防汛碼頭變配電設計方案優(yōu)選及其分析

張政凱　宋　靜　宋　佳

(1.江蘇省淮河入海水道工程管理處，江蘇 淮安　223200；2.昆山市財政投資評審中心，江蘇 昆山　215300)

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防汛碼頭變配電設計方案優(yōu)選及其分析

張政凱1宋靜2宋佳1

(1.江蘇省淮河入海水道工程管理處，江蘇 淮安223200；2.昆山市財政投資評審中心，江蘇 昆山215300)

【摘要】大運河立交防汛碼頭增加吊裝設備后，功率加大，變配電系統(tǒng)不能滿足新負荷要求，需要進行更新。運行管理單位從經(jīng)濟、適用、安全的原則出發(fā)，對現(xiàn)有變配電設備和用電負荷進行統(tǒng)計分析，優(yōu)選出一套防汛碼頭變配電設計方案，節(jié)省了投資，保證了工程設備的安全運行。

【關鍵詞】變壓器容量；最大負荷；變配電；優(yōu)選；設計方案

1概況

淮河入海水道大運河立交工程防汛碼頭位于淮河入海水道與京杭運河交匯處東北側(cè)，擔負著石塊、黃砂等防汛物資的吊裝任務。原動力和照明電源由大運河立交工程下游10kV配電間經(jīng)S9-125 10/0.4kV變壓器降為400V電源，再由VV3×75+50mm2電力電纜送至防汛碼頭配電箱，為兩臺小型塔吊提供電源。隨著防汛物資吞吐量的提高，新增了兩臺65kW的塔吊，設備功率增加后，原有變配電系統(tǒng)已不能滿足新的負荷要求。針對實際情況，本著節(jié)約成本、施工便捷的原則設計了一套新的變配電系統(tǒng)方案，以滿足防汛碼頭新設備用電要求。

2原有變配電方式及容量情況

大運河立交工程原變配電方式為：由市供電局35kV楊廟372線經(jīng)大運河立交35kV變電所SZ9-1250/35主變壓器降至10kV電壓等級后，經(jīng)三路3×35mm210kV電纜分至大運河立交上游配電間10kV進線柜、立交地涵下游門機庫后配電間10kV進線柜(延續(xù)至管理辦公區(qū)箱變)、古鹽河穿堤涵洞10kV進線柜，由各點10/0.4kV變壓器降壓后為各工程提供400V動力和照明電源，各點變壓器容量見表1。

表1　變配電設備容量

由上表看出目前理論允許增加容量為1250-(80+80+125+630)=335kVA。

3優(yōu)選設計方案

由于防汛碼頭新增大塔吊兩臺，功率為每臺65kW共130kW，再加上原有兩臺小塔吊及輸送機和照明等，其最大負荷可達到228kW(見表2)，而大運河立交工程下游的清安河穿堤涵洞與防汛碼頭目前共用一臺變壓器，所需最大負荷為24kW(見表2)，則該變壓器400V供電總負荷將達252kW，按功率因數(shù)0.8計，需變壓器容量為315kVA。原有立交下游門機庫后配電間為碼頭和清安河地涵供電的125kVA變壓器已不能滿足供電要求，需對變配電系統(tǒng)進行更新，增加190kVA的供電容量，才能滿足防汛碼頭及清安河穿堤涵洞工程運行的需要。設計時可對變壓器進行增容，直接更換成大容量變壓器，也可采用新的變配電方式。

表2　最大用電負荷估算統(tǒng)計

續(xù)表

3.1設計方案一

原有125kVA變壓器繼續(xù)運行，為清安河穿堤涵洞提供400V動力和照明電源，在防汛碼頭處安裝一臺500kVA變壓器，鋪設一根約300m長3×25mm2的10kV電纜，從門機庫后配電間變壓器柜將10kV電源引至防汛碼頭新架變壓器處，并配套相應的設施，考慮碼頭電氣設備以感性負載電動機為主，設計時增設一套無功補償裝置，以減少線路功率損耗。

在10kV網(wǎng)絡中增設一臺500kVA變壓器，則10kV網(wǎng)路的變壓器裝配總?cè)萘繉⑦_：80+80+630+125+500=1415kVA，超過35kV變電所主變?nèi)萘?1415-1250=165kVA)。運行時可對下游門機庫后配電間10kV進線柜內(nèi)過電流保護的整定值進行調(diào)整，并合理選用跌落式熔斷器熔芯來控制用電負荷在250kVA左右，總負荷不超過1250kVA主變壓器容量。該方案預算經(jīng)費13.7萬元(實際施工時是利用了一臺現(xiàn)有的閑置舊變壓器，最終成本只有8.7萬元)。

3.2設計方案二

將現(xiàn)有125kVA變壓器拆除，更換為315kVA的變壓器，同時增設一根約400m長3×150mm2+70mm2的400V電纜，并配套相應的設施，為防汛碼頭和清安河穿堤涵洞供電。在防汛碼頭安裝無功補償裝置一套，以利于提高供電效率，降低功率損耗。該方案預算經(jīng)費19.8萬元。

3.3設計方案三

原有125kVA變壓器不動，新購置250kVA預裝式變電站或箱變(配套相應的計量、保護和無功補償?shù)妊b置)安裝至防汛碼頭，鋪設一根約300m長3×25mm2的10kV電纜，從門機庫后配電間變壓器柜將10kV電源引至預裝式變電站，為防汛碼頭供電。該方案預算經(jīng)費18.5萬元。

3.4方案選擇

上述三種方案中設計方案一成本低，便于管理，還充利分用閑置設備，在碼頭處新建變壓器基礎、電纜埋設等獨立施工不影響工程運行停電；方案二需要拆除原變壓器，原125KVA變壓器位于下游門機庫后護坡位置，新建基礎施工不便，而防汛碼頭需要斷電3～5d，施工方案可控性不高，而且投資較高；方案三雖然也滿足電網(wǎng)變配電的要求，外表比較美觀又有利于安全運行和管理，擔投資還是相對較高。

從節(jié)省投資、施工便捷、便于維護的原則綜合考慮選擇了方案一。在防汛碼頭新建變壓器基礎一座，新制作一套接地系統(tǒng)，安裝10kV跌落式熔斷器和避雷器一組，用以保護電纜及變壓器，跌落式熔斷器配15A熔芯，限制用電負荷在250kVA以下。安裝一臺戶外不銹鋼防雨型配電柜，內(nèi)裝計量裝置、電流互感器、電壓表、電流表、指示燈、斷路器等設備，用以計量、指示和低壓側(cè)配電保護，分四路對外提供400V電源，以滿足防汛碼頭動力和照明用電要求。更換下游10kV配電間變壓器柜出線保護熔斷器，調(diào)整進線柜過流保護整定值為21.7A，確保該支路的供電負荷不超過375kVA。則10kV網(wǎng)路的配電總?cè)萘繛?0+80+630+375=1165kVA。

4電纜載流量分析

5控制設備容量分析

6最大負荷估算分析

7結(jié)語

變配電系統(tǒng)更新后大運河立交工程35kV變電所主變還有剩余容量85kVA，完全能滿足整個大運河立交工程的變配電安全運行和防汛碼頭用電負荷要求，又能充分利用閑置的變壓器，變廢為寶，節(jié)省了工程維修經(jīng)費，變配電設備已安全可靠運行至今。

Analysis on the optimal selection of flood prevention wharf power transformation and distribution design scheme

ZHANG Zhengkai1, SONG Jing2, SONG Jia1

(1.JiangsuHuaiheRiverFloodwayEngineeringManagementDepartment,Huai’an223200,China;2.KunshanFinancialInvestmentReviewCenter,Kunshan215300,China)

Abstract:After lifting equipment is increased at The Grand Canal Interchange Flood Prevention Wharf, the power is increased and power transformation and distribution system cannot meet the requirement of new load and needs to be upgraded. From the principles of economy, applicability and safety, operation management unit makes the statistic analysis of existing power transformation and distribution equipment and power load, and selects a set of flood prevention wharf power transformation and distribution design scheme, which saves the investment and guarantees the safe operation of engineering equipment.

Key words:transformer capacity; maximum load; power transformation and distribution; optimal selection; design scheme

DOI:10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2016.05.019

中圖分類號：TM72

文獻標識碼：A

文章編號：1673-8241(2016)05- 0067- 04