關于線性工程施工供電系統設計的探析

王 連 超， 榮 小 瑞， 李 銀

(1.河南省河川工程監理有限公司，河南 鄭州 450000;2.中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

施工供電系統服務配合整個工程建設，線性工程特有的點多線長的特點使施工中影響供電系統的因素繁多、復雜且不易控制，從而導致供電系統的設計難度增加。如何綜合考慮各種因素，優化線性工程施工供電系統，減少施工成本投入，在工程的經濟效益被提上戰略地位的今天就顯得尤為重要。

1 概 述

南水北調魯山南1段渠道工程位于河南省平頂山市魯山縣境內，總長13.451 km，起點樁號215+811，終點樁號229+262。沿線共布置有30座交叉建筑物，其中河渠交叉建筑物1座、左岸排水建筑物6座、渠渠交叉建筑物10座、公路橋7座、生產橋6座。

施工工期為2011年3月至2013年6月。施工期間的主要用電項目有建筑物施工、渠道混凝土襯砌、混凝土拌合站、改性土拌合站、降排水、施工營地生產生活用電等。

2 供電系統的設計

2.1 現場勘探

現場勘探應考察工程周圍的供電電網，按照就近原則選擇施工現場供電的電源點。

該線性渠道工程從距離施工現場較近且位于渠道中段的魯山縣磙子營鄉引10 kV高壓線至施工現場，沿渠道右岸分別架設10 kV高壓線和0.4 kV低壓線。

2.2 確定施工用電高峰期

根據施工進度計劃安排，綜合考慮各施工用電項目所用到的用電機具及其功率，經綜合分析比較后得出施工過程中用電負荷最大的時段即為施工用電高峰期。

按照上述原則分析比較，此線性渠道工程施工的用電高峰期為2012年3～4月。

2.3 施工用電高峰期的負荷計算

在施工用電高峰期內的主要用電項目有10座渠渠交叉建筑物、6座左岸排水建筑物、灰河倒虹吸施工用電；改性土拌合站施工用電及渠道沿線降排水措施的施工用電。

根據建筑物規模及施工經驗，用電負荷單個渠渠交叉建筑物按照88.5 kW，單個左岸排水建筑物按照146.8 kW，單座橋梁按照73.5 kW，河渠交叉建筑物按照187 kW計。樁號215+811～216+625、217+050～218+698、218+846～221+088及222+245～226+573范圍內的左右岸分別每隔40 m布置1臺水泵，共計布置225臺水泵，水泵的單機功率為2.2 kW。

施工用電高峰期的用電負荷為5 493.3 kW。

2.4 變壓器的配置

2.4.1 總容量的確定

為滿足渠道各部位的用電需求，將變壓器布置在渠道沿線。根據施工用電高峰期的用電負荷，確定變壓器的總容量。

計算中用到的公式為：

P計=KP/cosφ

P變=1.05P計

式中P計為計算用電量，kW；K為用電設備的同時運行系數，取0.6；cosφ為用電設備功率因數，取0.75；P變為變壓器容量，kVA；P為全部用電設備額定功率之和，kW；1.05為功率損失系數。

P計=0.6×5 493.3/0.75=4 394.64(kW)

P變=1.05×4 394.64=4 614.37(kVA)

共引進了11臺銅芯變壓器，其中S11-M-500/10變壓器8臺，S11-M-315/10變壓器3臺，總容量4 945 kW。

2.4.2 布設位置的確定

首先，根據單臺變壓器的容量確定其可以承載的負荷，然后根據施工現場用電高峰期負荷的大小及分布位置確定變壓器的控制范圍，最后根據變壓器的控制范圍，將變壓器布設在其控制范圍的中間位置，確保導線末端的電壓能夠滿足控制范圍內任何用電設備的額定電壓需要。

2.5 導線規格的確定

2.5.1 10 kV高壓線規格的確定

根據變壓器總容量，按經濟電流密度選擇10 kV高壓主干線截面面積，公式如下：

式中P1為高峰期最大可利用總負荷，一般取變壓器容量的0.7～0.75；I為經濟電流，A，U為線路工作電壓值，kV。

P1=0.7×4 945=3 461.5(kVA)

利用公式計算得經濟電流：

由《工業與民用配電設計手冊》(第3版)選擇LGJ-70(鋼芯鋁絞線，標稱截面為70 mm2)，載流量為222 A，大于199.85 A，滿足要求。

2.5.2 0.4 kV低壓線規格的確定

根據各變壓器控制范圍內施工用電高峰期的用電負荷，計算每個控制范圍內所需的低壓線截面面積，查《工業與民用配電設計手冊》(第3版)，按截面選擇就大不就小的原則選擇0.4 kV低壓動力線的規格。

式中P總為用電設備總功率，kW；K為用電設備同時運行系數，取 0.6；I線為線路工作電流值(A)；U線為線路工作電壓值(V)，三相四線制低壓時均為380 V。

S=I線/J

式中S為導線截面面積，mm2；J為經濟電流密度，A/mm2；由《工業與民用配電設計手冊》(第3版)經濟電流密度曲線查得鋼芯鋁絞線的經濟電流密度為1.60 A/mm2。此線性工程施工供電系統特性見表1。

表1 施工供電系統特性表

3 結 語

施工用電高峰期用電負荷分析是線性工程供電系統設計的關鍵環節。綜合考慮工程中各種影響因素并結合線性工程的特點進行線性工程施工供電系統設計是控制施工成本的有效途徑，在南水北調魯山南1段渠道工程實踐中得到了有力驗證。

參考文獻：

[1] 江正榮，朱國梁.簡明施工計算手冊[M].北京：中國建筑工業出版社.2005.

[2] 任元會,卞鎧生，姚家袆.工業與民用配電設計手冊[M].北京：中國電力出版社.2005.