热门论文:
  • 本类最新论文
  • 本类热门论文
  • 相关论文
  • 网站首页 > 理工类硕士 > 电力相关 > 地铁盾构施工的供、配电方式浅析
  • 地铁盾构施工的供、配电方式浅析

    作者:佚名 【 2010-1-9 13:49:41 】
    【字体: (右键暂停)

      
      杭州地铁的建设,从2002年6月6日,杭州市地铁集团有限责任公司成立,到2007年3月28日,杭州地铁一期工程正式动工,历经了5年的准备工作,终于全面展开,目前已进入施工的高峰期。
      在地铁的基础建设中,最重要的部分即隧道的施工,目前采用的是盾构隧道施工法,是指使用盾构机,一边控制开挖面及围岩不发生坍塌失稳,一边进行隧道掘进、出渣,并在机内拼装管片形成衬砌、实施壁后注浆,不扰动围岩而修筑隧道的方法。盾构机的所谓“盾”是指保持开挖面稳定性的刀盘和压力舱、支护围岩的盾构钢壳;所谓“构”是指构成隧道衬砌的管片和壁后注浆体。盾构施工的主要原理就是尽可能在不扰动围岩的前提下完成施工,从而最大限度地减少对地面建筑物及地基内埋设物的影响。盾构法施工快速、高质、安全性强。采用这种施工方法,可以基本不影响地上建筑和交通,最大限度地减少对地面建筑物及地基内埋设物的影响,减少地上、地下的大量拆迁,并可有效保护地下水资源。
      由于盾构一般使用于以土为围岩的隧道工程施工中,与岩石围岩不同,土体不具有自立稳定性,所以保持开挖面稳定的系统(盾)就非常重要。而突然的停电,会使盾在停止掘进后由于自身的重力,产生竖向的位移,从而破坏开挖面的稳定,对地面建筑物产生影响;同时突然的停电,也会对隧道内施工面的照明、排水、通风产生影响,威胁到施工人员的安全。因此盾构施工的首要任务是选择确保工程安全和质量的供电方式及电气方案。
      
      一、盾构施工的供电方式
      
      盾构施工的供电方式为10kV高压进线至总配电室,由总配电室10KV出线至盾构机和其他施工用变压器。
      1. 总配电室的供电方式:
      (1) 电源选择
      由于地铁施工的特殊性和重要性,应采用10kV高压双路供电方式,即由10kV供电系统分别接入两路电源。此两路电源宜分别接自两个不同110KV系统变电所的10KV母线,并且为专用电缆线路,以保证供电的可靠性;如前述条件较难实现,可考虑两路电源分别接自同一110KV系统变电所的不同10KV母线;如确应10kV供电系统原因,难以实现上述方案的,则必须保证由两路不同10KV线路供电的供电方式。
      (2) 联锁方式
      应采用10kV高压双路常供,母线分段带联络开关的方式。母线联络开关和两路高压进线开关互为联锁,通过联锁装置,三个开关只能有两个处于闭合状态。平时母线联络开关处于断开位置,10kV高压双路电源都接入;如一路10kV高压进线停电,则断开此高压进线开关,合上母线联络开关,将所有设备都由另一路10kV高压进线供电。
      如上述方式无法实现,应采用高压接线为单母线,10kV高压双路电源供电,两路进线一供一备,机械连锁,先断后通。如一路10kV高压进线停电,则断开此高压进线开关,合上另一路10kV高压进线开关,将所有设备都由此路10kV高压进线供电。
      (3) 总配电室的选址
      总配电室位置的选择,应根据下列要求经技术、经济比较确定:
      一、接近负荷中心;二、进出线方便;三、接近电源侧;四、设备运输方便;五、不应设在有剧烈振动或高温的场所;六、不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所,当无法远离时,不应设在污染源盛行风向的下风侧;七、不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方,且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方,当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时,应符合现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的规定;八、不应设在地势低洼和可能积水的场所。
      2. 盾构机的10KV供电方式
       由于采用上述方式,已经可以保证盾构机的可靠供电,盾构机的进线可采用从总配电室10KV出线柜单独设一路出线至盾构机。考虑到地铁施工工地的特殊性,进线需穿越地面工程区域和地下隧道工程区域,同时在地下隧道工程区域内还有对接、移动等要求,故应采用铜芯橡皮绝缘橡皮护套矿用软电缆作为进线电缆。要求其具备以下特点:
      (1) 结构: 1)导体采用镀锡铜导线;
      2)绝缘采用乙丙橡皮;
      3)护套采用氯丁橡皮;
      (2) 工作温度: 1)电缆导体最高额定温度为90度 ;
       2)短路时(不超过5秒)电缆导体温度不超过200度;
       3)最低环境温度-10度。
      此电缆在地面部分应采用沟体或穿管直埋法,但应标注清楚具体路径,以防施工挖掘不当造成对电缆的损害;在进入隧道工程区域后,宜采用明敷法,将电缆沿隧道管壁用固定件固定,直至盾构机附带的工作用车,并留好足够的盘度,使盾构机掘进时,电缆能同期跟进。
      3. 施工用变压器的供电方式
      施工用变压器承担了地下隧道用电负荷(主要有照明、排水、通风等)和车站施工用电负荷(主要有起重设备、排水、照明及生活用电)。可采用从总配电室10KV出线柜单独设一路出线至施工用变压器,一般一个施工标段宜采用两台施工用变压器,这两台施工用变压器低压母线通过联络开关连接,在任意一台变压器故障的情况下,可通过低压母线联络开关将此变压器所带的重要负荷切换到另一台变压器的低压母线上。
      对如果停电就会引起严重危害情况的用电设备(如隧道照明、通风、排水等),建议另备用保安电源如柴油发电机,以保证在外接电源发生故障,全部停电的状况下,能将威胁降低到最小程度。
      
      二、盾构施工的设备选择
      
      1. 盾构用电计算负荷 盾构计算负荷是选择盾构电力变压器和高压开关设备的主要技术参数。 盾构用电计算负荷的计算可参照公式(1~3):
      
      式中:
      n --盾构在推进工况条件下运行的用电设备总数;
      i --盾构在推进工况条件下运行的动力设备序列号;
      Q --盾构用电计算负荷kVA;
      Si--盾构推进状态下用电设备i的视在功率kVAR;
      Pi--盾构推进状态下用电设备i的有功功率kW。
      2. 盾构用电力变压器的选择
      (1) 变压器的额定负荷应大于盾构设备计算负荷。
      (2) 盾构电力变压器宜选用不燃或难燃型变压器。
      (3) 盾构电力变压器的三相线圈中应设测温元件,配有温度检测仪。
      (4) 盾构电力变压器保护外壳与带电体间距、接线铜排间的间距及带电体与外壳之间间距必须符合规范要求,应考虑具有散热效果的通风口和风道,通风口和风道的尺寸应能保证散热,应设置满足通风要求的冷却风扇。
      综合以上要求,盾构用电力变压器应选用环氧浇注干式变压器,其具有:浇注线圈的整体机械强度好,耐受短路的能力强;耐受冲击过电压的性能好;基准冲击水平(BIL)值高;防潮及耐腐蚀性能好,尤其适合极端恶劣的环境条件下工作;可制造大容量的干式变压器;局放小,运行寿命长;可以立即从备用状态下投入运行而无需预热去潮;损耗低,过负荷能力强等优点,完全符合盾构施工的电气特性和环境要求。
      3. 盾构高压开关柜的选择
      盾构高压开关柜应由1台高压进线柜和2台变压器保护柜组成,高压开关柜内设负荷开关,变压器保护柜内设高压熔断器和负荷开关。高压开关柜的正面应留有足够的操作空间,并配备符合高压操作规程的高压操作工具和用具。
      
      4. 盾构低压配电
      (1) 配电方式和保护
      A、由电力变压器二次侧至用电设备点的配电保护级数一般不应超过三级。电压等级见下表:
      电压等级
      
      
      B、盾构用电设备应采用二级漏电保护措施。
      C、盾构内独立配电柜的电源进线应设置电源总开关;变压器二次出线端应设置总断路器。
      D、配电系统的保护功能应有漏电保护、短路保护、过载保护、断相(反相)保护和欠电压保护等功能。
      E、低压器件选用按国家规定鉴定合格的产品;各种开关电器的额定值应与其控制用电设备的额定值相适应。
      F、电缆选用具有抗拉、耐油、可弯绕、耐磨损、阻燃性的软电缆。
      G、正常运行情况下,用电设备端子处电压偏差允许值(以额定电压的百分数表示)宜符合下列要求:
      a) 电动机为±5%。
      b) 照明:在一般工作场所为±5%;对于远离配电柜的小面积工作场所,难以满足上述要求时可为+5%、-10%;应急照明、过道照明和警示照明等为+5%、-10%。
      H、系统接地采用电力变压器二次侧中性点的接地系统,利用盾构特大面积的金属外壳为接地点,与电力变压器中性点直接相连,形成一个可靠的接地系统,接线方式不应串接,并同隧道内所有电气设备的金属外壳(如电动机、配电箱柜的外壳)和各台车的金属构架均可靠接地。
      I、功率因数: 系统功率因数在0.8至0.9,功率因数低于0.8应设计和装备无功补偿设备,并做到随其负荷和电压变动及时投入或切除,以提高功率因数。
      5. 盾构照明系统
      盾构照明系统应符合下列要求:a)选择合适的照度。b)限制眩光。c)采用显色指数较高的光源。
      (1) 照明供电
      A、盾构照明系统包括盾构、台车施工区域、盾构内、盾构台车、人行闸的照明供电。盾构及台车等部位的固定灯具宜使用交流220V电源提供照明用电。人行闸等压力容器内部照明应符合相关规范。
      B、手持式、通道位置照明或移动照明灯具应采用安全电压供电。
      C、根据隧道地下施工对照明的特殊性要求,盾构照明回路应主要在施工通道位等设置应急照明, 应急照明功率不得少于照明总功率的20%,应急照明后备时间应不少于30分钟。
      (2) 灯具选用
      A、盾构及台车照明灯具宜选用密闭型防水防尘照明器,防护等级应优于IP54;灯具应符合GB/T 2900.65-2004标准。
      B、照明灯具应采用高光效、长寿命的照明光源。固定区域的照明可选用气体冷光灯等光源,拼装机区域宜考虑采用增色投光灯,重要工作部位应加强局部照明。
      C、在易受机械损伤场所的灯具应加保护网。
      D、不应选用效率低于60%的灯具。
      E、荧光灯具应加电容补偿,补偿后的功率因数应不低于0.8。
      以上是作者对地铁盾构施工宜用的供、配电方式的一些粗浅分析,随着供、配电技术的不断发展,更新、更安全、更可靠的电气设备不断出现,相信地铁盾构施工的供、配电方式将日趋完善。
      

    复制地址 】【 收藏 】 【 打印 】 【 关闭

    联系电话:0591-87230077,13675012021 杨老师、刘老师 电子邮件:papers8@qq.com QQ:250537075,860350187

    版权所有 中华论文库 Copyright (C) 2007-2008

    闽ICP备09069815号