趙 洋，李 光，張 成
（國網北京市電力公司檢修公司, 北京 100026）
摘 要： 電力隧道的運行健康水平直接影響了城市輸配電力網絡的安全性和可靠性，這其中隧道網絡的暢通是考量隧道運行健康水平的一個重要因素，也是決定未來隧道資源可持續(xù)利用的一個重要指標。通過制定隧道資源利用的評價原則，對北京地區(qū)隧道資源進行了全面調研和分析，給出了大量詳實的數(shù)據，同時后續(xù)資源的優(yōu)化利用措施進行了分析和研究，并給出結論。
關鍵詞： 電力隧道；城市輸配電；電力網絡
0 引言
隨著國內城市化建設不斷地推進，對于城市輸、配電網絡安全性、可靠性和美觀性的要求越來越高。這也就推動了電力電纜在城市輸配電網絡中使用率的急速攀升。而電力隧道作為電纜敷設的一個重要的通道，其自身的安全性和可靠性將直接導致城市輸配電網絡的健康運行水平。但由于前期的規(guī)劃、設計使用缺乏統(tǒng)籌考慮，電力隧道局部的瓶頸點不斷增多，局部阻塞、發(fā)熱等情況逐漸成為了影響隧道和電纜設備正常運行的一個重要問題。
目前，國網北京檢修分公司所轄隧道約為700 km。由于對10 kV電纜占用通道資源缺乏有效的超前管控，造成局部區(qū)域斷面飽和，影響主配網電纜的安全運行，同時降低了電力隧道資源的合理利用水平。
鑒于上述情況，本文針對北京地區(qū)五環(huán)內電力隧道的斷面資源占用情況進行了全面調查，按斷面飽和程度進行分類統(tǒng)計，并由此分析隧道資源不合理使用的原因，同時給出下一步的優(yōu)化工作建議。
1 隧道資源利用評價原則
按照電纜隧道典型設計[1]，三類常見隧道的配網電纜容量如圖1～圖3所示。圖1表示矩形截面結構隧道（明開、磚混），可敷設10kV共計24條；圖2表示直墻拱形截面結構隧道（暗挖、盾構等），可敷設10 kV共計24條；圖3表示圓形截面結構隧道（圓管），可敷設10 kV共計18條。現(xiàn)將斷面飽和程度共分為4類：
（1）飽和狀態(tài)。斷面飽和程度達到90%以上。
（2）近飽和狀態(tài)。斷面飽和程度達到60%-90%。
（3）一般狀態(tài)。斷面飽和程度達30%-60%。
（4）空閑狀態(tài)。綠色線條表示區(qū)域內斷面飽和程度在30%以下。
2 隧道資源占用分析
根據現(xiàn)場調研結果，可知五環(huán)內隧道資源占用情況分布不均，資源占用情況較高的區(qū)域集中分布在三環(huán)以內及東北部地區(qū)，該情況應與北京市各區(qū)域的規(guī)劃及發(fā)展程度密切相關，在較成熟的商業(yè)、金融、居住中心的隧道斷面飽和、甚至超飽和的現(xiàn)象突出，同時環(huán)線隧道、向中心城區(qū)輸電的隧道也普遍擁擠。其中飽和隧道的具體位置主要位于早期建設的變電站出線隧道以及部分三通井、四通井位置；近飽和隧道主要位于四環(huán)內的主干線道路，大致符合城市用電需求分布規(guī)律。空閑及一般狀態(tài)隧道主要位于四環(huán)外的西、南部地區(qū)及目前經濟建設相對較慢的地區(qū)。
圖4表示二環(huán)內電力隧道資源占用分布情況，飽和隧道占總量的32%，集中出現(xiàn)在早期建設的變電站出線隧道和東二環(huán)沿線隧道。其中變電站出線隧道飽和區(qū)域達20余處（左安門、朝陽門站、西直門站等），東二環(huán)沿線隧道連續(xù)飽和狀態(tài)的達4.2 km，嚴重影響運維工作，降低了主網電纜的安全運行水平。隧道資源近飽和區(qū)域已達44%。
圖5表示二環(huán)至三環(huán)隧道資源占用分布情況，飽和隧道占總量的20%，集中出現(xiàn)在北三環(huán)、東三環(huán)地區(qū)地段，由于商業(yè)、住宅等供電需求較大，使得該區(qū)域隧道斷面飽和（西大望站、北太平莊站、白家莊站等）。西三環(huán)、南三環(huán)沿線的隧道占用率較低，但隨著麗澤商務區(qū)的建設，飽和區(qū)域將日益增多，有必要超前規(guī)劃，統(tǒng)籌調度。
圖6、圖7表示三環(huán)以外隧道資源占用分布情況，整體來看，電力隧道資源占用情況良好，但局部地區(qū)也出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，例如望京區(qū)域的廣順大街，由花家地變電站至東湖變電站，有近2.5 km的飽和區(qū)段，其主要原因是廣順大街作為望京區(qū)域的主要建設干道，其周邊供電需求量大，且周邊電源點較少，可形成網狀結構隧道較少，造成大量10 kV電纜均需通過該段隧道。
3 現(xiàn)狀問題分析及工作建議
統(tǒng)計分析飽和隧道的分布區(qū)域，主要有以下5方面的共同特征.
3.1 變電站出線隧道飽和
早期建設的變電站，普遍存在進出線隧道飽和的問題，其主要原因為規(guī)劃建設時未預留足夠的出線口，地區(qū)供電需求迅速增長且大多采用直配電纜，使出線口電纜數(shù)量不斷增加，導致飽和。
建議：對出線隧道飽和的變電站，運行部門應及時發(fā)送飽和區(qū)域預警，應嚴格控制新增電纜，必要時可在臨近位置新建開閉站、電纜通道等滿足負荷接入需求，并切出部分現(xiàn)狀電纜。對于增加變電站容量的，應配套規(guī)劃建設電纜通道。
3.2 部分三通井、四通井飽和
三通井、四通井是多方向隧道的匯集點，容易集中大量10 kV電纜，斷面易飽和，進而成為了非常明顯的瓶頸點，影響相鄰區(qū)域隧道的合理使用，且電纜和通道的運維相當困難。
建議：對10 kV電纜匯集形成的飽和區(qū)域進行專項分析并提出優(yōu)化建議，遷改部分電纜（例如：方莊區(qū)域管道資源利用分析及優(yōu)化建議）。同時應重點管控三通井、四通井處10 kV電纜敷設情況，避免因施工不當造成通道擁堵；此外，具備條件時應局部新建隧道、管井等聯(lián)絡通道，打通瓶頸，提高隧道通流能力。
3.3 三環(huán)內干線隧道飽和
早期建設的三環(huán)內干線隧道飽和問題較為突出，其中北三環(huán)、東三環(huán)地區(qū)較為顯著，而周邊續(xù)建的一些支線隧道沒有得到合理利用，降低了電力隧道資源合理利用水平。
建議：嚴格控制這部分隧道敷設新的10 kV電纜，提升周邊支線隧道、管井利用率，同時對路徑不合理的電纜進行遷改；另外，因南北向輸配電聯(lián)絡通道較少，部分電纜明顯繞行，且不可避免地造成“1-N”現(xiàn)象，例如：南二環(huán)、南三環(huán)之間輸電通道只有左安門、右安門兩條隧道，有必要在南二三環(huán)中段打通1～3條聯(lián)絡線。
（2） 電纜通道資源缺乏統(tǒng)籌調度
目前，北京隧道、管井等電纜通道資源多頭管理，且規(guī)劃、設計、使用、運維等明顯脫節(jié)，缺乏統(tǒng)籌考慮，綜合利用水平很低。一些電力隧道資源飽和區(qū)域附近的管井卻幾乎處于閑置狀態(tài)。究其原因，可能是為便于施工、節(jié)約成本及縮短工期等，大部分10 kV電纜首選隧道進行敷設。
4 結論
針對本文中上述調研和分析情況，應該統(tǒng)一調度電纜通道資源，運行單位應對電力隧道飽和區(qū)域提出預警及優(yōu)化建議，并通知規(guī)劃部門與營銷部門；規(guī)劃部門應對運行單位提出的飽和區(qū)域編制通道優(yōu)化方案，通過規(guī)劃建設聯(lián)絡線、構建環(huán)隧道網等方式有效降低現(xiàn)狀電力隧道資源飽和區(qū)域的占用情況，同時針對城市規(guī)劃建設對隧道網的建設應向前延伸，超前規(guī)劃；營銷部門應及時掌握現(xiàn)狀電力隧道資源占用情況，應結合運行部門提出的實際情況對飽和區(qū)域禁止敷設新的10 kV電纜，近飽和區(qū)域嚴格控制敷設新的10 kV電纜，一般及空閑區(qū)域合理利用電力隧道資源，避免資源浪費現(xiàn)象發(fā)生。同時相關部門提出配網電纜應優(yōu)先使用管井敷設；為確保通道資源的有序使用，建議將通道斷面審批環(huán)節(jié)前置到10 kV供電方案之前，或在供電方案之前增加供電通道咨詢環(huán)節(jié)；此外，現(xiàn)狀隧道資源占有率較高區(qū)域應逐步進行優(yōu)化，降低供電風險。
參考文獻
[1]明挖電纜隧道設計導則[S].國家電網公司企業(yè)標準,2014.