隧道施工配电方案的改进_隧道供电施工方案

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隧道施工配电方案的改进

维 修 电 工

论

文

姓名：江继华

单位：中铁隧道集团一处一公司

隧道施工配电方案的改进

江继华

【摘 要】随着公路建设和铁路建设的不断发展，长大隧道越来越多，施工难度也越来越大。作为隧道施工配电来讲，也必须随着隧道施工的难度加大对隧道施工配电方案加以改进。我单位在太中银项目部兴旺峁隧道施工中，隧道全长11000 多米，设计隧道为1.1/100的反坡，隧道内又有大量涌水。为了施工正常进行，就必须进行不停地排水和通风。但当地网电不是很稳定，一旦停电，无法排水和通风，就会造成隧道内设备淹没、空气不能流通。如果停电时间过长，就会给企业带来巨大损失。因此，我们必须为隧道施工提供双电源。现有两台HC1444E1/275KVA发电机，可以并联发电。但怎样才能把发出的电送到隧道内每一个排水站和通风设备处，保证排水和通风的正常进行。所以,对以往配电方案的改进势在必行。【关键词】 隧道施工 配电方案 改进

1、配电方案

在长大隧道施工中，随着开挖断面的向前掘进，各种电器设备紧随其后。380V三相五线供电线路越长，压降就越大。为了各种电器设备的正常运转，10KV高压市电就必须进洞，在洞内安装动力变压器，再对各用电设备进行电力分配。根据施工要求，发电机必须安装在洞外配电室旁。一是因为隧道内空气质量不好，会影响发电机的寿命；二是因为发电机要排出大量的废气，会影响隧道内空气质量。为了保证施工，如果把自发电直接送到洞内，在1000m范围内还可以实现，但随着隧道向前掘进，供电线路太长，将会导致电压降过大，各种电器设备无法正常运转。因此，我们就考虑把自发电升压到10KV，再并联到10KV市电线路上进行供电。根据上述要求可以看出如下一些问题：

1.1 太中银目部兴旺峁隧道中，由于隧道是1.1/100的反坡，隧道内又有大量涌水，最大涌水量时高达300m3/h。要保证通风和排水的要求，最小得400KVA的发电容量。现有两台275KVA的发电机，要把发出的电送入一条回路上，发电机组就必须要并联发电。单靠一台发电机达不到施工用电的要求。

1.2要把自发电升压到10KV，必需要有380V/10KV的，500KVA以上的升压器一台。购买一台这样的升压器，目前市场价得好几万元，并且停电的时间占少数，不发电的时候这台设备不起任何作用。

1.3为了安全起见，自发电时必须切断10KV网电输入，并进行有效隔离。在网电输入时，必须切断自发电，并进行有效隔离。

1.4 要在节约成本的前提下把自发电送到每个用电的地方，就必须利用同一条供电回路进行切换。

1.5 如果网电一旦停电，就必须在最短的时间切换到自发电。首先要保证隧道内通风和排水的正常运转。

2、改进措施：

为了满足需要，我们结合以往几个工地的变配电方案，作了一些改进，解决了上述几个问题。下面简要介绍一下：

2.1 两台HC1444E1/2755KVA的发电机容量已经达到要求，并且两台发电机的型号是一样，容量和输出电压都相同，因此，可以并联发电。我们把两台发电机分别编为1＃和2＃，两台发电机进行并联，我们采用了郑州佛光发电机并机配电柜。并联操作的方法是：当1#和2#发电机启动到运转正常后，先要观察频率表，把两台发电机的频率都调到50Hz，然后分别把1#和2#发电机的电送入并机柜，因为两台发电机的启动时间不一致，初相角不一定同步。因此要先按下并机柜上1#合闸按扭，然后把同步选择开关拨到指示2#发电机的位置，观察同步跟踪表，当表针旋转到零位时，表示这时候2#发电机与1#发电机的初相角已经同步，就在这时按下2#发电机的合闸按扭，便完成了1#和2#发电机的并联。如果先合上2#发电机，就把同步选择开关拨到指示1#发电机的位置，其它操作方法与前面所述步骤相同，（注意：在安装的时候两台发电机的相序必须接成一致）。

2.2无需购买升压器，因为动力变压器在供输配电系统中具有升压或降压的作用。我们洞外配电室安装有两台10KV/380V 630KVAd的动力变压器，可以利用其中630KVA这台变压器在市电停电的时候，把自发电切换到这台变压器上进行反送升压到10KV，在将这个10KV高压送到洞内外各并联支路进行供电。变配电接线方案如“图1”所示：

2.3根据“图1”可以看出，我们在10KV市电的输入端安装一台高压隔离刀闸（HD）和一台高压油浸开关（DW）。当10KV网电停电后，先把DW和HD拉下来，切断10KV网电的输入，并进行有效隔离后。这样才能避免自发电反送到市电网上，造成安全隐患。2.4当确认10KV高压断开后，才能把自发电送入变压器进行升压。根据“图1”可以看出，合上刀开关DK2，就可以把自发电送往车间，砼搅拌站，生活区等洞外的供电线路。但还没有输入变压器进行升压，当我们合上ZK自动空气开关和DK1后，变压器就可以得电了，但是ZK是台自动空气开关，它具有失压脱扣功能。当网电停电时，自动空气开关就自动失压脱扣，现在要想合上ZK从下口向上口送电，就必须得给自动空气开关加上控制电源，为此，我们在加工630KVA这台低压配电屏时就进行了一些改进。主要是在这台配电屏的控制电源上添加了自发电时的控制电源。自发电和市电由中间继电器KA1 KA2进行电器连锁，它与自发电的控制电源具有互锁性。见（图2）所示；

当市电正常时，控制电源由市电X01 X03提供，如果市电一旦停电，自动空气开关就自动失压脱扣，这时就由自发电X11 X13提供。SQ是装在DK2刀开关上的一个位置开关，当合上刀开关DK2时，SQ开关接通，KA1 KA2得电，KA1 KA2的常闭触点断开市电X01 X03和HL4，长开触点接通自发电X11 X13和HL3。这时自动空气开关上就有了控制电源，然后按配电屏上面的操作步骤，先按下储能按扭QA进行储能，待储能完成后，再按下合闸按钮HA，便完成了自动空气开关DW15的送电过程。（注意：这时电源是从下口往上口送的）“图1”中的刀开关DK1在停电后是没有关的。所以只要合上自动空气开关DW15后，自发电便送到了变压器的次级进行升压。再通过FUK高压跌落保险把升压后的10KV高压送进了洞内外高压并联支路。

2.5采用变压器反送升压配电方案，实际就是采用了一套双电源、单回路的配电方法。可以完全利用原配电回路，在太中银项目部兴旺峁隧道施工中，如果采用双电源、双回路配电方案的话，将给企业增加上百万元的成本投入。双电源、单回路配电就节约了这一笔巨大的开支。但这种方案也有它的弊病，那就是必须保证回路的正常运行。特别是10KV高压线路，决不能出现任何故障。一但10KV高压线路出现故障，就会造成整个隧道内停电，并且维修起来也特别困难，最快恢复也得在1小时以上。并且在安装调试过程中就必须把相序调整好，以免停电的时候再来倒相。因此：我们在安装10KV高压线路的时候就必须得认真仔细，决不能让线路发生任何故障。高压电缆必须做耐压实验。

2.6在保证了线路正常的情况下，自发电要通过变压器反送升压，还必须得保证在停电的时候，以最快的速度，最短时间内送上电。这就得要求我们的操作人员要熟练掌握反送电的操作方法和操作步骤。其操作步骤如下：

2.6.1 自发电时送电的操作步骤

拉下DW油开关

再拉下HD隔离刀闸

起动发电机组（待发电机运转正常后）并联

合上ZK自动空气开关 变压器得电升压 合上洞内外各配电屏自动空气开关。

2.6.2 市电的送电操作步骤

断开洞内外各低压负荷开关 断开ZK自动空气开关 断开DK2隔离

停发电机组

刀闸 合上洞内各配电屏自动空气开关 合上HD隔离刀闸 合上DW油开关

合上ZK自动空气开关

2.7投入运行：安装这套设备是在隧道施工前期完成的，当时隧道开挖还没有进入正常。经过多次反复停送电操作实验，结果都非常顺利。操作既简单，时间又短。如果能提前知道市电停电时间，自发电可以在1-2分钟内完成送电，恢复正常施工。如果是突然停电，时间会稍微长一些，因为发电机组从启动到正常运转需要的时间得5-10分钟。太中银项目部兴旺峁隧道现已经顺利贯通，这套配电方案没有出现任何问题。此方案成本投入小，改进方便。隧道的排水方案和通风方案都获得集团公司的好评，这与配电方案是密不可分的。

3、结束语 综上所述，采用这套配电方案，在长大隧道施工中一旦停电，可以在最短的时间内恢复送电，并且不需要太大的资金投入。其中关键是在安装和架设线路时要做到精益求精，高低压线路要做好安全保护，值班电工要认真负责，经常检查高低压供电线路，做好对线路的定期检查和维护，熟练掌握停送电操作步骤。

参考文献：

《电工手册》 中国电力出版社 《维修电工》 中国劳动出版社