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        特長(zhǎng)隧道機(jī)電工程供配電系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)方式分析

        2018-07-26 01:47:10
        機(jī)電信息 2018年21期
        關(guān)鍵詞:工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        徐 超

        (山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院,山西太原030012)

        0 引言

        近些年來(lái),伴隨著我國(guó)高速公路里程的不斷增加,特長(zhǎng)隧道供配電問(wèn)題已經(jīng)引起人們的重視,為保證特長(zhǎng)隧道機(jī)電工程供配電系統(tǒng)能夠更加可靠地運(yùn)行,設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合該地區(qū)的地形、地貌特點(diǎn),運(yùn)用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念,不斷改進(jìn)并優(yōu)化原有的隧道供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,不斷提高特長(zhǎng)隧道供配電系統(tǒng)方案的實(shí)施率。鑒于此,本文主要分析特長(zhǎng)隧道機(jī)電工程供配電系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)方式與設(shè)計(jì)要點(diǎn),以期推動(dòng)我國(guó)高速公路工程能夠更加穩(wěn)定快速地發(fā)展。

        1 工程概況

        黎城至霍州高速公路是國(guó)家高速公路網(wǎng)G2211長(zhǎng)治至延安聯(lián)絡(luò)線的重要組成部分,同時(shí)也是山西省“三縱、十二橫、十二環(huán)”規(guī)劃中第九橫的重要組成部分。它東接左權(quán)—黎城高速公路,西接霍州—永和高速公路。項(xiàng)目起點(diǎn)位于長(zhǎng)治市黎城縣幸福莊村(設(shè)黎城樞紐接長(zhǎng)邯高速),終點(diǎn)設(shè)于霍州市觀堆村,與霍永線辛莊樞紐連接,路線全長(zhǎng)約151.8 km。

        2 特長(zhǎng)隧道供配電系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)原則

        2.1 安全可靠原則

        對(duì)于特長(zhǎng)隧道供配電設(shè)計(jì)人員來(lái)講,要結(jié)合隧道結(jié)構(gòu)特點(diǎn),明確隧道機(jī)電工程設(shè)計(jì)要點(diǎn),制定更加合理的特長(zhǎng)隧道供配電系統(tǒng)方案。在該隧道機(jī)電工程中,設(shè)計(jì)人員要合理設(shè)計(jì)隧道通風(fēng)、照明、供配電設(shè)施等[1]。隧道供配電設(shè)計(jì)人員要遵守安全可靠原則,運(yùn)用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念,不斷提升自身的隧道供配電設(shè)計(jì)水平。在該特長(zhǎng)隧道工程中,供配電設(shè)計(jì)人員可以采用先進(jìn)的供配電設(shè)備,真正達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。

        2.2 遠(yuǎn)近結(jié)合原則

        特長(zhǎng)隧道供配電設(shè)計(jì)要遵守遠(yuǎn)近結(jié)合原則,結(jié)合工程施工特點(diǎn)與規(guī)模,妥善處理近期工程與遠(yuǎn)期工程之間的關(guān)系,以近期工程為主,結(jié)合隧道供配電的負(fù)荷、用電容量與供電條件,制定科學(xué)、妥善的供配電方案。由于該隧道工程的施工規(guī)模較大,在一定程度上增加了隧道供配電系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)難度,設(shè)計(jì)人員可根據(jù)隧道內(nèi)部變電站的運(yùn)行情況,對(duì)原有的供配電系統(tǒng)方案進(jìn)行合理的優(yōu)化,不斷減小外界環(huán)境因素對(duì)隧道供配電系統(tǒng)的影響,有效提升隧道供配電系統(tǒng)的安全性[2]。

        3 特長(zhǎng)隧道供配電系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)方式

        3.1 負(fù)荷性質(zhì)及分類(lèi)

        想要保證特長(zhǎng)隧道供配電系統(tǒng)能夠更加安全可靠地運(yùn)行,設(shè)計(jì)人員要將供配電負(fù)荷進(jìn)行合理分類(lèi)。根據(jù)供電可靠性要求,本工程隧道各項(xiàng)電力設(shè)備負(fù)荷主要分為三類(lèi),分別是特別重要負(fù)荷、一級(jí)負(fù)荷與二級(jí)負(fù)荷,其中特別重要負(fù)荷設(shè)施主要包括隧道應(yīng)急照明設(shè)備、交通監(jiān)控設(shè)施、通風(fēng)與照明控制設(shè)施、緊急呼救設(shè)施等,一級(jí)負(fù)荷設(shè)施主要包括隧道消防水泵、基本照明設(shè)備與排煙風(fēng)設(shè)備等,二級(jí)負(fù)荷設(shè)備主要為加強(qiáng)照明設(shè)備、射流風(fēng)機(jī)設(shè)備與電伴熱設(shè)施等[3]。

        該隧道工程大體可分為丁家灣1#、2#和田家?guī)X隧道群,侯神嶺1#和2#隧道群,西務(wù)、杏樹(shù)坪和問(wèn)腰隧道群,每個(gè)隧道群均配置完善的監(jiān)控設(shè)施。由于內(nèi)部的橫通道與應(yīng)急停車(chē)帶均采用隧道專(zhuān)用熒光燈,為滿(mǎn)足設(shè)備的負(fù)荷要求,設(shè)計(jì)人員要嚴(yán)格控制隧道燈具的防護(hù)等級(jí),一般情況下,特長(zhǎng)隧道燈具防護(hù)等級(jí)不能低于IP65。由于該特長(zhǎng)隧道長(zhǎng)度超過(guò)10 km,設(shè)計(jì)人員需在左右洞的中間位置設(shè)置特殊的燈光帶,利用特殊燈光帶的燈管效果,模仿藍(lán)天白天,以有效緩解司乘人員長(zhǎng)時(shí)間在隧道內(nèi)行車(chē)的疲勞感。

        3.2 分散式供電方案

        所謂分散式供電方案,主要指的是隧道內(nèi)部的照明設(shè)備與射流風(fēng)機(jī)分別供電,由于隧道內(nèi)部照明機(jī)電負(fù)荷較大,在一定程度上增加了供電難度,通過(guò)運(yùn)用分散式供電方案,能有效提升特長(zhǎng)隧道內(nèi)部的照明效果,減少電力能源的損耗。與集中式供電方案相比,分散式供電方案需要埋設(shè)地式變壓器,會(huì)在一定程度上影響隧道工程的經(jīng)濟(jì)效益[4]。

        在該隧道工程中,供配電設(shè)計(jì)人員通過(guò)長(zhǎng)治、臨汾供電公司進(jìn)行綜合調(diào)差,并實(shí)地踏勘部分重要變電站,對(duì)隧道工程周?chē)碾娋W(wǎng)情況有了初步了解,制定了外部供電方案,具體內(nèi)容如下:第一,丁家灣隧道群、田家?guī)X隧道、侯神嶺隧道群位于長(zhǎng)治市沁源縣境內(nèi),沿線較近的有太岳110 kV站(沁源縣城北)、李元35 kV站(李元鎮(zhèn)東南,兩回35 kV進(jìn)線均由太岳110 kV站引來(lái)),因此應(yīng)從李元35 kV站饋出兩回10 kV電源至侯神嶺2號(hào)隧道入口建10 kV開(kāi)閉所,再?gòu)拈_(kāi)閉所饋出10 kV至其他隧道供電;第二,西務(wù)、杏樹(shù)坪、問(wèn)腰和太岳山隧道位于臨汾市古縣境內(nèi),項(xiàng)目沿線有寶豐35 kV站、金堆110 kV站,由于太岳山隧道長(zhǎng)11 km,供電方案以太岳山隧道為基點(diǎn)。

        3.3 集中式供電方案

        由于該隧道工程內(nèi)部負(fù)荷分布比較集中,在設(shè)計(jì)隧道供配電系統(tǒng)方案的過(guò)程中,設(shè)計(jì)人員可以采用集中式供電方式,在隧道負(fù)荷比較集中的地區(qū)設(shè)置變電站,各項(xiàng)設(shè)備的電源分別來(lái)自該變電站。變電站兩端分布高壓母線,并采取分段運(yùn)行方式,變電站內(nèi)部設(shè)置高壓母線開(kāi)關(guān),如外部設(shè)備出現(xiàn)斷電故障,母線開(kāi)關(guān)能夠自動(dòng)閉合,為各項(xiàng)設(shè)備提供良好的供電負(fù)荷,真正實(shí)現(xiàn)集中控制[5]。

        在該隧道工程中,通過(guò)供電與配電造價(jià)對(duì)比,結(jié)合《公路隧道交通工程設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定,采用集中式供電方案,能夠有效提升供配電效果,減少電力資源的浪費(fèi)。該特長(zhǎng)隧道工程沿線供電點(diǎn)設(shè)置如表1所示。

        表1 特長(zhǎng)隧道沿線供電點(diǎn)設(shè)置位置

        通過(guò)計(jì)算可知,在侯神嶺隧道中采用集中式供電,能夠保證全射流風(fēng)機(jī)更加可靠地運(yùn)行,提升全射流風(fēng)機(jī)的通風(fēng)性能。為保證特長(zhǎng)隧道供配電系統(tǒng)方案得到更好的實(shí)施,設(shè)計(jì)人員要結(jié)合JTG D70—2004《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定,明確隧道供電接線方式,并結(jié)合該隧道工程地形地貌特點(diǎn),采用高壓供電主接線方式進(jìn)行供電,有效減少電力資源的損耗[6]。另外,由于太岳山隧道為特長(zhǎng)隧道,屬于事故易發(fā)地區(qū),為保證隧道運(yùn)營(yíng)正常和人員安全,擬在隧道出口與入口端各設(shè)置一處隧道救援站,作為第三梯隊(duì)救援力量。

        采用集中式供電方式,由于變電站與隧道洞口之間的距離較小,洞內(nèi)外的溫度差異較小,具有良好的通透性,能保證各設(shè)備更加穩(wěn)定地運(yùn)行。另外,集中式供電變電站與隧道內(nèi)部車(chē)道之間的距離較大,溫度、濕度更加容易控制,電力設(shè)備受外界環(huán)境影響較小,進(jìn)一步提升了各項(xiàng)配電設(shè)備的穩(wěn)定性。

        4 結(jié)語(yǔ)

        綜上,通過(guò)詳細(xì)分析集中式與分散式供電方案,能夠保證特長(zhǎng)隧道機(jī)電工程供配電系統(tǒng)方案得到更好的實(shí)施。對(duì)于特長(zhǎng)隧道供電設(shè)計(jì)人員來(lái)講,在實(shí)際工作中,要根據(jù)隧道工程的實(shí)際施工情況,選擇合理的設(shè)計(jì)方案,不斷提升隧道供配電系統(tǒng)的可靠性。

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