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山区铁路施工用电的规划与管理

0工程施工估算不统一在山区铁路的建设中,特别是在能源项目的建设中,投资很大,竣工后的运营、维护和管理费用也相当大。发生在施工用电临时工程方面的投资,是以大型临时工程设施费的形式出现在概算里的,而铁路建成后电力工程作为正式设计考虑,工程投资不在一个范畴内。对于如何制订供电方案及工程施工,多数都由铁路施工单位承担,但施工现场实际发生的临时用电工程项目、工程量与工程概算中给定的量及投资不一定相符。新建合武铁路临时和永久电力结合工程主要分布在山区,工程的桥梁、隧道约占总地段的60%。各施工用电点均在深山之中,因此,如何加强新建铁路施工用电管理,将施工用电与铁路永久电力工程相结合,合理选择施工用电容量及电源方案,统一安排临时用电工程,对节省铁路建设投资意义重大。1施工能源功能特点1.1临时新建合武铁路在整个建设期间需要施工用电,铁路建成后即停止施工用电,因此,施工用电是临时性的。1.2施工用电展望工程初期阶段,由于没有全面展开施工,施工用电负荷较小;随着工程的逐步展开,用电负荷也随之增大,工程施工高峰期也是施工用电的高峰期;主体工程完成后,进入工程收尾阶段,施工用电负荷及用电量逐步减少。1.3用电的不均衡新建合武铁路的桥梁、隧道大型机械用电分段不均衡,用电量呈明显波动性。另外,施工用电临时电力工程投资的多少同桥梁、隧道工程的规模大小及所在地区的电网发达程度有直接关系。2“零临结合”项目的必要性和目标2.1施工用电线路“永临结合”工程主要分布在大别山区,工程的桥梁、隧道占总地段的比例高。各施工用电点均在深山之中,如合武铁路施工用电主要由鲜花岭35/10kV变电站、古碑35/10kV变电站、斑竹园35/10kV变电站组成。由于地方电网在该地区欠发达,铁路长大隧道、桥梁附近无法取得能满足施工用电要求的供电线路。即使附近有电力线路经过,也因为原农用电力线路导线截面太小而无法向铁路提供施工用电,在该地段采用“永临结合”供电方式显得尤为必要。2.2控制临时用电的规模(1)能够将部分施工用电电源、地方变电站电源出线间隔、高压电力线、临时配电装置整治,转为铁路建成后永久使用,即正式电力工程。(2)提出合理的施工用电方案,严格控制临时电力工程规模。通过周密计算,选择合适的变电站数量,能够满足用电的变电站,不应再增建;施工电源的数量也要适当,施工工地的10(35)kV线路半径要在允许压降范围内尽量做到最大,以减少投资。(3)为满足施工用电而投资兴建的电力工程是“永临结合”的,所以,工程设计要结合正式工程的标准临时用电,设备技术指标不宜过高,能满足临时用电、安全用电即可,但必须按照正式工程的标准实施。(4)工程完成后,由临时用电管理单位制订合理的供用电管理办法,以控制运行、管理费用开支及电费开支。3施工能源方案的制定3.1施工机械对用电负荷的要求(1)不考虑施工标段及施工单位范围,完全按施工用电的要求由建设单位统一划分区段。要尽可能地扩大供用电范围,在这个范围内选择一个施工电源即可满足需要。这个范围中可以有多个标段或多个施工单位,如合武铁路(上海局管内)Ⅲ标段联合体中铁隧道集团、大桥局、十局的施工区段的划分,按照用电负荷、供电范围的合理性,将桥梁、隧道、路基的施工段均衡分布,避免了交叉作业带来的用电负荷不平衡问题。(2)最大限度地扩大10(35)kV供电半径。施工用电负荷分布在一条线上,电力线路沿施工现场架设,自电源点至用电线路末端的距离越长,越能节省电力线路的一次性工程投资,同时达到减少施工电源的目的,但必须首先满足施工机械对电压降的要求。目前,长大隧道常规施工机械有凿岩台车、混凝土输送泵、卷扬机、通风机等设备,其中,进口的凿岩台车、混凝土输送泵等设备对电压降的要求为±5%,国产施工机械为±10%。将工地变电站或其他施工电源尽量靠近使用进口机械的长大隧道,因此,必须找准用电负荷中心,并且作必要的技术处理,如将工地配电电压升高+5%,再将工地配电变压器电压升高+5%,共提高+10%,达到压降正常标准。电力施工机械一般都有启动装置,因此,电压降在一定范围内可以满足使用的要求;同时要充分从经验的角度考虑,供电半径可以按50km考虑,在此半径内,如果前25km内为长大隧道且桥隧相连,后25km内多为桥涵且施工用电负荷较为稀疏,其效果会更好。3.2利用各供用电的负荷施工用电负荷是根据长大隧道或特大桥的地质情况及使用的施工机械设备类型确定的,可按下列经验公式计算。计算单项工程(长大隧道或特大桥)最大用电负荷Pmax,按所有工地机械设备功率总和的25%来确定,即Pmax=25%(P1+P2+P3+…+Pn),式中:Pmax为最大用电负荷,kW;Pi为第i(i=1,2,…,n)台施工机械设备的额定功率,kW。计算每个供用电范围内最大桥隧的负荷(含施工单位的生活用电负荷),按照桥梁和隧道的数量来考虑,因此,首先需统计出一个供用电范围内有多少座隧道和多少座桥。PS=130S(1+4%S1),式中:PS为供电范围内隧道负荷,kW;S为隧道数量,个;130为经验系数;S1为2km以上隧道个数,个。PQ=KQ(1+2%Q1),式中:PQ为供电范围内桥梁施工用电负荷,kW;K为常数(平原取40,山区取50);Q为桥梁座数(只计大桥和特大桥,不计中小桥、涵洞),个;Q1为特大桥(长500m以上)的个数,个。新建铁路全线用电总负荷P等于各个供用电范围内最大供用电负荷之和,即P=PS1+PQ1+PS2+PQ2+…+PSn+PQn。按照以上公式计算,例如某区间有隧道23座、桥20座,其中2km隧道4座(S1=4),500m大桥4座(Q1=4)。PS=130×23×(1+4×4%)=3468kW,PQ=50×20×(1+4×2%)=1080kW,该区间总负荷P=3468kW+1080kW=4548kW。3.3施工电量根据以往实际情况进行测算,双线隧道每延长米施工用电量WS=1590kWh,双线桥每延长米施工用电量WQ=610kWh,以上包括施工单位修理、生活等其他用电量。新建铁路全线总施工用电量W为W=L1WS+L2WQ,式中:L1为全线隧道总延长米,m;L2为全线桥总延长米,m。3.4变压器负载问题主变压器容量应满足该供电范围内最大施工用电负荷的需要,即最大负荷可等于主变压器容量,让主变压器在70%~115%状态下运行即可,允许主变压器超载运行,不必担心变压器过载问题。如果容量选择过大,将会出现以下4种情况:(1)增加电力工程投资;(2)加大高可靠性供电费;(3)在运行过程中由于负荷率过低,造成变压器负载损耗;(4)由于工地施工用电负荷大小变化频繁,变电站电容器补偿装置不能跟踪补偿,在变压器小负荷时将会发生大量的功率因数调整电费。以上分析得出,每个工地变电站的主变压器容量应等于这个供用电范围内的最大用电总负荷。3.5施工省2.2根据施工用电的特点,变电站应设置2台主变压器,容量大小按1∶3搭配(满足技术条件)。在施工用电初期,小容量变压器运行,负荷再增加时小容量变压器停止运行,改为大容量变压器投入运行;施工高潮来临时,即施工用电高峰期间,大小变压器并列运行;施工末期及冬季部分工地停工期间,随着负荷减小,应逐渐减少主变压器容量的投入,有效控制主变压器负载损耗,并限制功率因数调整电费的发生。在主变压器变换容量运行的同时,还必须和供电部门保持密切的联系,并办理有关手续,及时置换供电部门的电流互感器等计量设备。临时工程规模大,其中一个主要原因就是供电容量大于实际用电容量,所以,合理选配施工用电容量就等于控制工程投资。3.6施工期间的电源选择3.6.1方向的选择调查清楚变电站及电力线路的技术条件,如变电站的主变压器容量、尚有剩余容量、有无剩余间隔和该变电站有无改扩建的条件等。3.6.2主变压器容量首先看其供电的可靠性,其次考虑在满足施工用电需求的前提下,尽量减少一次性电力工程投资及开通运行费用。进行费用分析,从供电可靠性及发生相应费用的角度看,则应取用地方变电站或自建变电站作为施工电源。根据地方变电站(或工地变电站)距长大隧道的距离和距施工区段末端的距离及桥隧用电负荷的位置等确定主变压器容量。目前合武铁路的地方变电站距施工用电最远点的距离(供电半径)在40km以内,能够满足电压降的要求。如果该区段供电半径在40km内,施工用电总容量不超过5000kVA,可不必新建工地变电站,直接自地方变电站接引35kV或10kV线路,然后“T”接在工地10kV贯通线上,但地方变电站至工地10kV贯通线间距离不宜超过12km。如果选作施工电源的地方变电站主变压器容量不够,可对该变电站进行扩建,增加主变压器的容量及新建铁路施工用电专用间隔等。4施工用电贯通线每个施工点配电变压器至沿线贯通线“T”接点的10kV电力线路;沿新建铁路架设的10kV施工用电贯通线;用于施工的工地35kV、10kV电力配电装置;自地方变电站起架设的电源线路;因在地方变电站接引电源,新增铁路专线用电间隔;为满足铁路施工用电而引起的地方变电站改扩建工程。5根据实际特点进行施工用电管理,根据“永临结合”原则进行施工用电管理,根据施工用电管理特点,根据“永临结合”原则进行施工用电管理,根据施工用电管理,根据“永临结合”原则进行施工用电管理,根据施工用电管理,根据“永临结合”原则进行施工用电管理,根据施工用电管理,根据“永临结合”原则进行施工用电管理,根据施工用电管理,根据施工用电管理,根据“永临结合”原则进行施工用电管理,根据施工用电管理,根据施工用电管理实际特点,根据施工用电管理,根据业务需求,根据“永临结合”原则进行施工用电管理,根据“永临结合”原则进行施工用电管理,根据“永临结合”原则进行施工用电管理,根据“永临结合”原则进行施工用电管理,根据“永临结合”原则进行施工用电管理,根据“永临结合”原则进行施工用电管理,根据“永临结合”原则进行施工用电管理,根据业务需求,根据“永临结合”原则进行施工用电管理,根据“永临结合”原则进行施工用电管理,根据实际情况,根据“永临结合”原则进行施工用电管理,根据业务需求,根据“永临结合”原则进行施工用电管理,根据业务需求,根据“永临结合”原则进行施工用电管理,根据业务需求,根据“永临结合”原则进行施工用电管理,根据业务管理机制,根据“永临结合”原则进行施工用电管理,根据业务管理机制,根据“永临结合”原则进行施工用电管理,根据业务管理机制,根据“永临结合”原则进行施工用电管理,根据实际情况,根据“永临结合”原则进行施工用电管理,根据业务管理机制,根据“永临结合”原则进行施工用电管理,根据业务管理机制,根据“永临结合”原则进行施工用电管理,根据实际特点,根据“永临结合”原则进行施工用电管理,根据业务管理机制,根据“永临结合”原则进行施工用电管理,根据实际特点,根据“永临结合”原则进行施工用电管理,根据实际情况,根据“永临结合”原则进行施工用电管理,根据业务管理机制,根据“永临结合”原则进行施工用电管理,根据实际特点,根据“永临结合”原则进行施工用电管理,根据实际情况,根据“永临结合”原则进行在合武铁路“DK136+122段”至“DK210+883段”施工用电管理中,根据合武铁路建设的实际特点,按照“永临结合”原则进行了施工用电管理。在电源、电源接引线路和电力贯通线“永临结合”方面取得了良好的效果,节省了鲜花岭、古碑等4个配电所高可靠性供电费和地方变电站铁路专线间隔费10万元,节约35kV、10kV电源线路工程费150万元,共计节省160万元。6节能与环保该段“永临结合”电力线路投入使用,有效地解决了施工单位的取电问题,大大降低了施工单位使用柴油发电机的频率,同时降低了对环境的污染。全线49处桥梁、隧道施工用电点在使用电网的大电源后,节能和环保效果明显,计划每座3km以上的隧道口节约柴油量约3000

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