高压进洞方案对比

摘 要：对比分析传统的供电方案与采用三相干式升压变压器供电方案的不同做法，给出节约成本的观点。

关键词：高压进洞 三相干式升压变压器

一、概述

工程施工过程中，其供电局提供的380V施工用电经济供电半径一般在600米左右，而我们从事的是隧道施工，隧道的长度多半都超过600米，特别是1000米以上的隧道，因为洞内电压降过大，无法保证洞内施工机械的正常运转，就得采用高压进洞的输电方案。本文仅从采用不同的用电方案角度，对比宁波穿山泵站至春晓天然气项目供水工程Ⅰ标高压进洞的传统做法，作简要的分析。

二、传统供电方案

宁波穿山泵站至春晓天然气项目供水工程Ⅰ标采用对向施工，其出口方向掘进2119米；为了保证洞内施工机械的正常运转，经过以下负荷计算，需要采用高压进洞的输电方案。

（一）用电设备统计及负荷计算

1.主要负荷数据

①P60电耙一台，功率30KW，电流58.8A， tgф=0.829

②洞内照明50KW（每相负荷力求平衡）

③喷浆机一台，功率7.5KW，电流15A，η=86.2，cosф=0.88，tgф=0.54

④轴流通风机一台，功率28KW，电流54.3A， 电压380v

cosф=0.79，tgф=0.776

2.负荷计算：

电耙回路：

有功功率 Pzc= P=30KW

无功功率 Qzc= tgф×Pzc=30×0.829=24.87 kvar

视在功率 Szc= =38.97kvA

轴流通风机回路：

有功功率 Pzc= P=28KW

无功功率 Qzc= tgф×Pzc=28×0.776=21.728 kvar

视在功率 Szc= =35.44kvA

喷浆机回路：

有功功率 Pzc= P=7.5KW

无功功率 Qzc= tgф×Pzc=7.5×0.54=4.05 kvar

视在功率 Szc= =8.52kvA

照明回路：

有功功率 Pzc= P=50KW

取同时系数Kx=0.8

Pzc总=Kx（30+28+7.5+50）=92.4KW

Qzc总=Kx（24.87+21.728+4.05）=40.52 kvar

总视在功率

Szc总= = 100.89 kvA

计算电流

IZC= Pzc总/（ =92.4/（ ）=156.6A

（二）电压损失计算

（三）变压器容量，电线、电缆开关选择

1.现有的变压器容量：160 kvA；通过计算出的负荷为：100.89 kvA

因为 160KVA > 100.89KVA

所以选用S7-160/10型10/0.4---0.23KV级，连接组别为Y，yn0 变压器 可以满足用电需求

2.高低压侧电缆开关选择

高压开关选用：XGN13（HK）-12型组合柜

低压开关选用：DZ20-330型自动开关

高压输电选用YJV22型3 × 25mm2铜芯铠装电缆.

3.低压电缆选择

施工现场有3×120mm2+1×75mm2铝芯电缆，其长期允许持续载流量191A。

∵ 191A > 156.6A

∴ 单根3×120mm2+1×75mm2电缆便可满足要求

三、传统供电方案的做法

1.利用供电部门提供的380V配电施工用电系统，在洞口设置一台型号为S11 160KVA 10/0.4KV油浸自冷式变压器，将低压电源由380V升至10.5KV高压电。

2.再在隧道内800米左右处设置一台型号为S11 160KVA 10/0.4KV油浸自冷式变压器，，将10.5KV高压电源降至380V低压配电系统，并利用隧道内原有供电设施输送至各电气设备。

3.两台变压器之间用型号为YJV22的 3 × 50mm2铜芯铠装高压输电电缆连接，根据隧道开挖的不断掘进，洞内降压变压器随之不断前移动，高压输电电缆也不断架接延伸，直至隧道贯通为止。

四、采用OSG三相干式升压变压器的洞内供电方案做法

OSG三相干式升压变压器相当于一个恒压稳压器，其一次侧电压270V--380V，二次侧电压420V 440V 470V 500V，用户可以根据实际需要自行调节输出电压的高低，以满足用电设备的需求。

其做法是：隧洞掘进到800米位置，置一台OSG三相干式升压变压器，将原有的洞内380V供电系统接入OSG三相干式升压变压器的一次侧（输入端），再将升压好的电能从OSG三相干式升压变压器的二次侧（输出端）接入原来的380V供电系统便可。不再使用高压输电电缆。节省了高压输电电缆投入。根据隧道开挖的不断掘进，随之每三百米前移一次三相干式升压变压器即可。

五、主要投入对比

1.设备、材料投入对比：

传统方案需要投入的设备有：S11 160KVA 10/0.4KV油浸自冷式变压器两台，高压开关柜一台，高压电缆1500米，变压器洞室两个。

采用三相干式升压变压器的设备有：OSG三相干式升压变压器一台，洞内洞室比传统少一个，不需要高压电缆和 10/0.4KV油浸自冷式变压器

2.人工对比：

传统方案需要投入大量人力架设高压电缆、制作电缆头、连接包扎电缆等，特别费力。

采用三相干式升压变压器的方案可以节约大量人工投入

3.时间对比

传统方案安装变压器、架设高压电缆、制作电缆头、连接包扎等耗时3天左右，在投入使用之前，洞内施工没法进行，影响工程进度。

采用三相干式升压变压器的方案从投入到使用只需要半天时间，减少了对生产的干扰。

4.安全性和稳定性对比：

传统方案在运行方面主要的问题有：高压接头制作连接受到洞内空气湿度和高粉尘环境的限制，多处连接头运行中很不稳定，常常出现腐蚀放电现象，严重时直接烧毁，影响生产至少半天以上，其次是锚喷支护的人为干扰，增加了触电危险。

三相干式升压变压器的方案由于不使用高压电缆，不存在上述问题。

5.运行维护对比

传统方案由于隧洞开挖是每日5—6米的进度逐步掘进，高压电缆就得分段架设，导致接头较多，运行的安全性和稳定性下降，增加了维护的工作量。

三相干式升压变压器的方案没有高压电缆，维护的工作量和平时没有明显的区别。

6.主要设备材料金额对比（按现行市价）

宁波穿山泵站至春晓天然气项目供水工程Ⅰ标高压进洞方案采用OSG三相干式升压变压器的方案

名称数量金额（元）名称数量金额（元）

S11 160KVA 10/0.4KV油浸自冷式变压器两台18000*2

=36000OSG 160KVA三相干式升压变压器一台28000

XGN13（HK）-12型组合高压柜一台19000无高压柜380V动力柜400*2=800

YJV22型 3 × 50mm2铜芯铠装高压电缆1500米168元/米*1500=252000无高压电缆无无

高压电缆中间接头材料4套200*4=800无高压电缆中间接头材料无无

高压电缆终端头材料2套230*2=460无高压电缆终端头材料无无

小计 308260 28800

六、结语

通过两个方案的对比，采用OSG三相干式升压变压器的洞内供电方案在人力，物力，财力，运行安全性和稳定性等方面都优于传统方案，对于今后长距离隧道施工，此方案是替代传统做法的优先选择。

参考文献：

[1]《施工现场临时用电安全技术规范》，JGJ46-2005；

[2]《建设工程施工现场供用电安全规范》；

[3]《低压配电设计规范》；

[4]《供配电系统设计规范》；

[5]《通用用电设备配电设计规范》；

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