電力管廊工程中箱式變電站的下沉式安裝

摘" 要：箱式變電站是電力管廊工程中線路和分配電能的重要裝置，在額定電壓10/0.4KV三相交流系統(tǒng)應(yīng)用廣泛。本文結(jié)合古雷開發(fā)區(qū)石化公共管廊工程（電力管廊）第I標(biāo)段鋼結(jié)構(gòu)安裝項(xiàng)目，分析了箱式變電站的配電設(shè)計(jì)和下沉式安裝要點(diǎn)。希望這些安裝經(jīng)驗(yàn)可為同類項(xiàng)目施工提供有益借鑒。

關(guān)鍵詞：電力管廊；箱式變電站；下沉式安裝文章編號(hào)：2095-4085（2024）11-0073-03

作者簡介：黃詩琨（1991—），男，本科，學(xué)士，工程師。研究方向：機(jī)電設(shè)備安裝與管理。

0" 引言

箱式變電站即箱變，這是一種緊湊型成套配電裝置，主要包括電能計(jì)量設(shè)備、無功補(bǔ)償裝置以及高低壓開關(guān)設(shè)備配電變壓器等。箱變具有占地少、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，近年來在電力管廊工程中得到了普遍應(yīng)用。

1" 工程概況

古雷開發(fā)區(qū)石化公共管廊工程（電力管廊）第I標(biāo)段鋼結(jié)構(gòu)安裝項(xiàng)目地點(diǎn)在漳州市古雷開發(fā)區(qū)。路徑起于在建海園變東側(cè)，沿著疏港大道綠化帶西側(cè)及在建公共管廊東側(cè)并與之平行往南走線，沿線依次經(jīng)過次三路、港口路、下堀路、中石化北路、騰龍西路，該段全線長度約7951m。項(xiàng)目包括所有鋼結(jié)構(gòu)拼裝、安裝及附屬設(shè)施安裝。

2" 施工重難點(diǎn)分析

為減少電力管廊工程對(duì)城市環(huán)境的影響，箱式變電站安裝采用下沉式施工工藝。下沉式也叫地埋式，雖然可以節(jié)約變電站安裝的占地空間，但其通風(fēng)、擴(kuò)容或檢修成本較高，需要加強(qiáng)安裝過程管理，切實(shí)提高箱式變電站安裝質(zhì)量。下沉式箱式變電站＞100kVA時(shí)，對(duì)變電站通風(fēng)散熱要求較高，通過地坑散熱難以滿足設(shè)備散熱要求，可結(jié)合工程實(shí)際容量大小在地坑四周設(shè)合適的通風(fēng)孔，同時(shí)加強(qiáng)設(shè)備的防水、降噪措施；下沉式箱式變電站＞500kVA時(shí)，仍無法解決大容量變電器散熱問題。結(jié)合箱式變電站體積和投資成本情況，擴(kuò)展箱式變電站就需占用更多空間，并要增加箱體才能增加出線間隔，但是箱體增加受限于城市空間和環(huán)境限制，需要同步調(diào)整城市整體規(guī)劃。另外，箱式變電站安裝在地下，檢修空間有限，不適合事故搶修等大型檢修設(shè)備工作的開展［1］。

3" 配電設(shè)計(jì)

工程采用三相五線制供電方式，接地采用TN-S系統(tǒng)，并設(shè)置專用的保護(hù)零線；配電系統(tǒng)采用“多級(jí)配電多級(jí)保護(hù)”，同時(shí)末級(jí)開關(guān)箱裝設(shè)30mA或15mA漏電器，0.1s漏電器具有人體觸電保護(hù)功能；配電設(shè)計(jì)堅(jiān)持“一機(jī)一閘一漏一箱”原則，每臺(tái)設(shè)備設(shè)專用的開關(guān)箱；從總箱引出一路用電纜埋地敷設(shè)到臨時(shí)辦公區(qū)，穿過道路的線纜應(yīng)穿鋼管保護(hù)；現(xiàn)場配電采用下沉式敷設(shè)，直埋電纜溝的開挖溝深0.7m，在電纜的上下方鋪設(shè)厚100mm的軟砂土，然后用磚鋪蓋以保護(hù)線纜，回填泥土應(yīng)進(jìn)行標(biāo)識(shí)，平行鋪設(shè)電纜間距≥100mm。

箱式變壓器盤柜背面距圍墻3m，其承臺(tái)基礎(chǔ)0.5m，基礎(chǔ)上用10#槽鋼墊起，箱式變壓器圍護(hù)欄高2m?；A(chǔ)槽鋼、箱式變壓器圍護(hù)欄等應(yīng)可靠接地。箱式變壓器平臺(tái)應(yīng)根據(jù)其產(chǎn)品說明書尺寸進(jìn)行安裝，并距地面500mm。箱式變壓器配電應(yīng)符合《建設(shè)工程施工現(xiàn)場供用電安全規(guī)范》（GB50194-2014）的相關(guān)要求。

箱式變壓器配電線路設(shè)計(jì)包括供電設(shè)計(jì)和配電設(shè)計(jì)。（1）供電設(shè)計(jì)。從10KV高壓線經(jīng)跌落開關(guān)后，由高壓電纜引至箱式變壓器，在箱式變壓器高壓側(cè)安裝電壓互感器和避雷器。在箱式變壓器低壓側(cè)安裝電流互感器、計(jì)量電表、隔離開關(guān)及斷路器，然后到總配電箱輸出。箱式變壓器中性點(diǎn)直接與接地干線相連接，N線與PE線在變配電室漏保前統(tǒng)一接地后分開引出，接地電阻不大于4Ω，采用TN-S的保護(hù)接零系統(tǒng)。（2）配電設(shè)計(jì)。從總配電箱柜引出1#、2#、3#和4#共4路二級(jí)配電箱，分別用電纜直埋引到拼裝場區(qū)和辦公、生活區(qū)，在穿過道路時(shí)需穿鋼管保護(hù)?，F(xiàn)場安全通道和辦公區(qū)域的照明由4#二級(jí)配電箱中單獨(dú)引出；現(xiàn)場工作照明由分電箱中經(jīng)開關(guān)單獨(dú)引出（見圖1）［2］。

4" 下沉式安裝箱式變電站

4.1" 施工準(zhǔn)備

由漳州古雷港開發(fā)區(qū)供電局提供用戶點(diǎn)，經(jīng)外線10KV高壓引下變壓后供臨時(shí)用電。供電系統(tǒng)采用TN-S五線制的接地保護(hù)系統(tǒng)?，F(xiàn)場總配電箱設(shè)置在制作場東側(cè)的箱式變壓器旁。

項(xiàng)目地址靠近海邊，施工場地四周空曠平整，土壤為鹽堿地，當(dāng)?shù)啬昶骄鶞囟?5℃左右，場地土壤電阻率為198Ωm，平均年雷暴日數(shù)94.6d/a。在施工場地準(zhǔn)備6臺(tái)門式起重機(jī)進(jìn)行電力管廊拼裝，門式起重機(jī)高度10m，并設(shè)有防雷保護(hù)裝置。在項(xiàng)目施工范圍內(nèi)，電力管廊拼裝均在固定胎架上進(jìn)行，都是相對(duì)獨(dú)立作業(yè)，不存在交叉作業(yè)，其分配電箱可以進(jìn)行合理分配。施工現(xiàn)場給用電設(shè)備供電時(shí)不存在大型障礙物，為避免影響交通運(yùn)輸通道的正常運(yùn)行，箱式變電站的電纜鋪設(shè)為下沉式鋪設(shè)，且均增設(shè)保護(hù)套管。

4.2" 箱式變電站安裝

根據(jù)計(jì)算，箱式變壓器容量為413.68KVA，因此，選擇箱式630KVA的變壓器（SCL2-630/10）。箱式變壓器安裝在露天平臺(tái)上，臺(tái)高500mm，箱式變壓器應(yīng)采取防雨保護(hù)，四周1m進(jìn)行圍護(hù)，并掛警示標(biāo)記。箱變?cè)谘b卸及就位時(shí)由專人負(fù)責(zé)，箱式變電站吊裝采用起重設(shè)備，利用箱變底座的吊裝孔進(jìn)行吊裝。起重設(shè)備就位后應(yīng)穩(wěn)固且受力均勻，在正式起吊前應(yīng)進(jìn)行試吊。為保證箱變平衡，起吊夾角應(yīng)＜60°，吊裝過程用鋼絲繩對(duì)角拉住設(shè)備，準(zhǔn)確就位后采用地腳螺栓進(jìn)行固定，箱變應(yīng)安放平整。箱變安裝應(yīng)緩慢進(jìn)行，要避免吊裝過程發(fā)生碰撞或沖擊，以免造成箱變外觀出現(xiàn)裂紋或損壞。箱變就位調(diào)穩(wěn)后焊接牢固或用地腳螺栓進(jìn)行固定，同時(shí)做好安全防護(hù)措施。箱變安裝要求垂直傾斜角＜5°，25℃空氣相對(duì)濕度≤90％，應(yīng)保證通風(fēng)口朝向正確，并在通風(fēng)管安裝1塊擋風(fēng)板，讓風(fēng)吹向整個(gè)箱體。另外，還需做好箱體、各接口及通風(fēng)口檢修孔等處防雨防水措施，然后用瀝青、橡皮條等對(duì)套管縫隙進(jìn)行填充，并采用法蘭盤進(jìn)行固定，以確保箱變的整體防雨防水措施的可靠性［3］。

4.3" 箱式變電站接線

根據(jù)項(xiàng)目負(fù)荷計(jì)算和電纜持續(xù)工作載流量，選擇適宜的電纜芯線截面，項(xiàng)目變壓器至一級(jí)配電箱電源電纜截面采用3×185+2×95mm2聚乙烯絕緣銅芯電纜。一級(jí)配電箱至二級(jí)配電箱電源電纜截面采用3×95+2×50mm2聚乙烯絕緣銅芯電纜。二級(jí)配電箱至三級(jí)配電箱電源電纜截面采用3×50+2×25mm聚乙烯絕緣銅芯電纜。施工現(xiàn)場線路從高壓側(cè)經(jīng)跌落開關(guān)引至箱式變壓器，箱式變壓器低壓側(cè)經(jīng)計(jì)量柜、開關(guān)柜引至總配電箱，再由總配電箱分配到分配電箱。線路布置采用放射式與樹干式結(jié)合的方式，線路為埋地敷設(shè)方式?？偱潆娤渲炼?jí)配電箱電纜采用埋地敷設(shè)，在穿越道路時(shí)電纜增加保護(hù)管。開關(guān)箱和用電設(shè)備電源線采用軟芯橡套電纜，在移動(dòng)使用過程中高掛架空，并采取措施避免車輛碾壓和機(jī)械損傷。箱變分別連接高壓、低壓電纜，電纜井與箱變基礎(chǔ)相連，并預(yù)留高、低壓電纜，當(dāng)電纜頭燒壞時(shí)可以重新連接，通常電纜預(yù)留長度應(yīng)＞3m。低壓電纜宜在其開關(guān)出線端加裝銅排，前后錯(cuò)開以增加空間并提高安裝效率，銅排應(yīng)做好絕緣措施，套上不同顏色的絕緣套管。對(duì)箱變的低壓設(shè)備二次回路做好標(biāo)記。施工過程符合設(shè)計(jì)圖紙和有關(guān)施工技術(shù)規(guī)范要求［4］。

4.4" 箱式變電站接地

供電系統(tǒng)采用中性點(diǎn)直接接地的方式，保護(hù)采用TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)，即三相五線制?，F(xiàn)場各分電箱處設(shè)1組重復(fù)接地裝置，其中門式起重機(jī)的防雷接地與重復(fù)接地共用1組接地裝置，門式起重機(jī)兩條軌道端部做環(huán)形電氣連接。重復(fù)接地裝置的接地電阻值≤10Ω，箱式變壓器柜和門式起重機(jī)的接地電阻值≤4Ω。嚴(yán)格控制接地材料的選擇，接地極采用50mm×5mm鍍鋅角鋼，長度2.5m，設(shè)在箱變柜和拼裝場區(qū)門式起重機(jī)處，3根為1組，其它重復(fù)接地處設(shè)1根；引出接地線采用20mm×4mm鍍鋅扁鋼。接地極采用∠50×50×5的L=2500的鍍鋅角鋼，埋深0.8m，為預(yù)防相鄰接地極之間出現(xiàn)環(huán)流電壓，造成互相干擾和誤動(dòng)作跳閘，應(yīng)嚴(yán)格控制接地極間距，要確保接地極間距≥5m（見圖2）。接地線采用Ф12的鍍鋅圓鋼與接地極進(jìn)行焊接，接地裝置安裝后，測(cè)量接地電阻，要確保接地裝置符合相關(guān)要求。如電阻不符合要求，可適當(dāng)增加接地極［5］。

4.5" 箱式變電站防雷

電力管廊工程中的防雷是在高壓側(cè)和門式起重機(jī)處采取防雷措施。高壓側(cè)在跌落開關(guān)后每相接入1個(gè)FZ-10普通閥型避雷器，可起到保護(hù)箱式變壓器的作用（見圖3）；在門式起重機(jī)門架頂兩側(cè)安裝接閃器，其材質(zhì)為直徑20mm鍍鋅鋼管，長度1.5m；利用金屬門架自身作為引下線，防雷接地與電氣接地系統(tǒng)共用，避雷接地電阻≤30Ω方可使用。

4.6" 防護(hù)措施

在進(jìn)行電氣設(shè)備安裝及防護(hù)時(shí)，操作與維修應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范要求。電氣設(shè)備應(yīng)避免露天使用，可搭設(shè)遮雨棚，以確保防水、防雨、防塵措施到位，所有電氣設(shè)備不能放在低洼地帶。場地機(jī)械設(shè)備需做好保護(hù)措施，以避免物體打擊及損傷。電氣設(shè)備防護(hù)等級(jí)符合施工要求，消防器材配備齊全，但還應(yīng)避免易燃易爆、腐蝕性物料進(jìn)入施工場地。箱變電纜埋地敷設(shè)的深度＞0.7m，2根以上電纜應(yīng)并排敷設(shè)，嚴(yán)格控制電纜之間距離，并在電纜上下敷設(shè)厚度50mm細(xì)紗，然后蓋磚保護(hù)。電纜間距15m或在轉(zhuǎn)彎處做好標(biāo)識(shí)，以防開挖時(shí)造成意外損傷。項(xiàng)目中穿過道路的電纜用套鋼管進(jìn)行保護(hù)。箱式變壓器采用跌落式熔斷器控制箱式變壓器，箱式變壓器送停電時(shí)均應(yīng)在空載狀態(tài)下。

5" 結(jié)語

電力管廊工程中采用箱變下沉式安裝工藝，可以有效提高臨時(shí)供電系統(tǒng)穩(wěn)定性和施工效率，減少工程施工量以及對(duì)周圍環(huán)境的影響。案例工程通過箱式變電站下沉式安裝，有效解決了通風(fēng)、擴(kuò)容、檢修等施工難題。實(shí)踐證明，下沉式箱式變電站安裝工程造價(jià)更低，更具有應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

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