黑龍江荒溝抽水蓄能電站10kV施工供電永臨結(jié)合方案論證與研究

王樹生 ，李俊霖 ，欒宇東 ，陶曉磊 ，李偉豪 ，于竣舟

（1.中水東北勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司，吉林省長春市 130021；2.水利部寒區(qū)工程技術(shù)研究中心，吉林省長春市 130021）

1 10kV施工供電設(shè)計方案

根據(jù)《荒溝35kV輸變電新建工程可行性研究報告》及黑龍江省電力有限公司文件（黑電發(fā)展〔2011〕1125號）評審意見，荒溝施工區(qū)內(nèi)新建設(shè)1座35kV施工變電站（用于滿足施工時期施工供電需求），遠景及本期規(guī)模安裝1臺6300kVA、35/10kV主變壓器，主變壓器型號為SZ11-6300/35，35±3×2.5%/10.5kV，35kV本期出線1回，遠期2回；10kV遠景規(guī)劃出線5回，本期出線3回，35kV本期出線1回接至自蓮花變電站35kV側(cè)，35kV線路采用單回路設(shè)計，路徑長度16.183km，導(dǎo)線采用LGJ150型鋼芯鋁絞線；10kV側(cè)本期出線3回，通過架空線和電纜向各施工分區(qū)變供電。

10kV施工用電線路布置區(qū)域的海拔高度為210～690m，場地位于山區(qū)，高差變化較大，主要以林地為主；區(qū)域內(nèi)裸露巖石較多，地質(zhì)條件多為黏土和砂質(zhì)土壤。

荒溝抽水蓄能電站10kV施工供電線路工程分為3回主線，由混凝土桿架空線路和電纜線路組成，全部線路總亙長9.56km。全線采用混凝土桿177基。其中，雙回路混凝土轉(zhuǎn)角桿13基，雙回路混凝土直線桿63基，單回路混凝土轉(zhuǎn)角桿5基，單回路混凝土直線桿33基，雙回路混凝土分歧桿16基，單回路混凝土分歧桿4基，單回路混凝土終端桿19基，雙回路混凝土終端桿6基，12m混凝土桿柱上斷路器18基。本工程導(dǎo)線采用JKLYJ-120/JKLYJ-70型交聯(lián)聚乙烯絕緣架空導(dǎo)線，部分路徑穿過較復(fù)雜地貌時采用電纜直埋和電纜槽盒走線。[1]

根據(jù)施工總布置，施工供電共劃分17個分區(qū)變壓器（見圖1），其高峰負(fù)荷分配如下：

1號施工分區(qū)變壓器：上水庫1區(qū)（上水庫施工臨建區(qū)）：高峰負(fù)荷約590kW。

2號施工分區(qū)變壓器：上水庫2區(qū)（開關(guān)站及通風(fēng)豎井施工區(qū)）：高峰負(fù)荷約205kW。

3號施工分區(qū)變壓器：上水庫3區(qū)（4號施工支洞施工區(qū)）：高峰負(fù)荷約962kW。

4號施工分區(qū)變壓器：上水庫4區(qū)（大壩區(qū)）：高峰負(fù)荷約1230kW。

5號施工分區(qū)變壓器：上水庫5區(qū)（副壩施工區(qū)）：高峰負(fù)荷約37kW。

6號施工分區(qū)變壓器：上水庫6區(qū)（石料場取料區(qū)）：高峰負(fù)荷約1287kW。

7號施工分區(qū)變壓器：上水庫7區(qū)（5號施工支洞施工區(qū)）：高峰負(fù)荷約587kW。

8號施工分區(qū)變壓器：上水庫8區(qū)（墊層料及粗骨料加工系統(tǒng)）：高峰負(fù)荷710kW。

9號施工分區(qū)變壓器：下水庫1區(qū)（施工區(qū)臨建及倉庫區(qū)）：高峰負(fù)荷約450kW。

10號施工分區(qū)變壓器：下水庫2區(qū)（施工工廠區(qū)）：高峰負(fù)荷約577kW。

11號施工分區(qū)變壓器：下水庫3區(qū)（尾水系統(tǒng)施工區(qū)）：高峰負(fù)荷約651kW。

12號施工分區(qū)變壓器：下水庫4區(qū)（廠房施工區(qū)）：高峰負(fù)荷約1320kW。

13號施工分區(qū)變壓器：下水庫5區(qū)（一級泵站區(qū)）：高峰負(fù)荷約606kW。

14號施工分區(qū)變壓器：下水庫6區(qū)（人工骨料加工系統(tǒng)）：高峰負(fù)荷約763kW。

15號建筑生產(chǎn)區(qū)分區(qū)變壓器：建筑生產(chǎn)區(qū)電鍋爐及其他用電負(fù)荷：高峰負(fù)荷約1050kW。

16號建筑生活區(qū)分區(qū)變壓器：建筑生活區(qū)電鍋爐及其他用電負(fù)荷：高峰負(fù)荷約3429kW。

17號施工分區(qū)變壓器：上水庫加壓泵站區(qū)：高峰負(fù)荷約580kW。

除以上施工分區(qū)變壓器外，根據(jù)工程實際需要，在B線增加T1～T5電纜分支箱，用于施工及臨建的用電，根據(jù)施工總布置負(fù)荷分配，主要供電負(fù)荷區(qū)采用雙電源供電[2]。

圖1 10kV施工供電線路網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)圖Figure 1 10kV construction power supply line network system diagram

2 10kV施工供電線路路徑方案

10kV施工供電線路從35kV施工變電站10kV開關(guān)柜引出3回線路，其中A線為同桿雙回路線路（A1為下導(dǎo)線、A2為上導(dǎo)線），B線為單回路線路，A線雙回路線路有2條分支線，分別為Aa線和Ab線，A線雙回路線路末端A92號樁號起線路由雙回路變?yōu)閱位芈芳茉O(shè)延伸至副壩施工區(qū)。

A線為同桿雙回路架設(shè)，從35kV施工變電站A1號桿至A14號桿采用雙回路架空線，長475m；A14號桿至A15號桿，采用電纜直埋走線，電纜為2根型號為YJV22-8.7/15，3×240高壓電力電纜，電纜單根長度約252m；A15號桿至A25號桿采用雙回路架空線，長度為324m；A25號桿至A26號桿，采用電纜直埋走線，電纜為2根型號為YJLV22-8.7/15，3×300高壓電力電纜，電纜單根長度約590m；A26號桿至A92號桿采用雙回路架空線，長度為2464m；A92號桿至A116號桿采用單回路架空線，長度為1015m；A線總長度約5120m。

B線為單回路線路，從35kV施工變電站B1號桿至B22號桿，采用架空線走線，線路長度約860m；B22號桿至電纜分接箱T1采用電力電纜直埋走線，電纜為1根型號為YJV22-8.7/15，3×120高壓電力電纜，電纜單根長度約701m；電纜分接箱T1至電纜分接箱T2采用電力電纜直埋走線，電纜為1根型號為YJV22-8.7/15，3×120高壓電力電纜，電纜單根長度約346m；電纜分接箱T2至電纜分接箱T3采用電力電纜直埋走線，電纜為1根型號為YJV22-8.7/15，3×120高壓電力電纜，電纜單根長度約1417m；電纜分接箱T3桿至電纜分接箱T4采用電力電纜直埋走線，電纜為1根型號為YJV22-8.7/15，3×120高壓電力電纜，電纜單根長度約195m；電纜分接箱T4至電纜分接箱T5采用電力電纜直埋走線，電纜為1根型號為YJV22-8.7/15，3×150高壓電力電纜，電纜單根長度約260m，B線總長度約3779m。

A線分線1（Aa分支線）為單回路，從A線路建筑生活區(qū)A28號桿T接一回電纜至Aa1號桿，為下水水庫一級泵站供電，電纜為1根型號為YJV22-8.7/15，3×70高壓電力電纜，電纜單根長度約390m，A線分線1總長度為397m。

A線分線2（Ab分支線）為同桿雙回路架設(shè)，從A線路5號施工支洞施工區(qū)A55號桿T接至開關(guān)站及通風(fēng)豎井施工區(qū)Ab9號桿止，雙回路線路長度為268m。

3 永臨結(jié)合設(shè)計方案

因本工程為“永臨結(jié)合”設(shè)計，故在施工期結(jié)束后需對10kV線路進行技術(shù)改造或拆除，改造方案擬定如下：

（1）保留A線電桿A1號至A14號段雙回路線路，其中一回線路作為電站廠用電地區(qū)備用電源，接至廠用電10kV號Ⅲ段母線，另一回在施工變電站處改造后與B線相接，作為廠內(nèi)供給永久設(shè)備庫的供電電源。

（2）保留A線A55號桿至A92號桿，保留A線分線2（Ab分支線）Ab9號桿至A55號桿雙回路線路，以上兩段線路作為上水庫大壩及進出水口設(shè)備的供電電源通道，其上水庫電源由廠用電母線引接后，采用電纜經(jīng)高壓電纜廊道、高壓電纜豎井后，直埋引至改造后的Ab9號桿終端桿，經(jīng)架空線至上庫大壩區(qū)附近A92號終端桿，再用電纜經(jīng)電纜溝進入上水庫進出水口配電房。

（3）保留B線B1號桿至B13號桿，A線其中一回線路經(jīng)改造后與保留的B線連接，作為永久設(shè)備庫的供電電源通道，B12號桿及B13號桿改造后與永久設(shè)備庫箱變連接，作為永久設(shè)備庫的供電電源。[3]

除以上保留及改造的線路外，其余線路均需在施工期結(jié)束后拆除。

3.1 生產(chǎn)、生活營地供電永臨結(jié)合措施方案

根據(jù)工程總進度規(guī)劃，生產(chǎn)、生活營地提前投入使用原則，而永久廠用電暫未形成，故為滿足生產(chǎn)生活營地設(shè)施供電和臨建供電要求，與生產(chǎn)生活營地各設(shè)備相配套，與生產(chǎn)生活營地同步采購了以下電氣設(shè)備：包括干式變壓器4臺，其中1臺生產(chǎn)營地配電變壓器SCB11-500/10（編號61T）和1臺電鍋爐變壓器SCB11-800/10（編號63T），1臺生活營地配電變壓器SCB11-1250/10（編號91T）和1臺生活營地電鍋爐變壓器SCB11-2500/10（編號92T）；[4]包括低壓屏17面，其中生產(chǎn)營地低壓屏7面，生活營地低壓屏10面；包括生活營地包括12kV空氣絕緣環(huán)網(wǎng)柜2面（編號30G、31G），生產(chǎn)營地包括12kV空氣絕緣環(huán)網(wǎng)柜2面（編號8G、10G）。

（1）生產(chǎn)營地臨時用電措施。在施工期階段，生產(chǎn)營地一層布置1臺生產(chǎn)營地配電變壓器SCB11-500/10（編號61T）和1臺電鍋爐變壓器SCB11-800/10（編號63T），12kV空氣絕緣環(huán)網(wǎng)柜2面（編號8G、10G），低壓開關(guān)柜7面，滿足生產(chǎn)施工期的臨時過程供電要求，高壓柜（編號8G、10G）高壓10kV電源由10kV施工供電線路終端桿A15或A24（電源為35kV施工變電站）引接，具體可根據(jù)實際情況確定引接位置。

永久生產(chǎn)營地配電系統(tǒng)設(shè)置2臺SCB11-500/10（編號61T、62T）和1臺電鍋爐變壓器SCB11-800/10（編號63T）；設(shè)置3臺高壓柜（編號8G、9G、10G）及11面低壓開關(guān)柜，高壓柜8G永久電源采用地下和地上兩路獨立10kV電源供電，高壓柜9G、10G由地下10kV供電系統(tǒng)通過高壓電纜供給。

（2）生活營地臨時用電措施。在施工期階段，生活營地按永久設(shè)計一次設(shè)備采購?fù)瓿?，設(shè)備安裝等亦在生產(chǎn)施工期全部完成，臨時電源采用10kV施工供電線路施工電源供給；生活營地食堂車庫地下一層布置1臺生活營地配電變壓器SCB11-1250/10（編號92T）和1臺電鍋爐變壓器SCB11-2500/10（編號92T），12kV空氣絕緣環(huán)網(wǎng)柜2面（編號30G、31G），低壓開關(guān)柜10面，滿足生產(chǎn)施工期的臨時過程供電要求，高壓柜（編號30G、31G）高壓10kV電源由10kV施工供電線路終端桿A27（電源為35kV施工變電所）引接。[5]

永久生活營地配電系統(tǒng)配電變壓器91T電源由生產(chǎn)營地高壓柜10G引來，電鍋爐變壓器92T電源由下庫進出水口配電系統(tǒng)高壓柜12G引來。

（3）永久設(shè)備庫臨時用電措施。在施工期階段，永久設(shè)備按永久設(shè)計一次設(shè)備采購?fù)瓿桑O(shè)備安裝等亦在生產(chǎn)施工期全部完成，臨時電源由附近施工用配電變壓器電源供給。

永久設(shè)備庫永久配電系統(tǒng)設(shè)置1臺戶外箱式變壓器93T電源由生產(chǎn)營地高壓柜10G引來，高壓電纜由10G引出后，經(jīng)改造后的10kV施工供電線路架空線A1和B線（電源為35kV施工變電站），再經(jīng)電纜引至箱式變壓器。

3.2 柴油發(fā)電機組永臨結(jié)合措施方案

由于抽水蓄能電站地下洞室復(fù)雜，具有施工工程量大、用電負(fù)荷多、布置分散等特點，故對地下洞室的供電可靠性提出了較高要求，為提高荒溝抽水蓄能電站地下洞室等供電的可靠性，保障地下洞室和下庫進出水口施工作業(yè)的安全，在質(zhì)量監(jiān)督檢查意見的指導(dǎo)下，經(jīng)與業(yè)主協(xié)商，提前采購電站永久柴油發(fā)電機組（1600kW）作為臨時供電的保障電源，具體布置方案如下：

（1）初步擬定高壓1600kW柴油發(fā)電機組布置在生產(chǎn)綜控樓附近平臺，新建臨時彩鋼房作為柴油機配電房，尺寸約15m×7m×5m（長×寬×高）。如下庫配電房能盡快形成，柴油機可直接安裝在下庫配電房內(nèi)，避免二次搬運拆卸。[6]

（2）根據(jù)現(xiàn)場情況，柴油發(fā)電機組高壓輸出電纜直埋至現(xiàn)有EM1標(biāo)10kV施工供電接線終端桿A14號，10kV高壓電纜端子接至EM1標(biāo)施工用電纜端子，即接至終端桿熔斷器下側(cè)，施工變電站及10kV施工供電線路供電正常供電時，高壓柴油發(fā)電機組出口斷路器斷開。如施工變電站及施工供電線路停運或檢修維護時，手動啟動高壓柴油發(fā)電機組，通過柴油發(fā)電機組保障地下廠房施工供電，因投切關(guān)系地下施工安全問題，啟動柴油機需制定安全操作規(guī)程，適當(dāng)增加操作票等安規(guī)手續(xù)。[7]

（3）根據(jù)現(xiàn)場情況，為提高下庫進出水口施工供電可靠性，保障下庫進出水口施工作業(yè)的安全，經(jīng)與業(yè)主等相關(guān)單位踏勘，擬定在EM1標(biāo)10kV施工供電接線終端桿A14號下側(cè)電纜端子引接一回高壓電纜，接至現(xiàn)有C2標(biāo)現(xiàn)地箱變高壓側(cè)，如施工變電站及施工供電線路停運或檢修維護時，手動啟動高壓柴油發(fā)電機組，通過柴油發(fā)電機組即保障地下廠房施工供電，亦能保證下庫進出水口施工供電要求。[8]

（4）現(xiàn)場管理應(yīng)結(jié)合停電時長，合理存儲柴油機油量，并派專人看管。

4 結(jié)束語

本施工供電的永臨結(jié)合方案為本工程帶來了以下優(yōu)點：

（1）通過對10kV施工供電線路和永久供電線路統(tǒng)籌考慮，避免重復(fù)工作，極大地縮短了工期，保障施工進度。

（2）采用柴油發(fā)電機組作為施工供電的保障電源，并且待電站運行后，將其作為備用電源的一部分，提高了施工供電的可靠性。