劉如意

（廣東博大高速公路有限公司博深分公司，廣東惠州516100）

0 引言

博深高速銀瓶山隧道由水澗山隧道和石鼓隧道組成，全長近7 000 m（其中左洞6 959 m，右洞6 963 m）。水澗山隧道和石鼓隧道之間的間距不到60 m，兩隧道之間為兩山之間的深谷，無法建造配電房，故在石鼓隧道大樁號端設(shè)置石鼓配電房，在水澗山隧道小樁號端設(shè)置水澗山配電房。水澗山隧道配電房專變負荷、水澗山隧道右洞埋地變負荷、石鼓隧道右洞埋地變負荷由110 kV瀝林站10 kV水流線F24水庫支線主供；石鼓隧道配電房專變負荷、水澗山隧道左洞埋地變負荷、石鼓隧道左洞埋地變負荷由110 kV約場站10 kV約銀線F11長大支線主供。

兩座配電房市電10 kV進線電源互為備用電源，原設(shè)計采用“手動聯(lián)鎖切換”裝置，水澗山、石鼓配電房兩個切換柜各安裝一套兩鎖一鑰匙裝置，不能同時合閘。即兩座配電房市電正常供電時，由另一座配電房引來的備用回路不能投入使用。如果一個配電房主用電源失壓，則該配電房主用電源斷開，通過“手動聯(lián)鎖切換”裝置將另一座配電房引來的備用電源切入，保證供電。

由于兩座隧道配電房相距較遠（約7 km），備用電源無自動切換裝置，故一旦停電，則需要專人人工合閘。隧道配電房距離管理中心較遠，導(dǎo)致隧道停電時間較長（約40 min），給隧道交通安全帶來了隱患。為縮短停電時間，減少人工操作安全隱患，確保隧道交通安全，迫切需要實現(xiàn)兩座配電房供電電源之間的自動投切功能。

1 改造方案

本次改造設(shè)計方案是將原有兩座配電房“手動聯(lián)鎖切換”裝置更換為“電氣/機械聯(lián)鎖”裝置，以實現(xiàn)高壓自動切換。二次自動控制采用PLC模塊控制，PLC模塊及開關(guān)電動機構(gòu)由EPS電源供電。

（1）水澗山配電房：

拆除G2、G3柜的手動連接件，拆除原G4柜的斷路器的出線，將G4柜改為備用柜。新增固定式切換柜G8和G9，其中G8是提升柜，G9作為切換柜。

（2）石鼓配電房：

拆除G2、G3柜的手動連接件，拆除原G4柜的斷路器的出線，將G4柜改為備用柜。新增固定式切換柜G8和G9，其中G8是提升柜，G9作為切換柜。

（3）取消兩座配電房斷路器K11和K21之間以及斷路器K12和K22之間的鑰匙式機械聯(lián)鎖。

（4）對調(diào)石鼓配電房高壓柜K21和K22開關(guān)的出線。水澗山配電房G9柜K11負荷開關(guān)出線經(jīng)隧道左洞與石鼓配電房G5柜K22斷路器連接；同樣，水澗山配電房G5柜斷路器K12出線經(jīng)隧道右洞與石鼓配電房G9柜K21負荷連接。

（5）水澗山配電房新裝的G9柜兩臺負荷開關(guān)K11和K13安裝電氣/機械聯(lián)鎖裝置；石鼓配電房新裝的G9柜兩臺負荷開關(guān)K21和K23安裝電氣/機械聯(lián)鎖裝置。

（6）水澗山配電房和石鼓配電房改造后10 kV系統(tǒng)圖如圖1所示。

2 電氣聯(lián)鎖控制方案

2.1 兩座配電房之間各高壓斷路器的電氣/機械聯(lián)鎖控制

水澗山配電房和石鼓配電房之間各高壓斷路器分合閘操作通過PLC控制模塊對電氣/機械聯(lián)鎖裝置進行控制。PLC控制邏輯設(shè)置為主回路優(yōu)先，確?；謴?fù)供電后的斷路器狀態(tài)恢復(fù)正常。兩座配電房之間各高壓斷路器改造后分合邏輯如表1所示。

水澗山配電房和石鼓配電房市電正常供電時，配電房由市電10 kV線路供電，由另一配電房引來的備用電源不投入使用；當一座配電房市電停電，則10 kV電源進線斷路器斷開，主用電源斷路器斷開，備用電源斷路器閉合，由備用電源供電；如果兩路市電電源均失電，則兩座配電房高壓斷路器最終維持市電正常供電狀態(tài)。

2.2 水澗山配電房高壓斷路器之間電氣/機械聯(lián)鎖控制

水澗山配電房內(nèi)各高壓斷路器之間分合閘操作通過PLC控制模塊對電氣/機械聯(lián)鎖裝置進行控制。PLC控制邏輯設(shè)置為主回路優(yōu)先，確保恢復(fù)供電后的斷路器狀態(tài)恢復(fù)正常。配電房內(nèi)各高壓斷路器改造后分合邏輯如表2所示。

水澗山配電房市電正常供電時，由市電進行供電，由石鼓配電房引來的備用電源不投入使用。此時各斷路器閉合狀態(tài)為：K10、K12、K13、K14、K15閉合，K11斷開。

當水澗山配電房市電停電時，市電進線斷路器（K10）斷開，延時5 s確認時間后，主用電源斷路器（K13）斷開，備用電源斷路器（K11）閉合，延時3 s后，其他斷路器（K12、K14、K15）閉合，由石鼓配電房引來的備用電源投入使用。此時各斷路器閉合狀態(tài)為：K11、K12、K14、K15閉合，K10、K13斷開。

圖1 水澗山配電房和石鼓配電房改造后10 kV系統(tǒng)圖

表1 水澗山配電房和石鼓配電房之間各高壓斷路器分合邏輯表

表2 水澗山配電房內(nèi)各高壓斷路器分合邏輯表

水澗山配電房市電恢復(fù)供電時，延時5 s確認時間后，則市電進線斷路器（K10）閉合，備用電源斷路器（K11）閉合，其他斷路器（K12、K14、K15）斷開，延時3 s后，備用電源斷路器（K11）斷開，主用電源斷路器（K13）閉合，再延時3 s后，恢復(fù)市電正常供電。此時各斷路器閉合狀態(tài)為：K10、K12、K13、K14、K15閉合，K11斷開。

水澗山配電房市電停電，備用電源停電，水澗山配電房內(nèi)各高壓斷路器恢復(fù)市電正常供電時的狀態(tài)。此時各斷路器閉合狀態(tài)為：K10、K12、K13、K14、K15閉合，K11斷開。

2.3 石鼓配電房高壓斷路器之間電氣/機械聯(lián)鎖控制

石鼓配電房內(nèi)各高壓斷路器之間分合閘操作通過PLC控制模塊對電氣/機械聯(lián)鎖裝置進行控制。PLC控制邏輯設(shè)置為主回路優(yōu)先，確?；謴?fù)供電后的斷路器狀態(tài)恢復(fù)正常。配電房內(nèi)各高壓斷路器改造后分合邏輯如表3所示。

表3 石鼓配電房內(nèi)各高壓斷路器分合邏輯表

石鼓配電房市電正常供電時，由市電進行供電，由水澗山配電房引來的備用電源不投入使用。此時各斷路器閉合狀態(tài)為：K20、K22、K23、K24、K25閉合，K21斷開。

當石鼓配電房市電停電時，市電進線斷路器（K20）斷開，延時5 s確認時間后，主用電源斷路器（K23）斷開，備用電源斷路器（K21）閉合，延時3 s后，其他斷路器（K22、K24、K25）閉合，由石鼓配電房引來的備用電源投入使用。此時各斷路器閉合狀態(tài)為：K21、K22、K24、K25閉合，K20、K23斷開。

石鼓配電房市電恢復(fù)供電時，延時5 s確認時間后，則市電進線斷路器（K20）閉合，備用電源斷路器（K21）閉合，其他斷路器（K22、K24、K25）斷開，延時3 s后，備用電源斷路器（K21）斷開，主用電源斷路器（K23）閉合，再延時3 s后，恢復(fù)市電正常供電。此時各斷路器閉合狀態(tài)為：K20、K22、K23、K24、K25閉合，K21斷開。

石鼓配電房市電停電，備用電源停電，石鼓配電房內(nèi)各高壓斷路器恢復(fù)市電正常供電時的狀態(tài)。此時各斷路器閉合狀態(tài)為：K20、K22、K23、K24、K25閉合，K21斷開。

3 設(shè)備安裝注意事項

所有設(shè)備必須進行進場驗收，包括設(shè)備、出廠文件、合格證和各種認證標志等，然后按照要求進行現(xiàn)場交接試驗。安裝之前應(yīng)檢查埋設(shè)的基礎(chǔ)型鋼是否滿足安裝要求，各接地扁鋼、接地線纜等接地系統(tǒng)必須有效連接，不得漏埋、漏接、假接等，電纜應(yīng)嚴格按照施工規(guī)范要求壓接。設(shè)備安裝之前必須征得監(jiān)理工程師的許可，電氣設(shè)備安裝應(yīng)符合《電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范》相關(guān)內(nèi)容的要求。

4 結(jié)語

本次改造設(shè)計是把高壓雙電源切換技術(shù)創(chuàng)新性地應(yīng)用在高速公路隧道供電方面，通過定制的高壓雙電源自動切換裝置將隧道兩端配電房的兩路獨立電源進行了無縫切換，實現(xiàn)兩路電源以互為備用的方式對整個隧道進行供電，極大地減少了隧道停電時間，有效提高了隧道供電系統(tǒng)的可靠性和安全性。本次改造設(shè)計方案應(yīng)用于高速公路隧道供電方面在廣東省為首創(chuàng)。此項設(shè)計方案為保障高速公路隧道的供配電穩(wěn)定可靠提供了解決方案，對（特）長隧道的供電方式設(shè)計具有很大的借鑒意義和推廣價值。