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＝（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）