廣大鐵路祥云長大隧道配電方案探究

袁長明 戰啟芳

（石家莊鐵路職業技術學院 河北石家莊 050061）

廣大鐵路祥云長大隧道配電方案探究

袁長明 戰啟芳

（石家莊鐵路職業技術學院 河北石家莊 050061）

長大隧道的配電，供電距離長，電壓損失大，影響用電設備的正常工作，采用交流電壓補償器不能有效提高其供電距離，只有采用高壓進洞才能減少電壓損失和電能損失，獲得較好的經濟性，本文就施工初期的低壓進洞及施工中后期的高壓進洞方案進行分析和研究，設計了廣大鐵路祥云隧道高壓配電方案，滿足了施工設備的用電需求，降低了運行成本。

長大隧道配電 供電距離 電壓損失 電能損失

1 工程概況

表1 隧道主洞內用電設備參數表

廣大鐵路祥云隧道為雙線隧道，進口里程D1K141+455，出口里程D1K148+395，隧道全長6940m，最大埋深430m。采用雙向開挖，分期施工，為了保證主洞及平道內用電設備正常工作，滿足電壓損失的要求，必須采取一定的措施，本文主要就施工初期的低壓進洞及施工中后期的高壓進洞方案進行分析和研究，總結經驗，為同類型長大隧道供配電方案提供參考價值。

在施工初期，洞口安裝兩臺電力變壓器，一臺800KVA，一臺630KVA，分別給洞內用電設備和洞口鋼筋加工廠、石料廠、工人生活區等供電，主洞洞內動力負荷采用BLV-240的塑料絕緣鋁芯線三相三線制供電，主要用電設備及其參數見表1。

2 隧道主洞內所有用電設備計算負荷的確定

采用需要系數法，計算主洞內各用電設備的計算負荷為：（1）噴射混凝土三聯機械手的計算負荷為：

（2）6臺BX1-500電焊機的計算負荷為：

3 隧道主洞內低壓配電線路供電有效距離

因隧道主洞內用電設備采用BLV-240的絕緣線供電，為了保證用電設備的端電壓損失不得超過其額定電壓的5%，則其有效供電距離為：

查電工手冊知，BLV-240的絕緣線明敷時 單位長度的電阻、電抗分別為：

由此可見，當隧道內用電負荷較重時，采用低壓進洞的配電方案在施工初期尚能滿足，當進洞深度達到較深時，已不能滿足負荷的需要，必須采用高壓進洞的配電方式。

4 采用交流電壓補償器的低壓進洞配電方式時的供電有效距離

云南祥云隧道，在施工初期，安裝了山西順泰電氣制造有限公司生產的交流工頻電壓補償器，其容量為400KVA，最高輸出電壓可達420V，則最大負荷時供電線路的有效距離為：

若只考慮拖式混凝土輸送泵和噴射混凝土三聯機械手（負荷較重，且為重要負荷）同時工作，而其他負荷都不工作時，其供電線路的有效距離為：

從以上數據可以看出，即使采用了交流電壓補償器，其有效供電距離仍然不大，否則就會影響用電設備的端電壓，進而影響設備的輸出功率，影響作業進度。只有當負荷較輕的負荷工作，而混凝土輸送泵和機械手不工作時，才有可能有較長的供電距離。若想提高供電距離，也可以增加配電線路的導線截面，減小單位長度導線的電阻和電抗，但這樣會增加一次投資。所以隨著施工的不斷推進，供電距離的不斷增加，必須采用高壓進洞的方式供電，祥云隧道主要采用移動變壓器進行高壓配電，這樣不僅能減少電壓損失，而且能減少能耗，節約運行成本。

5 高壓進洞的電能損失與低壓進洞電能損失比較

根據負荷計算，若采用高壓進洞，則變壓器高壓側電纜內的電流可近似計算為：

施工現場選擇ZR—YJLV22—10kV一3×35的鋁芯交聯聚乙烯絕緣細鋼絲鎧裝聚氯乙烯護套35mm2的電力電纜，其在250C時空氣中敷設的允許載流量可達158A，滿足載流量的要求。

滿足電壓損失不超過5%的要求。

高壓進洞與低壓進洞電能損失比較表見表2

表2 高壓進洞與低壓進洞電能損失比較表

備注：電費按每度電0.80元計算，高壓進洞變壓器二次側的低壓負荷，因供電距離較短，其損失忽略不計。

從上表可以看出，低壓進洞不僅電壓損失大，不能滿足負荷需要，影響施工進度，甚至是施工質量，且電能損失大，對施工現場的運營成本大大加大，這些足夠補償高壓進洞方案中的一次投資增加量。

[1]實用電工電子技術手冊編委會.實用電工電子技術手冊.北京:機械工業出版社,2003.

[2]唐志平.供配電技術(第三版).北京:電子工業出版社,2013.

A Study on the Power Supply Programs of Xiangyun Tunnel in Guangtong-Dali Railway

YUAN Chang-ming ZHAN Qi-fang
(Shijiazhuang Institute of Railway Technology Shijiazhuang Hebei 050041 China)

The voltage loss of long distance power supply always affects the normal operation of electrical equipment in the tunnel. AC voltage compensator can not effectively improve its power supply distance. Only by applying the high voltage power supply can reduce the voltage loss and power loss. In this paper, the low voltage power supply at the early stage and the high voltage power supply in the later stage are analyzed; the high voltage power supply programs of Xiangyun tunnel are designed. The construction process shows that the program can meet the electricity demand and reduce the operating cost.

power supply of long and big tunnel power supply distance voltage loss power loss

A

1673-1816(2017)03-0012-04

2016-06-18

袁長明（1970-）男，湖北武穴人，學士，副教授，研究方向電氣工程。

2015年河北省高等學?？茖W技術研究重點項目，項目編號：ZD2015017