盾构施工临时用电设计方案

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盾 构 施 工 供 用 电 设 计

【内容摘要】：根据建设部JGJ46-88《施工现场临时用电安全技术规范》、《建筑施工手册》、《电线电缆及其附件实用手册》、结合广州地铁四号线大学城专线仑大盾构区间现场实际，对用电设计及用电施工进行较为详细的探讨，为以后盾构机施工用电提供很好的借鉴。

【关键词】：盾构   用电   设计

1. 基本情况

1.1供电概况

广州市轨道交通四号线大学城专线仑头—大学城站盾构区间，工程总长2508m。盾构机上电力变压器10kV电源由隧道外高压配电站提供。盾构机施工配套设备使用的三相交流380V电源，由隧道外箱式变电站提供。盾构机上用电设备额定电压为三相交流400V，三相交流电源由盾构机上配套的电力变压器提供，盾构机电气控制电压有交流230V、交流24V、直流24V、直流10V，控制电源由盾构机上配套的控制变压器和整流器提供。

 

1.2用电特点

1 盾构机采用10kV高压进洞，经盾构机自带变压器提供电源；

2 盾构机及后配套设备负荷量大，每台盾构机上有三台主泵电机，每台主泵电机315kW，采用不带负载星三角降压启动；

3 构机掘进时同时工作的设备多，设备使用系数大；

4 盾构机电源移动，供电距离远，电压差大，传输方式采用每400m接一次高压电缆；

5 对电网要求高，供电点从22kV高压电网取，采用10kV一级单线路单电源。

1.3.施工用电回路设计及确定各类线路走向

高压电源进入现场经开关柜引出四条回路，即第一条通左线盾构机，第二条通右线盾构机，第三、四条分别通过变压器供给洞口生产及办公、生活区用电，施工现场电路走向详见电气系统图。

2  用电量负荷计算

2.1始发井生产和生活设施用电

1 始发井生产和生活设施用电总容量（Ps）

Ps ＝P出渣门吊 ＋P下料门吊＋P砂浆搅拌站＋P储浆罐＋P注浆泵＋P充电机＋P通风机＋P循环水泵＋P循环水冷却塔＋P排污泵＋P水泵＋P施工场地照明＋P维修加工设备＋P办公和生活 ＝220＋57.5＋50＋18.5＋15＋240＋180＋30＋22＋110＋44＋50＋150＋85＝1272kW

2 始发井生产和生活设施用电有功计算负荷（Pjs1）

Pjs1＝Ps*K             需要系数K取0.65（正常电动机30台以上应取0.5，但盾构施工同时用电设备多）

Pjs1＝Ps*0.65＝1272*0.65＝826.8kW

3 始发井生产和生活设施用电视在计算负荷（Sjs1）

Sjs1＝Pjs1/COSФ        取功率因数COSΦ=0.85

Sjs1＝Pjs1/0.85＝826.8/0.85＝972.7kVA

4 井内照明计算负荷

洞内照明灯具选用40W节能灯每隔15m一个，距离2500m需164个，盾构机高压电缆卷筒转动电机1.5kW。

P=P洞内照明+P电缆卷筒

P=164×0.04+1.5=8.06kW

2.2  洞内盾构机用电

1 单台盾构机掘进时的用电设备有功计算负荷（Pjs单台）

Pjs单台＝P刀盘驱动系统+P推进系统+P出渣系统＋P液压补给＋P管片安装+P背衬注浆系统+P辅助液压系统+P泡沫系统+P冷却系统+P空气压缩机+P二次通风系统+P盾构机照明＝945＋75＋360＋75＋45＋37.5＋22＋7.5＋16.5＋55＋15＋25＝1678.5kW

2 单台盾构机掘进时的用电设备视在计算负荷（Sjs单台）

Sjs单台＝Pjs单台/COSΦ          取功率因数COSΦ＝0.85

Sjs单台＝Pjs单台/0.85＝1678.5/0.85＝1974.7kVA

3 洞内盾构机用电容量（Sjs2）

Sjs2=2 Sjs单台＝2×1974.7＝3949.4kVA

2.3 盾构施工用电设备

主 要 用 电 设 备 表

序号

设备名称

规格型号

功率（kW）

数量（台）

合计(kW)

1

盾构机

EPB-Φ6250mm

1678.5

2

3357

2

充电机

KC01-100A/220V

30

8

240

3

龙门吊

EGT40T

110

2

220

4

龙门吊

MG（L）16T

57.5

1

57.5

5

搅拌站

HZS35

50

1

50

6

储浆罐

6m3

18.50

1

18.5

7

注浆泵

15

1

15

8

通风机

100RD-2FS37

90

2

180

9

多级泵

100DL20X6

55

2

110

10

管道泵

GD100-32

15

2

30

11

水泵

150WQ100-40-22

22

2

44

12

冷却塔

SRM-100

11

2

22

13

电焊机

BX5-300

30

5

150

14

生活区用电

85

15

施工照明

50

合计

4629

3  配电导线的选择方式及各回路配电导线的设计

3.1.配电导线的选择方式

1  .按机械强度的选择：导线必须保证不致因一般机械损伤折断。

2  按允许电流选择：导线必须能承受负载电流长时间通过所引起的温升。

三相五线制线路上的电流按下式计算

 I线=（K×P）/（1.732U线×cosφ）

二相制线路上的电流按下式计算

 I线= P/（U线 × cosφ）

式中  I线－电流值（A）

       K－需要系数

           P－总容量

                 U线－电压

          cosφ－功率因数，网路取0.85

3  按允许电压降选择，导线上引起的电压降必须在一定限度内。配电导线截面可用下式计算：

S=（∑P×L/C×ε）%

式中  S－导线截面

ε-允许的相对电压降；照明允许电压降为2.5%~5%，电动机电压不超过+5%

C-系数视导线材料而定，线路电压配电方式而定，铜线线路额定电

380V/220V，配电五线，C=77 

3.2各回路配电导线的设计

1  至盾构机导线截面

盾构机导线截面选择因用电距离为2.5公里、10kV高压送电，所以按允许通过

电流选择

I盾＝（1.05P）/（1.732U线×COSф）

I盾＝（1.05×1978.5）÷（1.732×10×0.85）＝142.58A

查《电线电缆及其附件实用手册》表1－16选至盾构机高压电源电缆为

YJV10KV3×70mm2。

2  至充电机导线截面

由于负荷量较大，其主要矛盾在导线的容许电流方面，所以按导线的持续容许电

流选择

I充＝（K×P）/（1.732U线×cosφ）

I充＝（0.7×240）/（1.732×0.4×0.85）＝285A

查《电线电缆及其附件实用手册》表1－14 得3×150＋2×70铜芯电缆长期允

许载流量301A符合要求，所以选至充电机电源电缆为YC3×150+2×70mm2。

3  至通风机导线截面

由于负荷量较大，其主要矛盾在导线的容许电流方面，所以按导线的持续容许电流选择

I通＝（K×P）/（1.732U线×COSφ）

I通＝（0.7×180）