临时供电设计.doc

铁路施工组织临时供电变压器容量布置及计算
摘 要：临时用电设计是铁路工程施工组织设计中一个十分重要的内容，工程管理人员在一个项目建立初期除了必须对具体工程的施工实施方案和人、机、料组织安排外，临时用电的设计也是铁路工程施组中不可或缺的重要一环，做好临时用电设施的设计既有利于施工安排，又对施工企业具有显著的经济效益。文中以渝黔线枢纽铁路某项目部临电变压器设计布置为例进行总结，以供同类型工程施工时参考。
关键词：临时用电；变压器；功率；变压器容量
1、工程概况：
本工程为渝黔引入贵阳枢纽铁路，位于贵州省贵阳市白云区、云岩区及观山湖区境内，铁路为单线，工程主要内容包括：路基土方及附属圬工、桥梁工程和隧道工程。施工段内用电设备较多，且用电设备容量也较大，为满足工地用电要求，各施工点考虑独立安装变压器作为施工电源，变压器电源从就近供电部门既有10kV电力线路上引接。
2变压器区段划分及布设
在施工段内根据施工作业类型，地形地势情况，用电设备需求等方面特点，要先将施工范围分段分区，如，隧道工程施工用电较大一般以一个掘进洞口为一个分区单位；路桥地段用电一般负荷较小但往往线路较长，我们分段时基本按每2km一个变压器分区布设，而遇到有高大路堑或者大型河流等障碍阻断时我们往往也以此作为划分依据，如本例中，就是将路基及桥梁按里程范围每2km配备一台供电变压器分区布设。
变压器区段划分后应根据实际地形情况确定变压器建设位置，且充分考虑变压器外接电源接引及施工段内低压用电电缆的布设，既不能影响施工机械摆放及作业安全，又要方便我们使用。
3变压器容量设计
本文选取其中龙宝冲隧道变压器容量计算为典型作为设计实例说明。
3.1主要用电设备统计
龙宝冲隧道设计长度为1672m，为铁路单线隧道，施工组织方案为单向掘进，洞口设有钢筋加工棚一座，施工工人及管理人员就近在洞口建设活动板房作为临时驻地。因此，本工点用电包括有洞口钢筋加工用电、洞内开挖及混凝土施工等用电、作业人员及管理人员生活用电等。其主要用电设备汇总列表如下：

主要用电设备表
序号
用电设备名称
单位
数量
单台功率（kw）
合计功率（kw）
备注
1
箱式空压机
台
3
160
480
A类
2
通风机
套
1
2*75
150
A类B类
3
洞内设备
项
1

243

3.1
a砼输送泵
台
1
75
75
A类B类
3.2
b衬砌台车
台
1
22
22
A类B类
3.3
c喷浆
台
2
10
20
A类B类
3.4
d抽水机
台
2
30
60
A类B类
3.5
e电焊机
台
2
30
60
A类1台B类1台
3.6
f零星设备
台
2
3
6
A类
3.7
g洞内照明
项
1
30
30
A类B类
4
洞外设备
项
1

91

4.1
a电焊机
台
2
30
60
A类B类
4.2
d零星设备
台
3
3
9
A类B类
4.3
c生活用电
项
1
22
22
A类B类
5
合 计

994
按A类用电 取944kw
注：表中设备数量及额定功率按实际施工组织设计需要配备；备注栏中标明的A类表示开挖施工时可能使用的用电设备，B类表示支护施工时可能使用的用电设备。如施工中还需其他用电设备，也应列入上表汇总。
3.2、选择导线截面、确定变压器容量
从《主要用电设备表》分析，上表中A类用电单空压机一项功率达就480KW,总功率远远超过B类用电设备的总功率，故应按照A类用电设备作为计算依据。
3.2.1负荷计算、选择导线截面、变压器容量确定
(1)空压机回路（共三回路，每回路同）
①空压机一台，额定功率Pe=160 kw，损耗系数取 cosψ=0.8；则Ps=160kw。
三相平衡负荷的计算电流：
有功电流：Ijsp=Pjs/（×Ue）=160/（×0.38）=243.1A
无功电流：Ijsq=Ijsp·tgψ=243.1×0.75=182.3A
实际计算电流：Ijs=＝303.9A
(式中 Ue——三相用电设备的额定电压，Ue=0.38（KV）)
根据现场实际情况该回路采用电缆埋地敷设，按以上计算得Ijs=303.9A ，查手册，选择每台空压机回路的电缆型号为VLV22-3*185+2*95。
②电压损失校验：
因该段电缆线路长一般小大于50米，不需进行电压损失校验，能满足电压损失要求。
(2) 通风机回路
①通风机一套，额定功率Pe=150 kw， cosψ=0.8；则Ps=150kw。
Ijsp=Pjs/（×Ue）=150/（×0.38）=227.9A
Ijsq=Ijsp·tgψ=227.9×0.75=170.9A
Ijs=＝284.9A
根据现场实际情况该回路采用电缆埋地敷设，又由Ijs=284.9A ，查手册
选用该回路电缆型号为VLV22-3*185+2*95。
②电压损失校验：
因该段电缆线路长一般小大于80米，不需进行电压损失校验，能满足电压损失要求。
(3)洞内设备回路
该回路设备总容量为：223 kw。
取kx=0.70 则Pjs=0.70×223=156.1kw 取cosψ=0.8。
Ijsp=Pjs/（×Ue）=156.1/（×0.38）=237.2A
Ijsq=Ijsp·tgψ=236.5×0.75=177.9A
Ijs=＝296.5A
根据现场实际情况该回路采用电缆敷设，由Ijs=296.5A，又考虑到线路较长，查手册，选择该回路电缆型号为VLV22-3*185+2*95二根。
②电压损失校验：
因最大设备为75 kw，按0.5负荷校验电压损失
已知：Ijs=296.5/2A，隧道开挖单向掘进既电缆需要布设长度l=1.7km，查手册知该型号电缆每公里的电压损失 百分数Δua%=0.092%/A·km，洞内设备用电允许电源损失7%，那么：
Δu%=（0.092%/A·km×296.5/2A×1.7km）/2=11.6%>7%
不能满足电压损失要求。故建议将变压器低压侧电压上调至425V或者在隧道掘进1km后，高压电缆布设至不少于洞内500m位置后改低压进洞，即可满足电压损失要求。
(4) 洞外设备回路
该回路设备总容量为：91 kw。
取kx=0.70 则Pjs=0.70×91=63.7kw 取cosψ=0.8。
Ijsp=Pjs/（×Ue）=63.7/（×0.38）=96.8A
Ijsq=Ijsp·tgψ=96.8×0.75=72.6A
Ijs=＝121A
根据现场实际情况该回路采用电缆敷设，由Ijs=121A，查手册，选择该回路电缆型号为VLV22-3*120+2*70。
3.2.2变压器容量确定
取K∑p=0.75，K∑q=0.75 ((有电容补偿)
Ijs=0.75·(303.9×3+284.9+296.5+121)=1006.3A
S=×Ue×Ijs=×0.38×1006.3=662.3kVA，预留10%电压负荷量，需728.5KVA，故可取用变压器容量为800 kVA。
3.2.3桥梁及路基的变压器容量同理，根据分段范围内的施工内容及使用的机械设备用电情况列表分析计算所需要的用电功率，以确定各段内的变压器容量。
4低压电缆布设原则
低压电缆从变压器接出后，按三项五线制布置，无论是隧道还是路基或者桥梁施工段内，我们可以选择施工用地界线和便道边缘作为低压电缆布设通道，电缆线路布设走向及高度都必须充分考虑施工便利，不得影响施工设备摆放和安全，且需留有足够的施工安全距离。
5施工现场电气设备的安装及用电保护措施
（1）配电箱、开关箱内的电器应按规定的位置紧固在在金属或非木质的绝缘安装板上，不得歪斜和松动。并且电器设备之间、电器设备与箱体四周的距离应符合有关工艺标准的要求。
（2）配电箱、开关箱内的工作零线和保护零线分别通过接线端子板连接，连接要牢固。各种箱体的金属构架、金属箱体和各种金属电器安装板以及箱内的正常不带电的金属底座、外壳等必须做保护接零，保护零线应经过保护零线端子板连接。
（3）配电箱、开关箱内的连接线应采用绝缘导线，导线的型号及截面应严格执行临电图纸的设计截面。各种仪表之间的连接线应使用截面不小于2.5mm2的绝缘铜导线，导线接头不得松动，不得外露带电部分。成捆的导线排线要整齐，绑扎成束，并用卡钉固定在盘板上，引出及引入的导线要留出适当余度，以便检修。
一般情况，我们按照《建设工程施工现场供用电安全规范》规定做好保护措施。

6结语
工程管理人员在一个项目建立初期除了必须对具体工程的施工方案和人机料组织安排外，临时供电的设计同时在施组中同样扮演着不可或缺的重要角色，是施工组织设计中一个十分重要的环节。如果供电不足，将严重制约施工组织安排的实施，影响施工进度和工期。反之，过量的供电布设不仅浪费变压器基础设施的投入，也将会在施工过程造成电能不必要的浪费。总之，合理的临电设计无论对企业还是社会均具有显著的经济效益。

参考文献
[1 ] 刘介才.工厂供电设计指导[M].2版.北京：机械工业出版社，1998.
[2] 李骈文等. 电力系统设计手册.北京：中国电力出版社，1998.
[3] 电线电缆选型手册.中国人民电器集团
[4] 李岗等. 建设工程施工现场供用电安全规范.北京：中华人民共和国建设部，1993.
[5] 李国荣等.电力工程电缆设计规范.北京：中华人民共和国建设部，2008.
[6] 刘介才.实用供配电技术手册[M].北京：机械工业出版社，2002.
[7] 苏文成.工厂供电[M].2版.北京：中国水利水电出版社，1990.
[8] 李宗纲，等.工厂供电设计[M].长春:吉林科学技术出版社，1985.
[9] 中国航天工业规划设计研究院组编.工业与民用配电设计手册[M].3版.北京:中国电力出 出版设，2005.