(AC40.5kV、DC1500V、AC0.4kV)内的智能电子装置,通过光纤以太网与控制信号盘进行通信。
交直流电源装置采用现场总线直接接入主监控单元。
对于部分接点量的传送采用屏蔽电缆。
所内光纤以太网的通信传输速率为10/100M自适应;采用现场总线协议的智能电子装置通信传输速率不小于19.2kbps。
所内光纤以太网的传输层协议采用:
TCP/IP、MODBUS-TCP、IEC60870-5-103等。
智能电子装置的通信协议采用:
TCP/IP、MODBUS-TCP、IEC60870-5-103等。
主监控单元与车站综合监控系统通信通道采用冗余以太网方式,符合IEC60870-5-104协议。
主备通道互为热备,在正常情况下只有主用通道处于工作状态,备用通道处于热备用状态,当主用通道发生异常或故障时,系统无间隙自动切换到备用通道,并发出主通道故障报警信息。
通过上述变电所综合自动化系统的构成,主要实现地铁各车站变电所的下述功能:
继电保护功能、自动装置功能、监控功能、信号功能、测量与计量功能、所内通信功能、远程通信功能、事故及预告音响功能、系统故障诊断功能、系统维护功能、时钟同步功能,系统还具有容错、自检、失电保护、来电自恢复功能等。
1.6.4交直流自用电系统
(1)交流自用电系统
变电所设一面交流配电屏,由变电所0.4kV两段母线分别引入相互独立的两回电源,作为交流自用电系统的进线电源,两回电源互为备用,并设置母联自动投切装置,以保证向交流自用电负荷供电。
交流自用电系统采用单母线分段接线型式。
交流自用电系统的重要信号通过直流盘的监控管理单元与变电所监控网络接口,送往上位监控单元。
2)直流自用电系统
变电所内设置一套高频开关直流电源设备,由交流电源盘0.4kV母线引入两路三相AC380V电源。
直流自用电系统输出电压为DC110V,充电模块采用热冗余配置。
正常运行时,充电模块负责全所直流用电,蓄电池在浮充电状态。
交流失电后,变电所内的蓄电池组容量应保证所内经常性负荷、冲击负荷、所内事故负荷停电2小时的放电容量及事故放电末期最大冲击负荷容量的要求。
蓄电池选用阀控式铅酸免维护蓄电池。
直流电源系统采用智能监控单元,支持网络连接,可以通过与变电所自动化系统联
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