盾构施工临时用电方案.docx
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盾构施工临时用电方案
盾构施工临时用电方案
1.编制依据
〔1〕GB16844-2021普通照明用自镇流灯的平安要求
〔2〕GB14050-2021系统接地的型式及平安技术要求
〔3〕GB19517-2004国家电气设备平安技术标准
〔4〕GBT9089.1-2021户外严酷条件下的电气设施
〔5〕GBT13869-2021用电平安导那么
〔6〕GBT15145-2021输电线路保护装置通用技术条件
〔7〕GBT19185-2003交流线路带电作业平安距离计算方法
2．工程概况
哈尔滨地铁一号线9标包含两站〔南直路站、哈尔滨东站站〕，两区间〔哈尔滨东站站～南直路站区间、南直路站～交通学院站区间〕。
南直路站至交通学院站区间设计里程SK15+746.436～SK16+438.485，区间总长692.049m；哈尔滨东站站至南直路站区间设计里程SK16+618.485～SK17+133.428，区间总长514.943m；隧道覆土厚度最小约9m，最大14.1m；平面最小曲线半径为350m，最大坡度为25‰；
3.气候状况
哈尔滨地处松花江中游，属中温带大陆季风气候，冬季漫长寒冷枯燥，多西北风，夏季短暂温热多雨，春季多风，秋季凉爽。
全年平均气温3.5℃，一月最冷，七、八月最热，历史最高气温41℃，最低气温-41.4℃，全年无霜期150天左右，结冰期190天左右。
年平均降雨量530mm，多集中在七、八两个月。
多年平均蒸发量1501.4mm，季节性冻土发育，每年十月末开始结冻，至翌年三月中旬开始融化，六月初化透，最大冻结深度2.0m。
4.方案
4.1总那么
根据现场要求，备用电方案分为盾构机用电和附属设备用电两局部：
一、盾构机用电是使用预装配的两台10KV，1600KVA的高压开关柜柜直接接到盾构机的高压柜，经盾构机上面的1600KVA变压器进行供电。
二、盾构机附属设备用电是使用预装配的一个630KVA的变压器和现有的一个160KVA的变压器共同供电。
4.2本盾构区间总负荷、总电流计算及各电缆截面计算
1．用电机械统计
根据工程进度及施工需要使用机械用电量统计如下：
设备名称
总功率〔KW〕
电流估算〔A〕
电缆截面选取（mm2）
电箱配置
盾构机1
1600
盾构机2
1600
充电房
44
88
35
三级配电箱充电房自带
一级配电箱，进线截面70，三相400V/400A低压负荷开关〔带熔断器〕，三相断路器3〔额定电压400V，额定电流不小于130A，极限短路分断电流不小于1500A〕
16T龙门吊
54.2
108.4
35
三级配电箱门吊自带
二级配电箱，进线截面35〔门吊自带〕
机修用电
50
130
35
三级配电箱按实际设备每台配属一个
二级配电箱，进线截面35，三相断路器3〔额定电压400V，额定电流不小于100A，极限短路分断能力不小于1500A〕
35T龙门吊
153.8
307.6
150
三级配电箱门吊自带
二级配电箱，进线截面150〔门吊自带电箱〕
一级配电箱，进线截面300，三相400V/800A低压负荷开关1〔带熔断器〕，三相断路器3〔额定电压400V，额定电流不小于350A，极限短路分断能力不小于4500A〕
40T龙门吊
153.8
307.6
150
三级配电箱门吊自带
二级配电箱，进线截面150〔门吊自带电箱〕
砂浆车及储浆罐
155
310
120
三级配电箱为罐车自带控制电箱，进线截面6
二级配电箱，进线截面150三相断路器3〔额定电压400V，额定电流不小于100A，极限短路分断能力不小于1500A〕
一级配电箱，进线截面180，三相400V/600A低压负荷开关1〔带熔断器〕，三相断路器4〔额定电压400V，额定电流不小于300A，极限短路分断能力不小于4500A〕
循环水系统
18.5
37
6
三级配电箱为水泵的控制电箱，进线截面6
二级配电箱进线截面50，三相断路器3〔额定电压400V，额定电流100A〕
井口照明
5
25
6
三级配电箱，进线截面6，三相断路器3〔额定电压400V，额定电流30A〕
砂浆站
80.75
161.5
50
三级配电箱砂浆站自带
二级配电箱，进线截面16，三相断路器3〔额定电压400V，额定电流100A〕
井口污水排水
22
44
25
三级配电箱为水泵控制电箱
二级配电箱，进线截面25，三相断路器3个〔额定电压400V，额定电流100A〕，三相漏保2个，电压400V，额定电流60A，动作电流30mA
一级配电箱，进线截面70，三相400V/400A低压负荷开关〔带熔断器〕，三相断路器3〔额定电压400V，额定电流不小于100A，极限短路分断电流不小于1500A〕
井口设备维修用电及其他备用容量
30
60
三级配电箱3个，进线截面16，每个电箱配三相漏电断路器2个，额定电压400V，额定电流60A，动作电流30mA
4.3盾构机用电
两台盾构机采用2个1600KVA高压柜直接供电到设备上的高压柜。
总进线容量为3200KVA,然后分成两条线分别供应左右线盾构机。
示意图如下：
电路示意图
4.4盾构机附属设备用电
隧道照明用电
盾构隧道照明是施工人员平安进出隧道的根本保障；隧道内使用的焊机、水泵等其他用电设备是修整轨道、保证运输平安的重要设备，是盾构施工正常进行必不可少的组成局部，而这些用电设备与隧道照明使用相同的电路。
故必须保证隧道照明用电的平安与可靠。
〔1〕隧道照明用电方案综述
隧道用电采用三相五线YN-S系统由25平电缆供电，在井口设置一级配电箱作为总电源开关和线路保护，配置1个带200A熔断器的低压负荷开关，1个400V/130A漏电电流为30mA的漏电保护器。
供电线路随施工进度通过安装在管片上的磁葫芦往前延伸，每隔6m装40W防水照明灯一盏，每隔100m装二级配电箱一个，每个电箱配置400V/100A漏电电流为15mA的漏电保护器3个，作为焊机、水泵等临时用电设备的接口和线路检修开关。
照明灯由专业电工按每相均匀分布的原那么接到25平电缆上，以保证三相负载平衡，其他用电设备必须接到二级配电箱内的漏保上，以保证用电平安。
示意图如下：
图1：
隧道照明灯接线图
图2：
隧道电箱设置示意图
〔2〕发热条件验算：
隧道总长为1206.992米，哈东站长度110米，南直路站长度180米，那么照明线路总长为1496米。
按每6米装一盏照明灯，整条隧道共需249盏40W照明灯，每相应装40W照明灯83盏，每盏灯所需电流为0.18A，那么照明电路每相电流为14.94A。
每段区间安装一个水泵，水泵的功率是5.5KW，其相电流在10A左右，那么线路中总的电流为34.94A。
25平电缆平安载流量为100A，满足发热要求。
〔3〕压降损失验算：
水泵架设在两段区间隧道最低点，根据均匀分布负载的压降损失可以等效为负载集中到均匀分布线中点来计算的特性，水泵等效为整条隧道中点上相电流为20A的集中负荷。
照明灯均匀分布，可以等效为隧道中点上相电流为14.94A的集中负荷。
对25平电缆来说，其压力损失为总电流34.94A流过748m导线产生的压降。
由电阻率公式ρ=RS/L和欧姆定律R=U/I可以得出压降损失的公式
U=IρL/S其中ρ为铜的电阻率1.75×10-8Ω·m，所有计算均使用标准单位，将条件带入后可得压降损失U=18.29V，即为4.81%的压损，满足压损不高于2.5%-5%的要求。
〔4〕照度验算：
每6米装一盏40W照明灯，照明面积为12平方米，每平米分配功率为3.4W，查配照灯的比功率表可知照度为5lx，满足GB50034-1992关于一般生产过程中
照度不低于5lx的规定。
4.4.2通用设备用电
通用设备包括16T龙门吊、35T龙门吊、40T龙门吊、砂浆站、砂浆中转站〔两台〕、电瓶车〔充电房〕，在盾构掘进过程中必须确保通用设备用电的平安可靠。
〔1〕通用设备用电方案综述
通用设备用电由10KV高压电源引入，经由630KVA〔KW〕变压器降压至400V，通过低压开关柜引出至各一级配电箱。
每个用电设备均通过相应的三级配电箱及二级配电箱接入对应的一级配电箱，其示意图如下：
图3：
通用设备低压配电示意图
〔2〕35吨龙门吊及40吨龙门吊
两台门吊同时动作最大功率为90KW+90KW=180KW，额定电流约为360A。
一级配电箱采用630A保险+630A漏电断路器〔额定动作电流0.3A，分段时间0.4S〕
二级配电箱采用400A总漏保〔额定动作电流0.1A，分段时间0.2S〕，单台门吊采用250A漏电断路器〔额定动作电流0.03A，分段时间0.1S〕。
〔3〕16T门吊、砂浆站、砂浆中转站〔2台〕
设备同时动作最大功率为54.2+80.75+18.5x2=171.95KW，额定电流约为344A。
一级配电箱采用630A保险+630A漏电断路器〔额定动作电流0.3A，分段时间0.4S〕。
二级配电箱采用400A总漏保〔额定动作电流0.1A，分段时间0.2S〕，16T门吊采用160A漏电断路器〔额定动作电流0.03A，分段时间0.1S〕，砂浆站采用250A漏电断路器〔额定动作电流0.03A，分段时间0.1S〕，砂浆中转站采用两个63A漏电断路器。
〔4〕电瓶车〔充电房〕
八台充电机同时动作最大功率为5.5KWx8=44KW，额定电流约为88A
一级配电箱采用250A保险+250A漏电断路器〔额定动作电流0.2A，分段时间0.4S〕。
二级配电箱采用160A总漏保〔额定动作电流0.1A，分段时间0.2S〕，每台充电机采用100A漏电断路器〔额定动作电流0.03A，分段时间0.1S〕
〔5〕区间总负荷计算
〔1〕龙门吊
查表，kx=0.7,cosφ=0.7，tgφ=1.02
Pjs1=kx×Pe1=0.7×〔153.8×2+54.2〕=253.26〔KW〕
Qjs1=Pjs1×tgφ=253.26×1.02=259〔kvar〕
〔2〕电瓶充电器
查表，kx=0.7,cosφ=0.7，tgφ=1.02
Pjs1=kx×Pe1=0.7×44=30.8〔KW〕
Qjs1=Pjs1×tgφ=30.8×1.02=32〔kvar〕
（3）砂浆站、砂浆中转站
查表，kx=0.7,cosφ=0.7，tgφ=1.02
Pjs1=kx×Pe1=0.7×〔80.75+18.5×2〕=117.75〔KW〕
Qjs1=Pjs1×tgφ=117.75×1.02=120〔kvar〕
〔4〕总的有功功率
Pjs=kx×∑Pe
Pjs=0.9×（253.26+30.8+117.75）=361.629〔KW〕
〔5〕总的无功功率
Qjs=kx×∑Pe
Qjs=0.9×〔259+32+120〕=369.9〔kvar〕
〔6〕总的视在功率
Sjs=√Pjs2+Qjs2=√361.62+369.92=517〔kVA〕
〔7〕总的计算电流
Ijs=Sjs/（√3×Ue）=517/（√3×0.38）=785.7〔A〕
辅助系统用电
辅助系统包括循环水系统、排污系统、井口照明、隧道送风系统、砂浆运输及机修房。
〔1〕辅助系统用电方案综述
辅助系统用电由10KV高压电源引入，经由160KVA〔KW〕变压器降压至400V，通过低压开关柜引出至各一级配电箱。
每个用电设备均通过相应的三级配电箱及二级配电箱接入对应的一级配电箱，其示意图如下：
图4：
辅助系统低压配电示意图
〔2〕循环水系统、排污系统、井口照明、砂浆车运输及机修房
预算用电最大功率为130KW，额定电流约为240A。
一级配电箱采用630A保险+630A漏电断路器〔额定动作电流0.2A，分段时间0.4S〕。
二级配电箱采用400A总漏保〔额定动作电流0.1A，分段时间0.2S〕，其余均采用100A漏电断路器〔额定动作电流0.03A，分段时间0.1S〕。
〔3〕隧道送风系统
两条线同时送风最大功率为75KWx2=150KW，额定电流约为300A
一级配电箱采用630A保险+630A漏电断路器〔额定动作电流0.2A，分段时间0.4S〕。
二级配电箱采用400A总漏保〔额定动作电流0.1A，分段时间0.2S〕，每个漏保采用200A漏电断路器〔额定动作电流0.03A，分段时间0.1S〕。
〔4〕区间总负荷计算
〔1〕循环水系统、排污系统、井口照明、砂浆车运输及机修房
根据实际情况取经验值：
kx=0.7,cosφ=0.7，tgφ=1.02
容量：
Pe３=130kw
Pjs３=kx×Pe３=0.7×130＝91〔ＫＷ〕
Qjs３=Pjs３×tgφ=91×1.02＝92.82〔kvar〕
〔2〕隧道送风系统
查表，kx=0.7,cosφ=0.7，tgφ=1.02
Pjs1=kx×Pe1=0.7×〔75×2〕=105〔KW〕
Qjs1=Pjs1×tgφ=105×1.02=107.1〔kvar〕
〔3〕总的有功功率
Pjs=kx×∑Pe
Pjs=0.9×（105+91）=176.4〔KW〕
〔4〕总的无功功率
Qjs=kx×∑Pe
Qjs=0.9×〔92.82+107.1〕=180〔kvar〕
〔5〕总的视在功率
Sjs=√Pjs2+Qjs2=√176.42+1802=252〔kVA〕
〔6〕总的计算电流
Ijs=Sjs/（√3×Ue）=252/（√3×0.38）=401〔A〕
5．配电箱数量统计
名称
数量
负载设备简述
一级配电箱
1
充电房、16T门吊、机修用电
一级配电箱
1
35T、40T门吊
一级配电箱
1
砂浆站及中转站、水循环、井口照明
一级配电箱
1
隧道照明
一级配电箱
1
井口污水排水、井口设备维修用电及其他备用容量
二级配电箱
9
对应一级配电箱
三级配电箱
31
其中有隧道照明配电箱20个
根据施工现场实际和相关规定，本配电系统采用TN—S系统，供电采用树干式引导供电，线路由变压器附近设一、二级配电箱，施工现场采用“三级配电、二级漏电保护〞系统，采用“一机一闸一漏一箱〞配电系统。
6.平安、质量控制
为保证用电平安，盾构施工现场临时用电必须遵循下述规定：
〔1〕所有电工作业必须由持有电工证的专业人员进行；
〔2〕所用设备应满足设计要求，并且考虑在低温下的性能，要求进场设备必须有合格证；
〔3〕电工作业必须有两人以上在场才可进行；
〔4〕所有用电设备〔包括电箱〕必须做好防护并按时检查，检查时应挂好禁止合闸指示牌才可进行作业；
〔5〕灯具安装时，每5盏灯使用一盏带充电电源的应急灯，以备电路故障时作为应急光源；
〔6〕各级电箱指定专人负责，并于电箱门上标示清楚。
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