两河口水电站引水发电系统现场施工临时用电规划

两河口水电站引水发电系统现场施工临时用电规划

晏明曹孟

中国水利水电第十四工程局有限公司  云南昆明  650041

中国水利水电第十六工程局有限公司  福建福州 350000

摘要：两河口水电站工程范围广，洞室密集、复杂。为满足施工、生活用电需求，简单阐述了施工临时用电需要考虑的各项因素,在此基础上对临时用电的规划设计步骤详细分析。将用电负荷以及用电设备变化归到设计内容中,在规划时保障配电线路规划的合理性,减少施工过程中临时更改次数,保障工程进度。 旨在完善临时用电规划设计方案,提升临时用电的规范性、安全性及有效性。 在地下复杂洞室群工程实际应用中，提供了类似的参考 。

关键词：临时用电；负荷计算；供配电系统；临电防护

1  工程概况

本标段工程范围是布置于右岸的电站整个引水发电系统工程。包括进水口、高压地面开关站、引水隧洞、主厂房、主变室、调压室、尾水隧洞等地面、地下工程。该工程范围广，洞室密集、复杂。为满足施工、生活用电需求。

结合本工程特点初步规划布置4条供电线路。1#供电线路（布置7个变配电站）：接西地中心变站出线间隔，通过西地中心变电缆沟至4#公路右侧，沿4#公路右侧防撞墙外侧布置至4#公路隧洞、后沿4#公路隧洞左侧电缆沟至厂交洞，供尾水、尾调室下部、厂房右端、主变室右端、引水下平洞、2层排水廊道施工用电。2#供电线路（布置4个变配电站）：接10kv阿农线，经尾水出口、401#隧洞、尾调交通洞，供厂房、主变室、尾调室上层、1层排水廊道及左端施工用电。3#供电线路（布置3个变配电站）：接大坝变电站10kv出线间隔，经6#公路隧洞、602#公路隧洞供地面开关站、通排风上平洞、通排风竖井、进水口、引水上平洞、引水竖井等施工用电。4#供电线路（布置1个变配电站）：接左下沟10KV开关站，经左下沟交通隧洞沿左下沟下游侧山脚架空至E场地。供中心仓库、钢筋木工厂、修理厂等施工用电。

2 工程特点

本项目施工供电特点为：施工工序繁多，工艺多变、交替，用电负荷也随工序需求变化。供电按最大负荷需求时需考虑多工序叠加专业（开挖、支护、混凝土等）进行编制。

3  变压器选择及高压线路的设计

（1） 线路规划及变压器选择

根据施工实际情况，结合现有资源，本工程这部分内容需根据现场勘测数据加以分析,将变电间、电源 进线、配电柜等施工初期需要用到的设备位置确定,并规划出大致走向。两河口水电站所属高原高海拔气候，工程环境复杂、用电设备繁多且移动性较大、线路走向多变等客观因素，负荷计算比较困难,增加了工程建设施工现场临时用电总体规划和准确设计的难度[1]。架空线路的设计应综合考虑海拔、气压、雪、冰、风、温差发化大等因素的影响[2]。其中,变电间的规划重要性较高,是施工现场一级变电站,在位置设计上应距离外电变压器越近越好,之后规划电源进线。在平面位置图上应将进线方案标出,洞内变压器选用S8-M-X/10系列变压器，洞外变压器选用ZGS系列变压器，容量按施工部位负载需求定。在设计图中要将之前提到的几个初期使用重要设备位置标明,也就是标明二级配电箱具体位置以及其供电走向。将用电负荷以及用电设备变化归到设计内容中,在规划时保障配电线路规划的合理性,减少施工过程中临时更改次数,保障工程进度。

（2） 线路设计

（1）总用电量计算

总用电量

式中：P—供电设备总需要容量（KVA）

P1—电动机额定功率（KW）

P2—电焊机额定容量（KVA）

P3—室内照明容量（KW）

P4—室外照明容量（KW）

—电动机的平均功率因数。

（2）选择导线截面

导线满足所需要的允许电压，其本身引起的电压降必须限制在一定范围内。导线承受负荷电流长时间通过所引起的温升，其自身电阻越小越好，使电流通畅，温度则会降低，因此，导线的截面是关键因素，可由下式计算。

式中：S—导线截面面积（mm²）

P—负荷电功率或线路输送的电功率（KW）

L—输送电线路的距离（m）

C—系数，铜芯取77

      U%—容许的相对电压降，一般为2.5%～5%（KW）

（3）负荷电流的计算

三相四线制线路上的电流按下式计算：

式中：I—导线截面电流（A）

P—负荷电功率或线路输送的电功率（KW）

V—输送电线路的距离（m）

—用电设备功率因数，一般建筑工地取0.75

4 接地和接地装置设计

（1）本临电工程采用TN—S接零保护系统。即接零保护线专设专用，由变配电所接出，由总配电箱接出的各支干路均采用三相四线制，即L1、L2、L3、N和PE线，并均采用五芯电力电缆或五根聚氯乙烯绝缘电线，严格禁止使用外敷一根地（导）线的形式。L1、L2、L3等相线的颜色为：黄、绿、红；N线的颜色为淡蓝色或黑色；其专用保护零线（PE线）一律使用绿/黄双色线，如果电缆线芯颜色不能保证要求，在PE线外侧包扎绿/黄双色塑料带做明显标记。

（2）工作零线（N线）通过总漏电保护器，保护零线（PE线）由电源进线零线重复接地处或总漏电保护器电源侧零线处引出形成，总漏电保护器的工作零线与保护零线之间不得做电气连接。

（3）在TN－S接零保护系统中，PE线应单独敷设。重复接地线必须与PE线相连接，严禁与N线相连接。

图1专用变压器供电时TN- -S接零保护系统示意图

（4）PE线上严禁装设开关或熔断器，严禁通过工作电流且严禁断线。

5 防雷装置设计

雷电会对临时用电产生较严重影响,可能引起用电中断导致工程无法继续施工情况。施工现场防雷主要在于直击雷,其装置是由引下线、接闪器以及接地装置组成。若施工建筑属于高层建筑,防雷应注意井字架、钢管脚手架(高度较高)、塔式起重机、门式架等。这些机械构件为钢铁连接件,因此只需设计连接入地体即可,无需另设计引下线与接闪器。但入地体的焊接长度需有所保障,且其电阻值要在10Ω之内[3]。

防雷设计要求完成装置位置确定、装置型号选择以及接地方式的规划,确保直击雷击中施工设备时产生有效防护,并且整个施工现场覆盖范围不应存在漏洞。

6紧急用电方案的制定

由于施工用电持续性会受到多种因素影响, 一旦停电易对整个工程进度造成拖延。施工方应设置紧急用电预案,确保断电时一些不能中断的操作能够继续进行,例如地下排水、 大面积混凝土连续浇筑等。此时需要用到自备电源临时供电设备。

7 电气防护

（1）电气防火组织措施

①建立易燃、易爆物和强腐蚀介质管理制度。

②建立电气防火责任制，加强电气防火重点场所烟火管制，并设置禁止烟火标志。

③建立电气防火教育制，经常进行电气防火知识教育和宣传，提高各类用电人员电气防火自觉性。

④强化电气防火领导体制，建立电气防火队伍。

（2）预防电气火灾的措施

①合理配置、整定、更换各种保护电器，对电器和设备的过载、短路故障进行可靠的保护。

②电气操作人员要认真执行规范，正确连接导线，接线柱要压牢、压实。各种开关触头要压接牢固。铜铝连接时要有过渡端子，多股导线要用端子或涮锡后再与设备安装，以防加大电阻引起火灾。

③配电箱、开关箱内严禁存放杂物及易燃物体[4] ，并派专人负责定期清扫。

④不在线路周围使用火源特别是变压器、发电机周围严禁烟火。

⑤设有消防设施的施工现场，消防泵的电源要由总箱中引出专用回路供电，而且此回路不得设置漏电保护器，当电源发生接地故障时可以设单相接地报警装置。有条件的施工现场，此回路供电应由两个电源供电，供电线路应在末端可切换。

8 结语

临时用电是施工设计的重要环节,也是保障施工进度与施工人员安全的首要影响因素，本工程临时用电规划设计符合施工期间用电负荷量。严格结合施工现场情况、国家相关规程制定合理临时用电方案,在确保安全的条件下保障施工用电要求。过程中加大临时用电管理力度,不断按工程分部位细化完善临时用电设计与规划方法, 将用电负荷以及用电设备变化归到设计内容中,在规划时保障配电线路规划较为合理,施工过程中未更改,保障了工程进度。施工用电危险发生率为零。

参考文献：

[1] 张轲.工程建设施工现场临时用电设计及管理中应注意的事项[J].西北水电，2013(05)；

[2]《建筑工程施工现场供电安全规范》GB 50194-2014；

[3] 施工现场临时用电安全技术规范JGJ 46-2005；

[4] 《建筑工程临时用电设计与实例手册》；

作者简介：

1. 晏明（1988-），男，云南曲靖人，工程师，从事水利工程施工管理工作