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龙滩水电站大坝工程施工供电线路设计及施工:广西龙滩水电站

时间:2019-02-07 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

  [摘要]龙滩水电站大坝目前是世界最高的碾压混凝土重力坝之一。大坝工程所需的施工供电设备安装容量约为5.0万KVA,计算负荷约为3.3万KW,相当于一座县城的用电负荷。由于龙滩水电站工地地形等原因,大坝工程施工供电的10个回路全采用同杆双回路布线;大坝工程施工供电线路至目前已运行近5年,为大坝工程施工提供了强大而可靠的电力,满足了工程施工用电的需要。
  [关键词]龙滩水电站;大坝工程;施工供电线路;电压等级;同杆双回路;联络开关
  Abstract]: Longtan Hydropower Station Dam is one of the world"s highest roller compacted concrete gravity dam. Dam project required the construction of power supply equipment installed capacity of about 50,000 KVA, the computational load of about 33,000 KW, which is equivalent to a county"s electricity load. Due to Longtan Hydropower Station site topography and other reasons, 10 of the Dam Construction of the power supply circuit full adopt dual-circuit wiring of the same pole; Dam Construction of the power supply line has been running for nearly five years, provides a powerful and reliable electricity for dam construction, to meet the needs of the construction of electricity.[Key words]; Longtan Hydropower Station; dam project; construction of power lines; voltage level; with Double-loop; contact switch
  中图分类号:TV7文献标识码:A文章编号:
  1、工程概况
   龙滩工程设计总装机容量为630万千瓦,水库正常蓄水位400米,总库容273亿立方米,是国内在建的仅次于长江三峡特大型水电工程。龙滩水电站大坝是碾压混凝土重力坝,最大坝高216.5米,坝顶长836.5米,坝体混凝土方量约为730万立方米;于2003年11月截流,2006年9月蓄水,2007年5月第一台机组发电。混凝土年高峰浇筑量300余万立方米,工期紧,工程量大。为保证大坝工程施工,所用的大中型电气设备300余台(安装容量达5.0万KVA,计算负荷约3.3万KW)安全运行,如何为这些设备建立一个完善的安全的供电系统,是必须考虑的问题。
  2、供电线路设计方案
  2.1电源点
  业主从南丹县境内的车河设2回110kV线路至工地,在右岸坝轴线下游800m(高程400.00m)处建立工地110kV施工变电所,安装2台31.5MVA的变压器。110kV变电所共引出22回线向整个施工区供电,其中业主为大坝工程施工段提供10个10KV回路接口,右岸施工用电8个回路直接在110KV变电所接线,左岸用电2个回路从左岸10kV开闭所接线。
  2.2 大坝工程供电范围及高峰负荷
   2.2.1施工供电线路供电范围
   混凝土生产系统、大坝基坑开挖、围堰施工、基坑排水、混凝土浇筑、灌浆作业、下游河道整治等主体工程以及为完成主体工程而配备的缆机、塔带机、塔机、顶带机、供料线、压气站、施工机械修理厂、停放场、加工厂、预制厂、施工照明等。
   2.2.2施工高峰负荷情况
   根据施工总进度、施工布置以及各种设备的配置情况,施工高峰负荷约为:33000KW。按电压等级分:
   高压负荷:缆机、顶带机、塔带机、塔机及混凝土生产系统中的高压设备为10KV用电设备,计算负荷约14000KW;电吊等6KV高压设备负荷,计算负荷约2000KW。
   低压负荷:主要由主体工程施工的缆机副塔、混凝土生产系统、泵站、压气站、工区内各辅助工厂以及办公生活区等380V/220V低压设备组成,计算负荷约17000 KW。
   6KV高压变压器2台;380V/220V低压变压器22台。
  2.3负荷分布和布线的选择
   在进行布线考虑时,到现场进行现场实地勘测,遇到了一个比较具体的问题:
   2.3.1负荷分布太广,覆盖了整个工地,见图一。
  
  
  
   2.3.2其它标段Ⅰ标、Ⅱ标、Ⅳ标等工程正在施工,其10KV施工电线不能拆除,它们已布置在工地全处了,电杆的位置已被占用,同时龙滩水电站施工区地形狭窄。如果按常规布线,会造成了有些档距极大,大大超出了规范的极限。
   2.3.3大坝标有些负荷较集中,只布置一个回路,线径会选择很大,对施工带来难度。综合考虑,以安全、经济为原则经过多次的实地勘测和技术论证,确定龙滩水电站大坝工程10KV施工供电线路共10个回路,全采用同杆双回路设计。经过近5年运行,仍保持着良好的运行状态,为大坝工程施工提供了强大而可靠的电力,满足了工程施工用电的需要。
   2.4同杆双回路问题的解决
   2.4.1同杆双回技术问题
   同杆双回路存在的两个关键问题:第一个问题,两个回路在同一杆上,受力较大,如果受力不均,易产生倒杆、断杆问题。第二个问题,两个回路在同一杆上,线距较近。弧垂过小,导线受力过大降低了安全系数,气温再降低时,可能导线过紧而发生断线事故。弧垂过大,气温上升对地的距离减小影响安全运行;另外风力等外力也易产生导线闪络造成事故。
   2.4.2解决新课题的技术方案
   (1)对于第一个问题提出两个解决的方案,第一把电杆改为线塔,但成本要增加,同时施工的位置多在山顶,又无运输道路和施工电源,施工难度大,也要增加并且工期上也要延误;被领导否肯。第二个针对混凝土电杆脆性的特点,经过受力分析造成混凝土电杆受力不均,主要是因为拉线和电杆埋设不当。所以在设计中要求对施工单位提出了:施工中要除了满足《架空送电线路施工及验收规范》相关的要求外:一、坑深需用水准仪观测,提高观测精度;二、当坑深超深值在100mm至300mm之间时,必填土夯实处理;三、坑深超深值超过300mm以上时,铺石灌浆处理;四、拉线坑如超深后对拉线条盘安装位置与方向有影响时,也以填土夯实处理。保证电杆受力符合要求。
   2.4.2对于第二个问题,查阅了相关资料,解决的办法主要是弧垂的正确观测。
   弧垂的观测法,一般有等长法、异长法、角度法和张力紧线法等,现介绍在施工中常用等长法和异长法。并且专门对施工单位施工专门进行了培训。
   2.4.2.1等长法(即平行四边形法)。等长法为施工最常用的观测弧垂的方法,施工班组容易掌握,而且观测精度较高,如图二所示。
  
  
  
   在A、B杆各挂弧垂尺,从架空线悬挂点起始向下量出需测弧垂f,结扎一横观测板,调整架空线张力至A、B杆的横尺与导线最低点目测成一直线时,此架空线的弧垂,即为要求的f值。
   在两杆塔悬挂点高低差不大的情况下,采用等长法观测弧垂比较精确,若悬点高差较大,宜采用异长法观测弧垂。
   2.4.2.2异长法,采用异长法测弧垂比等长法多一步手续,图三的A、B两杆悬挂的弧垂板数值,与弧垂f的关系为:√a+√b=2√f,由此得f=1/2(√a+√b)2 或a=(2√f-√b)
   在B杆挂一弧垂板,选择适当的b值,目的是使视线切点尽量接近架空线弧垂的底部,根据要求的f值,由上式即可算出A杆弧垂板的a值,再用等长法相同的测视方法,调整导线张力,A、B弧垂板与架空线的最低点底部成一直线,此时的弧垂即为要求的f值。
  2.5、无功补偿和事故备用及应急电源考虑
   2.5.1无功补偿,介于110KV变电所已配有无功补偿,保证功率因素不小于0.9,对于一般小容量用电设备没有配置补偿装置,但对于混凝土生产系统等大中型设备配置了补偿装置,设有电容柜,以保证供电质量。
   2.5.2事故应急备用电源,配置两台200KVA柴油发电机组作为备用电源,布置在大坝基坑附近,前期主要满足突然事故停电时基坑开挖排水、防洪排水、抢险照明等用电,后期主要满足突然事故停电时大坝浇筑等施工用电。
  2.6导线线径选择
   采用同杆双回路,解决了供电线路布线问题。在考虑线导线径选择时,结合负荷分布情况,更加完善线路设计思路。若设计时,考虑在同杆双回路负荷集中处设置一联络开关,其优点是:一、若是变电所一个回路需要检修或出现了大修事故,我们可以通过联络开关快速恢复双回路正常供电;二、若一个回路从变电所至联络开关这段线路中有了故障,我们可以通过联络开关隔离故障,快速恢复双回路正常供电。
   所以在每回路导线线径选择时,以计算负荷进行选择,在此基础上加上同杆的另一回路上计算负荷的1/3。目的是在保证本线路的正常运行外,可以及时为故障线路中的设备送电,以保证生产及时恢复正常。在近5年的运行中,变电站多次事故停电,但施工用电未受到影响,为大坝顺利施工起到了极大的保障作用。这又是同杆双回路的意外收获。同时还有一个收获就是如此选择导线线径后,电压降最大的才为4.2%,所以在运行后电耗也比较小。
  2.6.1右岸缆机线路
   右岸缆机线路主要是供:右岸缆机、纳福堡预制厂、上游靠船墩、上游基坑排水及右岸大坝上游侧施工用电。设备设计容量约为5000 KVA,其中右岸2台缆机容量为2×1200 KVA。线路从110KV变电所采用同杆双回路到右岸缆机平台,一回路为缆机专用,另一回路经纳福堡到上游围堰,设计每回路额定容量:3600KVA,总容量为:7200KVA;联络开关安装在右岸缆机平台。架空线选用LGJ-50,长度4150米;电缆选用YJV22-3×70,长度520米。
  2.6.2基坑线路
   基坑线路主要是供:下游围堰施工、基坑排水、右岸大坝施工、施工照明、顶带机、塔带机、供料线、右岸空压机、冷水站用电;设备设计容量约为9700 KVA。线路从110KV变电所采用同杆双回路经下游航道一期开挖平台从4#公路到下游围堰,一回路以顶带机、塔带机、供料线为主,一回路经围堰引向基坑供排水和施工用电;设计每回路额定容量:6600KVA,总容量为:13200KVA;联络开关安装下游围堰右岸侧。架空线选LGJ-120,长度2150米;电缆选用YJV22-3×150,长度340米。
  2.6.3左岸线路
   左岸线路主要是供:坝前的左岸混凝土生产系统、雷公滩加工车间、移动塔机及坝后的门机、塔机、金结安装、左岸空压机用电;设备设计容量约为7200 KVA。线路从左岸10KV开闭所采用同杆双回路到左岸缆机平台,一回路为坝前的左岸混凝土生产系统、雷公滩及移动塔机等用电,另一回路为坝后的门机塔机等用电,设计每回路额定容量:5400KVA,总容量为:10800KVA;联络开关安装在左岸缆机平台。架空线选用LGJ-95,长度4700米;电缆选用YJV22-3×120,长度350米。
  2.6.4混凝土生产系统线路
   龙滩大坝工程混凝土用量大,且受施工场地限制,故在右岸?308.5及?360高程各建立一个混凝土生产系统。
   308.5混凝土生产系统线路:设备设计容量为14100 KVA。线路从110KV变电所采用同杆双回路到右岸308.5混凝土生产系统,设计每回路额定容量:8600KVA,总容量为:17200KVA;联络开关安装在308.5混凝土生产系统进场口。架空线选用LGJ-185,长度1250米;电缆选用YJV22-3×240,长度570米。
   360混凝土生产系统线路:设备设计容量为13720 KVA。线路从110KV变电所采用同杆双回路到右岸360混凝土生产系统,设计每回路额定容量:8600KVA,总容量为:17200KVA;联络开关安装在360混凝土生产系统进场口。架空线选用LGJ-185,长度1850米;电缆选用YJV22-3×240,长度520米。
  3、结束语
   2003年9月大坝施工10KV供电线路架设完成,投入运行近5年,仍保持良好的运行状态,满足了大坝工程各阶段施工用电要求。
  这次采用同杆双回路,节约资金缩短施工工期。龙滩大坝工程10KV供电线路约16.4Km;变压器,电动机等大中型用电设备300余台。从开始施工到全部完成,仅用了3个多月时间,节约资金32%。经历过了2005年(年供电量为6.5×107KW?h)和2006年(年供电量为6.0×107KW?h)2个用电高峰年的运行,供用电系统安全可靠,龙滩水电站大坝施工做出了贡献。
  
  注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。

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