山區(qū)鐵路施工用電的規(guī)劃與管理

0工程施工估算不統(tǒng)一在山區(qū)鐵路的建設(shè)中，特別是在能源項(xiàng)目的建設(shè)中，投資很大，竣工后的運(yùn)營(yíng)、維護(hù)和管理費(fèi)用也相當(dāng)大。發(fā)生在施工用電臨時(shí)工程方面的投資,是以大型臨時(shí)工程設(shè)施費(fèi)的形式出現(xiàn)在概算里的,而鐵路建成后電力工程作為正式設(shè)計(jì)考慮,工程投資不在一個(gè)范疇內(nèi)。對(duì)于如何制訂供電方案及工程施工,多數(shù)都由鐵路施工單位承擔(dān),但施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際發(fā)生的臨時(shí)用電工程項(xiàng)目、工程量與工程概算中給定的量及投資不一定相符。新建合武鐵路臨時(shí)和永久電力結(jié)合工程主要分布在山區(qū),工程的橋梁、隧道約占總地段的60%。各施工用電點(diǎn)均在深山之中,因此,如何加強(qiáng)新建鐵路施工用電管理,將施工用電與鐵路永久電力工程相結(jié)合,合理選擇施工用電容量及電源方案,統(tǒng)一安排臨時(shí)用電工程,對(duì)節(jié)省鐵路建設(shè)投資意義重大。1施工能源功能特點(diǎn)1.1臨時(shí)新建合武鐵路在整個(gè)建設(shè)期間需要施工用電,鐵路建成后即停止施工用電,因此,施工用電是臨時(shí)性的。1.2施工用電展望工程初期階段,由于沒(méi)有全面展開(kāi)施工,施工用電負(fù)荷較小;隨著工程的逐步展開(kāi),用電負(fù)荷也隨之增大,工程施工高峰期也是施工用電的高峰期;主體工程完成后,進(jìn)入工程收尾階段,施工用電負(fù)荷及用電量逐步減少。1.3用電的不均衡新建合武鐵路的橋梁、隧道大型機(jī)械用電分段不均衡,用電量呈明顯波動(dòng)性。另外,施工用電臨時(shí)電力工程投資的多少同橋梁、隧道工程的規(guī)模大小及所在地區(qū)的電網(wǎng)發(fā)達(dá)程度有直接關(guān)系。2“零臨結(jié)合”項(xiàng)目的必要性和目標(biāo)2.1施工用電線路“永臨結(jié)合”工程主要分布在大別山區(qū),工程的橋梁、隧道占總地段的比例高。各施工用電點(diǎn)均在深山之中,如合武鐵路施工用電主要由鮮花嶺35/10kV變電站、古碑35/10kV變電站、斑竹園35/10kV變電站組成。由于地方電網(wǎng)在該地區(qū)欠發(fā)達(dá),鐵路長(zhǎng)大隧道、橋梁附近無(wú)法取得能滿足施工用電要求的供電線路。即使附近有電力線路經(jīng)過(guò),也因?yàn)樵r(nóng)用電力線路導(dǎo)線截面太小而無(wú)法向鐵路提供施工用電,在該地段采用“永臨結(jié)合”供電方式顯得尤為必要。2.2控制臨時(shí)用電的規(guī)模(1)能夠?qū)⒉糠质┕び秒婋娫?、地方變電站電源出線間隔、高壓電力線、臨時(shí)配電裝置整治,轉(zhuǎn)為鐵路建成后永久使用,即正式電力工程。(2)提出合理的施工用電方案,嚴(yán)格控制臨時(shí)電力工程規(guī)模。通過(guò)周密計(jì)算,選擇合適的變電站數(shù)量,能夠滿足用電的變電站,不應(yīng)再增建;施工電源的數(shù)量也要適當(dāng),施工工地的10(35)kV線路半徑要在允許壓降范圍內(nèi)盡量做到最大,以減少投資。(3)為滿足施工用電而投資興建的電力工程是“永臨結(jié)合”的,所以,工程設(shè)計(jì)要結(jié)合正式工程的標(biāo)準(zhǔn)臨時(shí)用電,設(shè)備技術(shù)指標(biāo)不宜過(guò)高,能滿足臨時(shí)用電、安全用電即可,但必須按照正式工程的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施。(4)工程完成后,由臨時(shí)用電管理單位制訂合理的供用電管理辦法,以控制運(yùn)行、管理費(fèi)用開(kāi)支及電費(fèi)開(kāi)支。3施工能源方案的制定3.1施工機(jī)械對(duì)用電負(fù)荷的要求(1)不考慮施工標(biāo)段及施工單位范圍,完全按施工用電的要求由建設(shè)單位統(tǒng)一劃分區(qū)段。要盡可能地?cái)U(kuò)大供用電范圍,在這個(gè)范圍內(nèi)選擇一個(gè)施工電源即可滿足需要。這個(gè)范圍中可以有多個(gè)標(biāo)段或多個(gè)施工單位,如合武鐵路(上海局管內(nèi))Ⅲ標(biāo)段聯(lián)合體中鐵隧道集團(tuán)、大橋局、十局的施工區(qū)段的劃分,按照用電負(fù)荷、供電范圍的合理性,將橋梁、隧道、路基的施工段均衡分布,避免了交叉作業(yè)帶來(lái)的用電負(fù)荷不平衡問(wèn)題。(2)最大限度地?cái)U(kuò)大10(35)kV供電半徑。施工用電負(fù)荷分布在一條線上,電力線路沿施工現(xiàn)場(chǎng)架設(shè),自電源點(diǎn)至用電線路末端的距離越長(zhǎng),越能節(jié)省電力線路的一次性工程投資,同時(shí)達(dá)到減少施工電源的目的,但必須首先滿足施工機(jī)械對(duì)電壓降的要求。目前,長(zhǎng)大隧道常規(guī)施工機(jī)械有鑿巖臺(tái)車、混凝土輸送泵、卷?yè)P(yáng)機(jī)、通風(fēng)機(jī)等設(shè)備,其中,進(jìn)口的鑿巖臺(tái)車、混凝土輸送泵等設(shè)備對(duì)電壓降的要求為±5%,國(guó)產(chǎn)施工機(jī)械為±10%。將工地變電站或其他施工電源盡量靠近使用進(jìn)口機(jī)械的長(zhǎng)大隧道,因此,必須找準(zhǔn)用電負(fù)荷中心,并且作必要的技術(shù)處理,如將工地配電電壓升高+5%,再將工地配電變壓器電壓升高+5%,共提高+10%,達(dá)到壓降正常標(biāo)準(zhǔn)。電力施工機(jī)械一般都有啟動(dòng)裝置,因此,電壓降在一定范圍內(nèi)可以滿足使用的要求;同時(shí)要充分從經(jīng)驗(yàn)的角度考慮,供電半徑可以按50km考慮,在此半徑內(nèi),如果前25km內(nèi)為長(zhǎng)大隧道且橋隧相連,后25km內(nèi)多為橋涵且施工用電負(fù)荷較為稀疏,其效果會(huì)更好。3.2利用各供用電的負(fù)荷施工用電負(fù)荷是根據(jù)長(zhǎng)大隧道或特大橋的地質(zhì)情況及使用的施工機(jī)械設(shè)備類型確定的,可按下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。計(jì)算單項(xiàng)工程(長(zhǎng)大隧道或特大橋)最大用電負(fù)荷Pmax,按所有工地機(jī)械設(shè)備功率總和的25%來(lái)確定,即Pmax=25%(P1+P2+P3+…+Pn),式中:Pmax為最大用電負(fù)荷,kW;Pi為第i(i=1,2,…,n)臺(tái)施工機(jī)械設(shè)備的額定功率,kW。計(jì)算每個(gè)供用電范圍內(nèi)最大橋隧的負(fù)荷(含施工單位的生活用電負(fù)荷),按照橋梁和隧道的數(shù)量來(lái)考慮,因此,首先需統(tǒng)計(jì)出一個(gè)供用電范圍內(nèi)有多少座隧道和多少座橋。PS=130S(1+4%S1),式中:PS為供電范圍內(nèi)隧道負(fù)荷,kW;S為隧道數(shù)量,個(gè);130為經(jīng)驗(yàn)系數(shù);S1為2km以上隧道個(gè)數(shù),個(gè)。PQ=KQ(1+2%Q1),式中:PQ為供電范圍內(nèi)橋梁施工用電負(fù)荷,kW;K為常數(shù)(平原取40,山區(qū)取50);Q為橋梁座數(shù)(只計(jì)大橋和特大橋,不計(jì)中小橋、涵洞),個(gè);Q1為特大橋(長(zhǎng)500m以上)的個(gè)數(shù),個(gè)。新建鐵路全線用電總負(fù)荷P等于各個(gè)供用電范圍內(nèi)最大供用電負(fù)荷之和,即P=PS1+PQ1+PS2+PQ2+…+PSn+PQn。按照以上公式計(jì)算,例如某區(qū)間有隧道23座、橋20座,其中2km隧道4座(S1=4),500m大橋4座(Q1=4)。PS=130×23×(1+4×4%)=3468kW,PQ=50×20×(1+4×2%)=1080kW,該區(qū)間總負(fù)荷P=3468kW+1080kW=4548kW。3.3施工電量根據(jù)以往實(shí)際情況進(jìn)行測(cè)算,雙線隧道每延長(zhǎng)米施工用電量WS=1590kWh,雙線橋每延長(zhǎng)米施工用電量WQ=610kWh,以上包括施工單位修理、生活等其他用電量。新建鐵路全線總施工用電量W為W=L1WS+L2WQ,式中:L1為全線隧道總延長(zhǎng)米,m;L2為全線橋總延長(zhǎng)米,m。3.4變壓器負(fù)載問(wèn)題主變壓器容量應(yīng)滿足該供電范圍內(nèi)最大施工用電負(fù)荷的需要,即最大負(fù)荷可等于主變壓器容量,讓主變壓器在70%～115%狀態(tài)下運(yùn)行即可,允許主變壓器超載運(yùn)行,不必?fù)?dān)心變壓器過(guò)載問(wèn)題。如果容量選擇過(guò)大,將會(huì)出現(xiàn)以下4種情況:(1)增加電力工程投資;(2)加大高可靠性供電費(fèi);(3)在運(yùn)行過(guò)程中由于負(fù)荷率過(guò)低,造成變壓器負(fù)載損耗;(4)由于工地施工用電負(fù)荷大小變化頻繁,變電站電容器補(bǔ)償裝置不能跟蹤補(bǔ)償,在變壓器小負(fù)荷時(shí)將會(huì)發(fā)生大量的功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)。以上分析得出,每個(gè)工地變電站的主變壓器容量應(yīng)等于這個(gè)供用電范圍內(nèi)的最大用電總負(fù)荷。3.5施工省2.2根據(jù)施工用電的特點(diǎn),變電站應(yīng)設(shè)置2臺(tái)主變壓器,容量大小按1∶3搭配(滿足技術(shù)條件)。在施工用電初期,小容量變壓器運(yùn)行,負(fù)荷再增加時(shí)小容量變壓器停止運(yùn)行,改為大容量變壓器投入運(yùn)行;施工高潮來(lái)臨時(shí),即施工用電高峰期間,大小變壓器并列運(yùn)行;施工末期及冬季部分工地停工期間,隨著負(fù)荷減小,應(yīng)逐漸減少主變壓器容量的投入,有效控制主變壓器負(fù)載損耗,并限制功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)的發(fā)生。在主變壓器變換容量運(yùn)行的同時(shí),還必須和供電部門(mén)保持密切的聯(lián)系,并辦理有關(guān)手續(xù),及時(shí)置換供電部門(mén)的電流互感器等計(jì)量設(shè)備。臨時(shí)工程規(guī)模大,其中一個(gè)主要原因就是供電容量大于實(shí)際用電容量,所以,合理選配施工用電容量就等于控制工程投資。3.6施工期間的電源選擇3.6.1方向的選擇調(diào)查清楚變電站及電力線路的技術(shù)條件,如變電站的主變壓器容量、尚有剩余容量、有無(wú)剩余間隔和該變電站有無(wú)改擴(kuò)建的條件等。3.6.2主變壓器容量首先看其供電的可靠性,其次考慮在滿足施工用電需求的前提下,盡量減少一次性電力工程投資及開(kāi)通運(yùn)行費(fèi)用。進(jìn)行費(fèi)用分析,從供電可靠性及發(fā)生相應(yīng)費(fèi)用的角度看,則應(yīng)取用地方變電站或自建變電站作為施工電源。根據(jù)地方變電站(或工地變電站)距長(zhǎng)大隧道的距離和距施工區(qū)段末端的距離及橋隧用電負(fù)荷的位置等確定主變壓器容量。目前合武鐵路的地方變電站距施工用電最遠(yuǎn)點(diǎn)的距離(供電半徑)在40km以內(nèi),能夠滿足電壓降的要求。如果該區(qū)段供電半徑在40km內(nèi),施工用電總?cè)萘坎怀^(guò)5000kVA,可不必新建工地變電站,直接自地方變電站接引35kV或10kV線路,然后“T”接在工地10kV貫通線上,但地方變電站至工地10kV貫通線間距離不宜超過(guò)12km。如果選作施工電源的地方變電站主變壓器容量不夠,可對(duì)該變電站進(jìn)行擴(kuò)建,增加主變壓器的容量及新建鐵路施工用電專用間隔等。4施工用電貫通線每個(gè)施工點(diǎn)配電變壓器至沿線貫通線“T”接點(diǎn)的10kV電力線路;沿新建鐵路架設(shè)的10kV施工用電貫通線;用于施工的工地35kV、10kV電力配電裝置;自地方變電站起架設(shè)的電源線路;因在地方變電站接引電源,新增鐵路專線用電間隔;為滿足鐵路施工用電而引起的地方變電站改擴(kuò)建工程。5根據(jù)實(shí)際特點(diǎn)進(jìn)行施工用電管理,根據(jù)“永臨結(jié)合”原則進(jìn)行施工用電管理,根據(jù)施工用電管理特點(diǎn),根據(jù)“永臨結(jié)合”原則進(jìn)行施工用電管理,根據(jù)施工用電管理,根據(jù)“永臨結(jié)合”原則進(jìn)行施工用電管理,根據(jù)施工用電管理,根據(jù)“永臨結(jié)合”原則進(jìn)行施工用電管理,根據(jù)施工用電管理,根據(jù)“永臨結(jié)合”原則進(jìn)行施工用電管理,根據(jù)施工用電管理,根據(jù)施工用電管理,根據(jù)“永臨結(jié)合”原則進(jìn)行施工用電管理,根據(jù)施工用電管理,根據(jù)施工用電管理實(shí)際特點(diǎn),根據(jù)施工用電管理,根據(jù)業(yè)務(wù)需求,根據(jù)“永臨結(jié)合”原則進(jìn)行施工用電管理,根據(jù)“永臨結(jié)合”原則進(jìn)行施工用電管理,根據(jù)“永臨結(jié)合”原則進(jìn)行施工用電管理,根據(jù)“永臨結(jié)合”原則進(jìn)行施工用電管理,根據(jù)“永臨結(jié)合”原則進(jìn)行施工用電管理,根據(jù)“永臨結(jié)合”原則進(jìn)行施工用電管理,根據(jù)“永臨結(jié)合”原則進(jìn)行施工用電管理,根據(jù)業(yè)務(wù)需求,根據(jù)“永臨結(jié)合”原則進(jìn)行施工用電管理,根據(jù)“永臨結(jié)合”原則進(jìn)行施工用電管理,根據(jù)實(shí)際情況,根據(jù)“永臨結(jié)合”原則進(jìn)行施工用電管理,根據(jù)業(yè)務(wù)需求,根據(jù)“永臨結(jié)合”原則進(jìn)行施工用電管理,根據(jù)業(yè)務(wù)需求,根據(jù)“永臨結(jié)合”原則進(jìn)行施工用電管理,根據(jù)業(yè)務(wù)需求,根據(jù)“永臨結(jié)合”原則進(jìn)行施工用電管理,根據(jù)業(yè)務(wù)管理機(jī)制,根據(jù)“永臨結(jié)合”原則進(jìn)行施工用電管理,根據(jù)業(yè)務(wù)管理機(jī)制,根據(jù)“永臨結(jié)合”原則進(jìn)行施工用電管理,根據(jù)業(yè)務(wù)管理機(jī)制,根據(jù)“永臨結(jié)合”原則進(jìn)行施工用電管理,根據(jù)實(shí)際情況,根據(jù)“永臨結(jié)合”原則進(jìn)行施工用電管理,根據(jù)業(yè)務(wù)管理機(jī)制,根據(jù)“永臨結(jié)合”原則進(jìn)行施工用電管理,根據(jù)業(yè)務(wù)管理機(jī)制,根據(jù)“永臨結(jié)合”原則進(jìn)行施工用電管理,根據(jù)實(shí)際特點(diǎn),根據(jù)“永臨結(jié)合”原則進(jìn)行施工用電管理,根據(jù)業(yè)務(wù)管理機(jī)制,根據(jù)“永臨結(jié)合”原則進(jìn)行施工用電管理,根據(jù)實(shí)際特點(diǎn),根據(jù)“永臨結(jié)合”原則進(jìn)行施工用電管理,根據(jù)實(shí)際情況,根據(jù)“永臨結(jié)合”原則進(jìn)行施工用電管理,根據(jù)業(yè)務(wù)管理機(jī)制,根據(jù)“永臨結(jié)合”原則進(jìn)行施工用電管理,根據(jù)實(shí)際特點(diǎn),根據(jù)“永臨結(jié)合”原則進(jìn)行施工用電管理,根據(jù)實(shí)際情況,根據(jù)“永臨結(jié)合”原則進(jìn)行在合武鐵路“DK136+122段”至“DK210+883段”施工用電管理中,根據(jù)合武鐵路建設(shè)的實(shí)際特點(diǎn),按照“永臨結(jié)合”原則進(jìn)行了施工用電管理。在電源、電源接引線路和電力貫通線“永臨結(jié)合”方面取得了良好的效果,節(jié)省了鮮花嶺、古碑等4個(gè)配電所高可靠性供電費(fèi)和地方變電站鐵路專線間隔費(fèi)10萬(wàn)元,節(jié)約35kV、10kV電源線路工程費(fèi)150萬(wàn)元,共計(jì)節(jié)省160萬(wàn)元。6節(jié)能與環(huán)保該段“永臨結(jié)合”電力線路投入使用,有效地解決了施工單位的取電問(wèn)題,大大降低了施工單位使用柴油發(fā)電機(jī)的頻率,同時(shí)降低了對(duì)環(huán)境的污染。全線49處橋梁、隧道施工用電點(diǎn)在使用電網(wǎng)的大電源后,節(jié)能和環(huán)保效果明顯,計(jì)劃每座3km以上的隧道口節(jié)約柴油量約3000