關(guān)于線性工程施工供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的探析

王 連 超， 榮 小 瑞， 李 銀

(1.河南省河川工程監(jiān)理有限公司，河南 鄭州 450000;2.中國(guó)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(tǒng)服務(wù)配合整個(gè)工程建設(shè)，線性工程特有的點(diǎn)多線長(zhǎng)的特點(diǎn)使施工中影響供電系統(tǒng)的因素繁多、復(fù)雜且不易控制，從而導(dǎo)致供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度增加。如何綜合考慮各種因素，優(yōu)化線性工程施工供電系統(tǒng)，減少施工成本投入，在工程的經(jīng)濟(jì)效益被提上戰(zhàn)略地位的今天就顯得尤為重要。

1 概 述

南水北調(diào)魯山南1段渠道工程位于河南省平頂山市魯山縣境內(nèi)，總長(zhǎng)13.451 km，起點(diǎn)樁號(hào)215+811，終點(diǎn)樁號(hào)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(chǎn)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(xiàng)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(yíng)地生產(chǎn)生活用電等。

2 供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 現(xiàn)場(chǎng)勘探

現(xiàn)場(chǎng)勘探應(yīng)考察工程周圍的供電電網(wǎng)，按照就近原則選擇施工現(xiàn)場(chǎng)供電的電源點(diǎn)。

該線性渠道工程從距離施工現(xiàn)場(chǎng)較近且位于渠道中段的魯山縣磙子營(yíng)鄉(xiāng)引10 kV高壓線至施工現(xiàn)場(chǎng)，沿渠道右岸分別架設(shè)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(jù)施工進(jìn)度計(jì)劃安排，綜合考慮各施工用電項(xiàng)目所用到的用電機(jī)具及其功率，經(jīng)綜合分析比較后得出施工過(guò)程中用電負(fù)荷最大的時(shí)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(fù)荷計(jì)算

在施工用電高峰期內(nèi)的主要用電項(xiàng)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(jù)建筑物規(guī)模及施工經(jīng)驗(yàn)，用電負(fù)荷單個(gè)渠渠交叉建筑物按照88.5 kW，單個(gè)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(jì)。樁號(hào)215+811～216+625、217+050～218+698、218+846～221+088及222+245～226+573范圍內(nèi)的左右岸分別每隔40 m布置1臺(tái)水泵，共計(jì)布置225臺(tái)水泵，水泵的單機(jī)功率為2.2 kW。

施工用電高峰期的用電負(fù)荷為5 493.3 kW。

2.4 變壓器的配置

2.4.1 總?cè)萘康拇_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(jù)施工用電高峰期的用電負(fù)荷，確定變壓器的總?cè)萘俊?/p>

計(jì)算中用到的公式為：

P計(jì)=KP/cosφ

P變=1.05P計(jì)

式中P計(jì)為計(jì)算用電量，kW；K為用電設(shè)備的同時(shí)運(yùn)行系數(shù)，取0.6；cosφ為用電設(shè)備功率因數(shù)，取0.75；P變?yōu)樽儔浩魅萘浚琸VA；P為全部用電設(shè)備額定功率之和，kW；1.05為功率損失系數(shù)。

P計(jì)=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(jìn)了11臺(tái)銅芯變壓器，其中S11-M-500/10變壓器8臺(tái)，S11-M-315/10變壓器3臺(tái)，總?cè)萘? 945 kW。

2.4.2 布設(shè)位置的確定

首先，根據(jù)單臺(tái)變壓器的容量確定其可以承載的負(fù)荷，然后根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)用電高峰期負(fù)荷的大小及分布位置確定變壓器的控制范圍，最后根據(jù)變壓器的控制范圍，將變壓器布設(shè)在其控制范圍的中間位置，確保導(dǎo)線末端的電壓能夠滿足控制范圍內(nèi)任何用電設(shè)備的額定電壓需要。

2.5 導(dǎo)線規(guī)格的確定

2.5.1 10 kV高壓線規(guī)格的確定

根據(jù)變壓器總?cè)萘浚唇?jīng)濟(jì)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(fù)荷，一般取變壓器容量的0.7～0.75；I為經(jīng)濟(jì)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(jì)算得經(jīng)濟(jì)電流：

由《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第3版)選擇LGJ-70(鋼芯鋁絞線，標(biāo)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(guī)格的確定

根據(jù)各變壓器控制范圍內(nèi)施工用電高峰期的用電負(fù)荷，計(jì)算每個(gè)控制范圍內(nèi)所需的低壓線截面面積，查《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第3版)，按截面選擇就大不就小的原則選擇0.4 kV低壓動(dòng)力線的規(guī)格。

式中P總為用電設(shè)備總功率，kW；K為用電設(shè)備同時(shí)運(yùn)行系數(shù)，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(shí)均為380 V。

S=I線/J

式中S為導(dǎo)線截面面積，mm2；J為經(jīng)濟(jì)電流密度，A/mm2；由《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第3版)經(jīng)濟(jì)電流密度曲線查得鋼芯鋁絞線的經(jīng)濟(jì)電流密度為1.60 A/mm2。此線性工程施工供電系統(tǒng)特性見(jiàn)表1。

表1 施工供電系統(tǒng)特性表

3 結(jié) 語(yǔ)

施工用電高峰期用電負(fù)荷分析是線性工程供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。綜合考慮工程中各種影響因素并結(jié)合線性工程的特點(diǎn)進(jìn)行線性工程施工供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)是控制施工成本的有效途徑，在南水北調(diào)魯山南1段渠道工程實(shí)踐中得到了有力驗(yàn)證。

參考文獻(xiàn)：

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