电缆沟优化专题报告Word文档下载推荐.docx

1、600600（400）116.840040.6200结合智能化变电站特点，综合考虑性能、造价等要素，推荐电缆沟方案如下：二次电缆采用600mm600mm和400mm400mm两种截面形式的砖砌电缆沟，其中600mm600mm电缆沟根据电缆数量变化进行变截面设计，末端沟道截面为600mm400mm；10kV无功补偿装置区域和站用配电间室内采用1200mm1000mm和800mm1000mm两种截面形式的混凝土电缆沟；110 kV配电装置区域电缆沟采用800mm200mm地上式电缆槽盒。过道路采用电缆埋管，电缆沟内安装镀锌角钢支架，沟盖板为角钢框混凝土钢丝网盖板。该方案具有构造简单、施工技术成熟、

2、光/电缆敷设、检修方便、电缆运行环境好、工程造价低的优点，与常规同规模220kV变电站相比节省投资58.5%。全站二次电缆沟宽度大部分一致，并在满足工艺要求情况下，电缆沟根据电缆量的多少调整埋深，采用变截面设计，充分体现了智能化变电站“两型一化”的设计理念。目 次1 概述2 光/电缆通道路径及截面优化2.1光/电缆通道路径优化2.2 光/电缆通道截面优化2.3对比分析3 电缆沟方案选型3.1 砖砌电缆沟方案3.2 电缆槽盒方案3.3 电缆排管方案3.4技术经济比较4 电缆沟盖板选型5 结论智能变电站二次设备采用光缆代替大量的控制电缆，所需电缆通道截面大幅减少，同时二次设备采用靠近配电装置布置，

3、使得智能变电站光/电缆数量远小于同等规模的常规变电站，有必要对二次电缆沟进行优化，以提高电缆通道截面利用率，降低工程投资。2.1 光/电缆通道路径优化 通过对光电缆优化整合配电装置和总平面布置方案的优化，综合各区域的设备布置和进出线情况，从节省光/电缆用量，节约光/电缆通道的角度考虑，对各区域光/电缆通道的路径和截面进行了优化。本站光/电缆路径主要由二次设备室、站用配电间分别通至220kV配电装置区域、110kV配电装置区域、主变及10kV无功补偿装置四个区域组成，优化后光/电缆通道详见图2.1。图2.1 光/电缆通道图2.1.1 220kV GIS配电装置区域靠近配电装置端子箱或汇控柜设一条

4、电缆通道，从GIS配电装置就近至二次设备室,该区域电缆沟主要为至220kV配电装置区域的光缆、控制电缆及少量动力电缆，主通道长度为71.2m。2.1.2 110kV GIS配电装置区域110kV GIS配电装置放置于站用配电间屋面平台之上，电缆沟采用地上式电缆槽盒，该区域电缆沟主要为110kV配电装置的光缆、控制电缆及少量动力电缆，通道长度为69.8m。2.1.3 主变配电装置区域主变区域靠近二次设备室，从GIS配电装置端部就近至二次设备室，并在靠近配电装置端子箱或汇控柜设一条电缆通道，该区域电缆沟主要为主变的光缆、控制电缆及少量动力电缆，通道长度为40.6m。2.1.4 10kV无功补偿装置

5、区域10kV无功补偿装置区域设一个主通道和两个分支通道，两个分支通道连接一个主通道，通至二次设备室。该区域电缆沟主要为10kV配电装置的动力电缆及少量控制电缆。根据光/电缆截面和数量，尽可能地缩减通道截面，可使通道的施工及电缆敷设更为简单，施工材料更为节省，从而有效减少投资。本站动力电缆拟采用YJV电缆。YJV电缆虽较同等截面VV22电缆造价高，但其载流量大，可减小电缆通道截面，降低总体费用。二次回路采用光缆代替大量的控制电缆，也明显减小了电缆通道截面，与常规同规模220kV变电站相比，220kV及110kVGIS配电装置电缆通道电缆数量对比见表2.2。表2.2 各通道最大光/电缆根数对比表方

6、案内容常规变电站设计方案本次投标方案直流电缆动力控制光缆220kV GIS配电装置区域242522030110kV GIS配电装置区域32133按照设备区域对光/电缆用量进行估算，每条通道按照敷设23层光/电缆计算，对通道截面计算叙述如下。2.2.1 220kV GIS配电装置区域220kV GIS配电装置区域共为12个间隔，6个出线间隔。二次回路光缆优化整合后，二次设备室至每个间隔汇控柜光缆用量为2根，220kV每回出线用通信光缆1根，光缆平均外径约为12mm，区域内最大光缆用量为30根。该区域内配电装置用动力电缆量约为2根，平均外径约为20mm，控制电缆12根，平均外径约10mm。考虑一定

7、的裕度后，选取每部分配电装置主通道截面为600mm600mm，末端通道截面可考虑采用600mm400mm，整个配电装置一个通道，可满足最终规模的光/电缆通道。2.2.2 110kV GIS配电装置区域110kV GIS配电装置约为18个间隔，3个主变进线间隔，12个出线间隔。二次回路光缆优化整合后，主变进线间隔光缆用量为2根，其余每个间隔光缆用量约为1根，每回出线用通信光缆1根，光缆平均外径约为12mm，区域内最大光缆用量为33根。该区域内配电装置用交流电缆量约为2根，平均外径约为20mm，控制电缆9根，平均外径约10mm。通道最大光/电缆量为电力电缆11根，光缆37根。110kV GIS放置

8、于站用配电间屋面平台之上，光/电缆采用地上式电缆槽盒进行放置。考虑一定的裕度后，选取每部分配装置通道截面为800mm200mm，整个配电装置一个通道，即可满足最终规模的光/电缆通道。2.2.3 主变配电装置区域主变配电装置共有3台，经光缆优化整合后，每台主变含有控制电缆8根，动力电缆3根，光缆4根，区域内最大光缆用量为12根，电缆33根。考虑一定的裕度后，选取每部分配装置通道截面为400mm400mm，整个配电装置一个通道，即可满足最终规模的光/电缆通道。2.2.4 10kV无功补偿装置区域无功补偿装置区域主要为10kV动力电缆，控制电缆或光缆用量较少，因此该区域考虑采用电力电缆和控制电缆的常

9、规方案。每一个电容器组约需10kV交流动力电缆1根，控制电缆2根。考虑10kV进出线回路数较多，且采用南北两侧出线，选取通道截面为1200mm1000mm，两端通道截面选用800mm1000mm，即可满足最终规模的电缆通道。2.2.5 二次设备室及站用配电间二次设备室内采用600mm600mm电缆沟，站用配电间内采用1200mm1000mm电缆沟。2.3 对比分析通过对各区域设备光/电缆使用情况进行分析，站用配电间采用1200mm1000mm电缆沟；10kV无功补偿装置区域采用1200mm1000mm电缆沟，两侧及通至二次设备室的电缆沟采用800mm1000mm；二次设备室和220kV配电装置

10、区域均采用600mm600mm电缆沟；主变采用400mm400mm电缆沟；110kV配电装置区域均采用800mm通过光/电缆整合、压缩站区面积、调整电缆路径等一系列优化措施，与常规同类型220kV变电站相比，电缆沟截面尺寸明显减小；二次回路采用光缆代替大量的控制电缆，明显减小了光/电缆通道截面，二次电缆通道截面面积比常规变电站减小15%。主电缆通道对比见表2.3。表2.3 光/电缆主通道对比表根据优化后的总平面、配电装置及光/电缆通道截面，综合考虑性能、造价等要素，二次电缆敷设形式主要有以下备选方案：方案一：采用砖砌电缆沟，沟盖板采用角钢框混凝土钢丝网盖板，电缆沟内安装镀锌角钢支架。方案二：采

11、用地上式电缆槽盒，电缆槽盒材质为镀锌钢板，电力电缆、控制电缆和光缆分槽敷设。方案三：全站采用直埋电缆排管加工井，排管可采用镀锌钢管、PVC类有机材料和水泥管。方案一中，10kV无功补偿装置区域和站用配电间室内1200mm1000mm电缆沟由于采用砖砌电缆沟不能满足抗弯、抗剪等受力要求，因此均采用混凝土电缆沟。110kV GIS放置于站用配电间屋面平台之上，光/电缆采用800mm3.1 砖砌电缆沟方案 电缆沟道根据埋置深度的不同，常用材料有砖、素混凝土及钢筋混凝土三种，本工程深度不超过600mm的电缆沟，采用砖砌体结构可满足抗弯、抗剪等受力要求，而且可大幅减少钢筋绑扎、支模板工作量，施工工艺简单

12、成熟，投资少、工期短，因此推荐采用砖砌电缆沟。本工程土壤标准冻结深度为0.64m，沟道侧面应回填非冻胀性的中砂或粗砂，其厚度不应小于10cm。根据变电所总布置技术规程DL/T5056-2007中相关要求，为防止沟壁上沿因受干、湿、冻融和机械力的反复作用下粉刷层开裂损坏，在砖砌沟道露出地面部分设置混凝土护沿，既可保护沟道不受损伤，亦可使沟道、盖板排列整齐美观，图3.1-1、2为电缆沟实物图。 图3.1-1 智能变电站二次电缆沟 图3.1-2 10kV电缆沟屋外电缆沟规格：220kV配电装置区主电缆沟截面均采用600mm600mm，电缆沟端部电缆数量较少部分，减少深度至400mm；主变电缆沟截面采

13、用400mm400mm，过道路部分采用埋管。砖砌电缆沟详见图3.1-3。图3.1-3 砖砌电缆沟（方案一）砖砌电缆沟方案主要有以下技术特点：1）电缆敷设方便、易于检修维护，沟内光缆、电缆分层敷设，散热条件好，受外界温度变化影响小，电缆运行环境较好。2）电缆沟材料以素混凝土和砖为主，成本低廉，耐久性好，寿命期无需进行维护，而且沟道深度可根据电缆数量多少灵活调整，进一步提高电缆通道截面利用率，综合工程造价相对较低。3）电缆沟强度较好，其整体刚度好于电缆槽盒，可作为变电站检修巡视通道。4）砖砌电缆沟施工工艺简单成熟，工期短，钢筋绑扎和支模工作量很小，施工质量易于控制。5）电缆沟自身耐火性能和电气防火

14、封堵效果好。6）为使场地雨水不流入电缆沟内，一般电缆沟沟壁顶面高于地面50100mm，同时沟底需沿纵向设置不小于0.5%排水坡，通过集水井或管道接入附近下水井，地下管网相对较为复杂。电缆槽盒常用材料有不锈钢和镀锌钢板两种，其中不锈钢造价较高，推荐采用镀锌钢板。敷设于地面上的电缆槽盒为工厂化生产，现场分段拼装，一般间距2m左右设混凝土基础墩，电缆槽盒在过道路和建筑物入口等部位需设置检查井，以便电缆接入。图3.2-1为电缆槽盒实物图。图3.2-1 电缆槽盒实物图电缆槽盒规格：各配电装置区电缆槽盒均采用800mm200mm，过道路部分采用埋管。详见图3.2-2。图3.2-2 电缆槽盒（方案二）电缆槽

15、盒方案主要有以下技术特点：1）电缆槽盒为工厂化生产，现场仅拼装即可，安装时土方开挖量小，施工速度快。2）槽盒置于地面以上，不影响站区排水，而且电缆槽内积水可直接汇入站区地面排水，简化管网设计，据测算可节省工程造价约3.6万元。3）因槽盒内部空间狭小，电缆敷设时有一定困难，变电站投运后，其运行维护及扩建施工不方便。4）钢制槽盒导热系数高，槽内电缆易受外界极端冷热温度变化的影响，而且电缆排列紧密，散热条件不好，电缆运行环境较差。5）一般镀锌防腐的防护年限在15年左右，电缆槽盒在地面上干湿交替比较频繁，需在服役期进行二次维护，全寿命周期经济指标较差。6）与道路和大电缆沟交汇时处理较困难，防火封堵效果

16、较差。电缆排管在市政设施中有较多应用，常用材料有镀锌钢管、PVC类有机材料和水泥管，其中PVC类材料耐久性和耐热性较差，易发生软化变形，水泥管自重较重，现场接头不易处理。排管在电缆转弯或在间隔不超过50m以内设置工井，排管布置详见图3.3。 图3.3 电缆排管（方案三）电缆排管方案主要有以下技术特点：1）电缆排管可根据电缆数量的多少，按实际需求敷设几根至几十根,组合施工方便，电缆护套管一次投入后, 基本无日常维护工作量,节约了维护费用。2）电缆敷埋设于地下，受外界温度变化影响小，但散热情况不良。3）由于配电装置区分支接头较多，电缆敷设困难，变电站投运后，其运行维护和扩建都十分不方便。4）电缆管

17、连接接头工作量大,与端子箱等设备连接难度较大。3.4 技术经济比较以上三种电缆敷设方案技术性能比较见表3.4-1，造价对比见表3.4-2。表3.4-1 二次电缆沟方案技术比较表 指标 方案可施工性耐久性电缆敷设检修运行环境砖砌电缆沟方案施工工艺简单成熟，工期较短耐久性好，维护工作量小电缆敷设、检修方便电缆散热好，运行环境良好电缆槽盒方案预制构件，现场拼装，土方量小，工期短镀锌防腐，需定期维护电缆敷设、检修较难电缆散热不良，运行环境较差电缆排管方案现场接头较多，施工较为复杂耐久性好，基本无需维护电缆敷设、检修困难电缆散热不良，运行环境一般表3.4-2 二次电缆沟方案造价对比表电缆通道截面（mm长

18、 度（m）单 价（元/m）合 计（万元）同规模常规220kV变电站素混凝土电缆沟方案1000 973.815.33600 427.06.36400 339200 2054.032.3381001401.119.214100700.6从以上对比可知，采用砖砌电缆沟具有较大优势，其具有施工技术成熟、光/电缆敷设、检修方便、电缆运行环境好的优点、可以以较低的工程造价提供较好的技术性能，相比电缆槽盒和电缆排管方案造价低80%、67%，比常规变电站相比节省投资58.5%，经济效益明显，因此推荐本工程二次电缆敷设采用方案一。电缆沟盖板作为电缆沟主要组成部分，对防护电缆免受外界影响起着重要作用，盖板长期暴露

19、于室外，日晒、风吹雨淋，工作环境较为恶劣，对其耐久性、抗老化、抗腐蚀能力均有较高要求，而且电缆沟作为变电站的巡视通道，盖板作为主要受力构件，要求具备足够的强度、刚度。有必要通过性能、价格的比较，选择合理的方案。目前常用电缆沟盖板主要有混凝土钢丝网盖板、PRC无机盖板、有机复合盖板、金属盖板四种类型，其中混凝土钢丝网盖板在变电站中应用最为普遍，近年来经设计和施工工艺改进，采取了工厂化生产成品，在生产过程中增设角钢边框、胶垫等措施，裂缝和破损情况已极少发生，而且消除了盖板制作过程中的尺寸偏差、变形、块间不平、接缝不密等质量通病，外观质量整齐美观，在板上行走平稳。与其他几种形式盖板比较见表4。表4

20、电缆沟盖板综合性能比较指标混凝土钢丝网盖板无机盖板（PRC混凝土）有机复合盖板金属盖板重量（kg/m2）100755045允许荷载4kPa外观灰色多彩面漆、多彩使用寿命30年15年市场价（元/m2）180260220380300使用情况耐久性好，使用期基本无需维护耐久性好，强度高，使用期无需维护紫外线影响大，耐候性较差，易老化变脆强度高，但易锈蚀，需定期维护从上表可知，从耐久性和实际使用情况看，混凝土钢丝网盖板和PRC盖板性能相对较好，但PRC盖板相比混凝土钢丝网盖板价格要高40%左右，投资较高，因此本工程推荐采用混凝土钢丝网盖板。本工程为智能变电站，在设计中采取了一系列集成优化措施，使得二次回路的光/电缆充分整合，光/电缆数量大大减少，电缆沟截面充分优化，结合优化后电缆通道布置和截面，综合考虑技术性能、工程造价和便于运行、维护及扩建等要素，本工程推荐站区光/电缆敷设采用如下方案：