太焦铁路神农隧道临时用电施组设计.docx
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太焦铁路神农隧道临时用电施组设计
太焦铁路先期开工段(神农隧道)
施工现场临时用电施工组织设计
中国中铁
编制:
审核:
审批:
中铁隧道集团有限公司
第一章编制依据
1、太原至焦作城际铁路先期开工段(神农隧道)段招标文件
2、《建设工程施工现场供用电安全规范》GB50194-2014。
3、《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005。
4、《低压配电设计规范》GB50054-2011。
5、《供配电系统设计规范》GB50052-2009。
6、《通用用电设备配电设计规范》GB50055-2011。
7、我单位的资源情况、施工能力、技术力量及类似工程的施工经验。
8、根据该工程施工组织设计及施工设备配置表。
第二章工程慨况
1、地理位置
先期开工段(神农隧道)位于山西省长治市与晋城市交界处,线路自长治市长治县八义镇西八村东侧进入神农隧道,向南经南窑村西向南下钻煤矿采空区,继续向南经晋城市高平市神农镇的池院村和焦家沟村东走行至团西村西出神农隧道。
线路长度11.835km,其中长治市长治县境内线路长度4.90km,晋城市高平市境内线路长度6.945km。
图2-1标段位置示意图
图2-2神农隧道地理位置示意图
2、本工程
建设单位:
大西客运专线有限公司
设计单位:
铁道第三勘察设计院集团有限公司
监理单位:
铁四院(湖北)工程监理咨询有限公司
施工承包单位:
中铁隧道集团有限公司
3、总体安排
根据本标段依据施工组织设计,神农隧道位于长治市长治县和晋城市高平市,管段里程及主要工程量如下:
1座隧道(11540m神农隧道),3座隧道辅助坑道(730m、757m、406m),295米路基,无砟轨道及有砟无砟过渡段11540m。
第三章编制原则
以满足业主期望为目标,在深刻理解本标段工程施工的特点、重点、难点的基础上,按照“技术领先、方案可靠、施工科学、组织合理、措施得力”的指导思想,并遵循下列原则编制本方案。
1、遵循招标文件标准条款的原则
本方案的语言规格严格依照招标文件的规定编制,标准统一,格式规范,完全响应招标文件的各项条款。
2、质量保证原则
执行ISO9001标准,进行质量管理。
建立完善的质量管理体系和控制程序,明确工程质量方针、目标,结合本工程特点与实际情况制定切实可行、有效的工程质量保证措施,施工过程严格进行质量管理与控制,确保工程质量在国内同类工程中达到领先水平。
3、技术可靠原则
根据本工程特点,吸收国内外类似工程设计、施工和管理的成熟技术,结合以往施工经验,选择可靠性高、可操作性强的施工技术方案进行施工,确保工程安全、优质、快速地建成。
4、经济合理原则
针对工程的实际情况,本着可靠、经济、合理的原则比选施工方案,并合理配备资源,施工过程实施动态管理,从而使工程施工达到既经济又优质的目标。
5、环保原则
充分调查了解工程周边环境情况,施工紧密结合环境保护进行。
施工中实施文明施工,减少废气、振动、噪声、扬尘污染,杜绝随意排放污水、胡乱丢弃垃圾等对环境的污染。
施工过程实施ISO14000标准,建立环境管理体系和控制程序,进行环境管理。
建设“绿色工地”,实施“环保施工”。
6、人本施工原则
建立、健全消防、安全、保卫、健康体系,以人为本,维护和保障施工人员的安全与健康。
施工过程实施ISO18000标准,建立职业健康安全管理体系和控制程序并严格执行,保证职工的职业健康和安全。
7、风险可控原则
根据我单位类似工程的施工经验和本工程的实际情况,利用类比法对工程的风险进行辨识,并进行分析评估,对风险进行管理控制,减小风险发生的概率,对等级较高的风险制定应急预案,减小风险发生时造成的损害。
第四章现场查看
本段线路所经地区电网密布,主干网有220kV和110kV线,35kV线主要为县级网,10kV及以下电力线路送往各居民点和工矿企业。
各级电网相应变电站分布有序,为本工程施工提供了良好的电源条件。
本工程施工供电采用以地方电源供电为主、自发电为辅的方案。
采用就近由附近变电站引线并架设10kV线路至各施工点,在洞口空压机房附近设置变电房,高压到达工点后通过变电房变压输入施工点域。
神农隧道进口及1号斜井工点可由八义110KV变电站由地方供电公司架设电线杆,接至工点;神农隧道出口、2号斜井及3号斜井工点可由北庄110KV变电站由地方供电公司架设电线杆,沿线路走线就近进行“T”接至工点。
神农隧道进出口及斜井变压器安装位置及安装容量表
序号
工程名称
工程规模(m)
安装里程
安装容量(KVA)
备注
1
神农隧道进口
2070
DK246+675
1315
洞外1台1000,洞内1台315
2
神农隧道1号斜井
2000
DK248+735
1830
洞外1台1000,洞内1台630、1台200
3
神农隧道2号斜井
4585
DK253+600
2910
洞外1台1250、1台400,洞内1台630、2台315
4
神农隧道3号斜井
1315
DK256+400
1315
洞外1台1000,洞内1台315
5
神农隧道出口
1570
DK258+205
1565
洞外1台1250,洞内1台315
合计
8935
第五章供配电系统设计
5.1神农隧道进口
5.1.1用电设备配置
根据该工程实施性施工组织计划,为满足施工要求,神农隧道进口主要用电设备配置见下表5-1-1:
表5-1-1神农隧道进口主要施工用电设备及功率
序号
名称
规格型号
设备数量
设备总容量
备注
一、洞外设备(0.4kV)
1
空压机
20m³
6
792
2
通风机
220KW
1
220
3
生活区
1
150
4
龙门吊
5T
1
15
5
电焊机
BX1-500
4
60
6
钢筋切断机
CQ41
1
2.2
7
砂轮机
2
6
洞外合计
1245.2
二、洞内施工(0.4kV)
1
电焊机
BX1-500
4
120
2
输送泵
HBT60
1
75
3
洞内照明
1
30
4
注浆机
11KW
1
11
5
湿喷机械手
190KW
1
190
6
仰拱栈桥
22KW
1
22
7
水泵
IS125-100-250
2
22
洞内合计
470
总合计
1715
5.1.2各机组负荷计算
根据现场设备配置情况,采用需要系数法进行负荷计算。
有功计算负荷公式:
Pjs(kW)=Kc×Pe(kW)
式中,Pjs(kW)表示为:
有功计算负荷(kW);
Pe(kW)表示为:
设备的额定容量(kW);
Kc表示为:
需要系数。
无功计算负荷公式:
Qjs(kvar)=tanφ×Pjs(kvar)
式中,Qjs(kvar)表示为:
无功计算负荷(kvar);
tanφ表示为:
用电设备组的cosφ的正切值;
cosφ表示为:
用电设备组的平均功率因素。
视在计算负荷公式:
S(kVA)=Pjs(kW)/cosφ
计算电流公式:
Ijs(A)=S(kVA)/(
·Vi)(A)
式中,Vi表示为电压(V)。
表5-1-2神农隧道进口负荷计算表
序号
用电设
备名称
规格型号
台数
设备容量Pe(KW)
需要系数Kc
电压V
COSφ
tanφ
计算负荷
Pjs(kW)
Qjs(kvar)
S(kVA)
Ijs(A)
一、洞外设备(0.4kV)
1
空压机
20m³
6
132
0.8
380
0.85
0.62
633.6
393
745
1133
2
通风机
220KW
1
220
0.8
380
0.85
0.62
176
109
207
315
3
生活区
1
150
1
220
1
0.00
150
0
150
394
4
龙门吊
5T
1
15
0.5
380
0.85
0.62
7.5
5
9
13
5
电焊机
BX1-500
2
30
0.5
380
0.5
1.73
30
52
60
91
6
钢筋切断机
CQ41
1
2.2
0.6
380
0.85
0.62
1.32
0.8
1.6
2.4
7
砂轮机
2
3
0.6
380
0.85
0.62
3.6
2.2
4.2
6.4
洞外合计
1002
561
1177
1954
二、洞内施工(0.4kV)
1
电焊机
BX1-500
4
30
0.5
380
0.5
1.73
60
104
120
182
2
输送泵
HBT60
1
75
0.6
380
0.85
0.62
45
28
53
80
3
洞内照明
1
30
1
220
1
0.00
30
0
30
79
4
注浆机
11KW
1
11
0.6
380
0.85
0.62
7
4
8
12
5
湿喷机械手
190KW
1
190
0.6
380
0.85
0.62
114
71
134
204
仰拱栈桥
22KW
1
22
0.6
380
0.85
0.62
13
8
16
24
6
水泵
IS125-100-250
2
11
0.75
380
0.85
0.75
17
12
19
29
洞内合计
285
227
380
610
总合计
1287
789
1557
2564
5.1.3总负荷和总电流计算
由于用电设备的类型多样,在计算总用电负荷时,应该考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素。
故采用下列计算公式计算:
Pjs总(kW)=K总×ΣPjsi(kW)
Qjs总(kvar)=K总×ΣQjsi(kvar)
式中,ΣPjsi、ΣQjsi分别为各组设备的有功和无功计算负荷之和。
总的视在计算负荷为:
S总(kVA)=
(kVA)
总的计算电流为:
Ijs总(A)=S总(kVA)/(
·V)(A)
式中,V表示为电压(V)。
1、洞外设备及生活办公区总负荷和总电流计算可得:
Pjs总(kW)=1002(kW)
Qjs总(kvar)=561(kvar)
S总(kVA)=1177(kVA)
Ijs总(A)=1954(A)
2、洞内设备总负荷和总电流计算可得:
Pjs总(kW)=258(kW)
Qjs总(kvar)=227(kvar)
S总(kVA)=380(kVA)
Ijs总(A)=610(A)
5.1.4选择变压器
5.1.4.1洞外设备及生活区变压器选择
由上述计算可知,洞外设备及生活区低压侧有功计算负荷(Pjs总)为1002kW,无功计算负荷(Qjs总)为561kvar,总的视在负荷(S总)为1177KVA,因此拟选用一台S11-1000/10/0.4型号的变压器;假设功率因数(cosφ
(1))达到0.92。
1)、功率补偿前,功率因素为:
cosφ
(2)=Pjs总/S总=1002/1177=0.85
2)、低压侧需装设的并联电容容量(Qc):
Qc=Pjs总*(tan(arccos(cosφ
(2)))-tan(arccos(cosφ
(1))))(kvar)
=191(kvar)
3)、功率补偿后,变压器容量(S’总):
S’总(kVA)=
(kVA)
=931(kVA)
综上所述,选择一台S11-1000/10/0.4型号的变压器可以满足施工供电要求。
5.1.4.2洞内变压器选择
由上述计算可知,隧道内变电所低压侧有功计算负荷(Pjs总)为285kW,无功计算负荷(Qjs总)为227kvar,总的视在负荷(S1总)为380KVA,隧道内拟用一台S11-315/10/0.4型号的变压器,;假设功率因数(cosφ
(1))达到0.75。
1)、功率补偿前,变电所低压侧的功率因素为:
cosφ
(2)=Pjs总/S总=285/380=0.75
2)、低压侧需装设的并联电容容量(Qc):
Qc=Pjs总*(tan(arccos(cosφ
(2)))-tan(arccos(cosφ
(1))))(kvar)
=129(kvar)
3)、功率补偿后,变压器容量(S’总):
S总(kVA)=
(kVA)
=268(kVA)
综上所述,一台S11-315/10/0.4型号的变压器可以满足施工供电要求。
5.2神农隧道1号斜井
5.2.1用电设备配置
根据该工程实施性施工组织计划,为满足施工要求,神农隧道1号斜井主要用电设备配置见下表5-2-1:
表5-2-1神农隧道1号斜井主要施工用电设备及功率
序号
用电设
备名称
规格型号
台数
设备容量Pe(KW)
备注
一、洞外设备(0.4kV)
1
通风机
264KW
1
264
2
搅拌机
HZS90
2
290
3
碎石机
1
225
4
生活区
1
150
5
龙门吊
5T
1
15
6
电焊机
BX1-500
2
60
7
切断机
CQ41
1
2.2
8
砂轮机
2
6
洞外合计
1012
二、洞内施工(0.4kV)
1
湿喷机械手
190KW
1
190
2
凿岩台车
三臂
2
400
3
电焊机
BX1-500
4
120
4
输送泵
HBT60
1
75
5
注浆机
11KW
1
11
6
仰拱栈桥
22KW
1
22
7
水泵
IS200-150-250
2
74
8
洞内照明
1
30
9
水泵
MD360-40*3
2
370
洞内合计
1292
总合计
2304
5.2.2各机组负荷计算
根据现场设备配置情况,采用需要系数法进行负荷计算。
有功计算负荷公式:
Pjs(kW)=Kc×Pe(kW)
式中,Pjs(kW)表示为:
有功计算负荷(kW);
Pe(kW)表示为:
设备的额定容量(kW);
Kc表示为:
需要系数。
无功计算负荷公式:
Qjs(kvar)=tanφ×Pjs(kvar)
式中,Qjs(kvar)表示为:
无功计算负荷(kvar);
tanφ表示为:
用电设备组的cosφ的正切值;
cosφ表示为:
用电设备组的平均功率因素。
视在计算负荷公式:
S(kVA)=Pjs(kW)/cosφ
计算电流公式:
Ijs(A)=S(kVA)/(
·Vi)(A)
式中,Vi表示为电压(V)。
计算结果详见表5-2-2:
表5-2-2神农隧道1号斜井负荷计算表
序号
用电设
备名称
规格型号
台数
设备容量Pe(KW)
需要系数Kc
电压V
COSφ
tanφ
计算负荷
Pjs(kW)
Qjs(kvar)
S(kVA)
Ijs(A)
一、洞外设备(0.4kV)
1
通风机
264KW
1
264
0.8
380
0.85
0.62
211.2
131
248
378
2
搅拌机
HZS90
2
145
0.8
380
0.85
0.62
232
144
273
415
3
碎石机
1
225
0.8
380
0.85
0.62
180
112
212
322
4
生活区
1
150
1
220
0.85
0.62
150
93
176
463
5
龙门吊
5T
1
15
0.5
380
0.85
0.62
7.5
5
9
13
6
电焊机
BX1-500
2
30
0.5
380
0.5
1.73
30
52
60
91
7
切断机
CQ41
1
2.2
0.6
380
0.85
0.62
1.32
0.8
1.6
2.4
8
砂轮机
2
3
0.6
380
0.85
0.62
3.6
2.2
4.2
6.4
洞外合计
816
539
984
1690
二、洞内施工(0.4kV)
1
湿喷机械手
190KW
1
190
0.6
380
0.85
0.62
114
71
134
204
2
凿岩台车
三臂
2
200
0.6
380
0.85
0.62
240
149
282
429
3
电焊机
BX1-500
4
30
0.5
380
0.5
1.73
60
104
120
182
4
输送泵
HBT60
1
75
0.6
380
0.85
0.62
45
28
53
80
5
注浆机
11KW
1
11
0.6
380
0.85
0.62
7
4
8
12
6
仰拱栈桥
22KW
1
22
0.6
380
0.85
0.62
13
8
16
24
7
水泵
IS200-150-250
2
37
0.75
380
0.85
0.62
56
34
65
99
8
洞内照明
1
30
1
220
1
0.00
30
0
30
79
9
水泵
MD360-40*3
2
185
0.75
380
0.85
0.75
278
208
326
496
洞内合计
842
606
1034
1605
总合计
1657
1145
2019
3295
5.2.3总负荷和总电流计算
由于用电设备的类型多样,在计算总用电负荷时,应该考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素。
故采用下列计算公式计算:
Pjs总(kW)=K总×ΣPjsi(kW)
Qjs总(kvar)=K总×ΣQjsi(kvar)
式中,ΣPjsi、ΣQjsi分别为各组设备的有功和无功计算负荷之和。
总的视在计算负荷为:
S总(kVA)=
(kVA)
总的计算电流为:
Ijs总(A)=S总(kVA)/(
·V)(A)
式中,V表示为电压(V)。
1、洞外设备及生活办公区总负荷和总电流计算可得:
Pjs总(kW)=816(kW)
Qjs总(kvar)=539(kvar)
S总(kVA)=984(kVA)
Ijs总(A)=1690(A)
2、洞内设备总负荷和总电流计算可得:
Pjs总(kW)=842(kW)
Qjs总(kvar)=606(kvar)
S总(kVA)=1034(kVA)
Ijs总(A)=1605(A)
5.2.4选择变压器
5.2.4.1洞外设备及生活区变压器选择
由上述计算可知,洞外设备及生活区低压侧有功计算负荷(Pjs总)为816kW,无功计算负荷(Qjs总)为539kvar,总的视在负荷(S总)为984KVA,因此拟选用一台S11-1000/10/0.4型号的变压器;假设功率因数(cosφ
(1))达到0.92。
1)、功率补偿前,功率因素为:
cosφ
(2)=Pjs总/S总=816/984=0.83
2)、低压侧需装设的并联电容容量(Qc):
Qc=Pjs总*(tan(arccos(cosφ
(2)))-tan(arccos(cosφ
(1))))(kvar)
=203(kvar)
3)、功率补偿后,变压器容量(S’总):
S总(kVA)=
(kVA)
=744(kVA)
综上所述,选择一台S11-1000/10/0.4型号的变压器可以满足施工供电要求。
5.2.4.2洞内变压器选择
由上述计算可知,变电所低压侧有功计算负荷(Pjs总)为842kW,无功计算负荷(Qjs总)为606kvar,总的视在负荷(S1总)为1034KVA,因此拟选用一台S11-630/10/0.4和一台S11-200/10/0.4型号的变压器;假设功率因数(cosφ
(1))达到0.92。
1)、功率补偿前,变电所低压侧的功率因素为:
cosφ
(2)=Pjs总/S总=842/1034=0.81
2)、低压侧需装设的并联电容容量(Qc):
Qc=Pjs总*(tan(arccos(cosφ
(2)))-tan(arccos(cosφ
(1))))(kvar)
=243(kvar)
3)、功率补偿后,变压器容量(S’总):
S总(kVA)=
(kVA)
=759(kVA)
综上所述,选择一台S11-630/10/0.4及S11-200/10/0.4型号的变压器可以满足施工供电要求。
5.3神农隧道2号斜井
5.3.1用电设备配置
根据该工程实施性施工组织计划,为满足施工要求,神农隧道2号斜井主要用电设备配置见下表5-3-1:
表5-3-1神农隧道2号斜井主要施工用电设备及功率
序号
用电设
备名称
规格型号
台数
设备容量Pe(KW)
备注
一、洞外设备(0.4kV)
1
空压机
20m³
6
792
2
通风机
264KW
1
264
3
通风机
370KW
1
370
4
通风机
37KW
2
74
5
碎石机
1
225
6
生活区
1
150
7
龙门吊
5T
1
15
8
电焊机
BX1-500
2
60
9
切断机
CQ41
1
2.2
10
砂轮机
2
6
11
搅拌机
145KW
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