克塔高速施工临时用电安全专项方案.doc
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1、某某高速KT-1标段一工区施工临时用电专项方案一、编制依据低压配电设计规范GB50054-95中国建筑工业出版社建筑工程施工现场供电安全规范GB50194-93中国建筑工业出版社通用用电设备配电设计规范GB50055-93中国建筑工业出版社供配电系统设计规范GB50052-95中国建筑工业出版社施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-2005中国建筑工业出版社某某高速两阶段施工图设计中交第二公路勘察设计研究院有限公司二、工程概况某某高速公路位于新疆维吾尔自治区北部的克拉玛依市和伊犁哈萨克自治州的塔城地区。路线起于克拉玛依市白碱滩(接克拉玛依至乌尔禾高速公路),经托里县(铁厂沟)至项目终点,路线
2、走向总体呈东西走向。KT-1标段一工区线路起点位于克拉玛依市白碱滩区的三坪水库附近,通过设置三坪互通与同步建设的克拉玛依至乌尔禾高速公路衔接,然后沿黑油山脚布线,进成吉思汗山口后偏西行进进入托里县境,经百户村后于K20+500处上跨S201后沿其南侧行进,在K31+571处与二工区达尔布特特大桥起点相接。一工区全长31.421km,起止桩号为K0+150K31+571,沿线包括1个互通式立体交叉和1个停车区,主线大、中、小桥2096 m /15座,互通式立交桥452m/3座,跨S201分离式立交81m/1座,涵洞、通道77座,其余部分均为路基。三、施工现场临时用电的原则工程施工现场临时用电的三
3、项基本原则是:一是采用TN-S接地、接零保护系统;二是采用三级配电系统;三是采用两级漏电保护和两道防线。1、TN-S系统TN-S接地、接零保护系统是指在施工用电工程中采用具有专用保护零线、电源中性点直接接地的220/380V三相四线制低压电力系统,或称三相五线系统,该系统主要技术特点是:1)电力变压器低压侧中性点直接接地,接地电阻值不大于4。2)电力变压器低压侧共引出五条线,其中除引出三条分别为黄、绿、红的绝缘线相线(火线)外,尚须于变压器二次侧中性点接地处同时引出两条零线,一条叫做工作零线,另一条叫做保护零线。其中工作零线与相线一起作为三相四线制工作线路使用,保护零线只作电气设备接零保护使用
4、,即只用于联接电气设备正常情况下不带电的金属外壳、基座等。两种零线不得混用,为防止无意识混用,保护零线应采用具有绿、黄双色绝缘标志的绝缘铜线,以与工作零线和相线相区别。同时,为保护接地、接零保护系统可靠,在整个施工现场的保护零线上还应作不少于3处的重复接地,且每处接地电阻值不得大于10。2、三级配电结构采用三级配电结构。所谓三级配电是指施工现场从电源进线开始至用电设备中间经过三级配电装置配送电力,即由总配电箱(配电室内的配电柜)经分配电箱(负荷或若干用电设备相对集中处),到开工箱(用电设备处)分三个层次逐级配送电力。而开关箱作为末级配电装置,与用电设备之间实行“一机一闸制”,即每一台用电设备有
5、自己专用的开关控制箱,而每一个开关箱只能用于控制一台用电设备。总配电箱、分配电箱内开关电器可设若干分路,且动力与照明分路设置。3、两级漏电保护两级漏电保护和两道防线包括了两个内容,即:一是设置两级漏电保护系统,二是实施专用保护零线,两者组合形成了施工现场的防触电的两道防线。1)两级漏电保护是指在整个施工现场临时用电过程中,总配电箱中必须装设漏电开关,所有开关箱中也必须装设漏电开关。2)保护零线的实施是临时用电的第二道安全防线。在施工现场用电过程中,采用TN-S系统,是在工作零线以外又增加了一条保护零线,是十分必要的。当三相火线用电量不均匀时,工作零线就容易带电,而保护零线始终不带电,那么随着保
6、护零线在施工现场的敷设和漏电保护器的使用,就形成一个覆盖整个施工现场、防止人身触电的安全保护系统。因此TN-S接地接零保护系统与两级漏电保护系统一起称之为防触电保护系统的两道防线。4、施工现场用电组织设计编制用电组织设计的目的是用以指导建造适应施工现场特点和用电特性的用电工程,并且指导所有用电工程的正确使用。用电组织设计应由电气工程技术人员组织编写。施工现场用电组织设计的基本内容如下:1)现场勘测在充分考察施工场所所在地的地形、地貌及周围现有的电网分布的基础上确定临时用电线路走向及变压器的选址。2)拟定具体布设方案结合现场地形并依据现场勘测资料提供的技术条件综合确定电源进线、配电装置、用电设备
7、等的布设。3)负荷计算负荷在配电系统设计中是选择电器、导线、电缆以及供电变压器和发电机的重要依据。4)选择变压器施工现场电力变压器的选择主要是指为施工现场用电提供电力的10/0.4kv级电力变压器的形式和容量的选择。5)设计配电系统配电系统主要由配电线路、配电装置、和接地装置三部分组成。其中配电装置是整个配电系统的枢纽,经过配电线路、接地装置的联接,形成一个分层次的配电网络,这就是配电系统。6)设计防雷装置施工现场主要是防雷直击,对于施工现场专设的临时变压器还要考虑防感应雷的问题。施工现场防雷装置设计的主要内容是选择和确定防雷装置设置的位置、防雷装置的形式、防雷接地的方式和防雷接地电阻值。7)
8、确定防护措施施工现场在电气领域里的防护主要是指施工现场外电线路和电气设备对易燃易爆物、腐蚀介质、机构损伤、电磁感应、静电等危险环境因素的防护。8)制定安全用电措施和电气防火措施安全用电措施和电气防火措施是指为了正确使用现场用电工程,并保证其安全运行,防止各种触电事故和电气火灾事故而制定的技术性和管理性规定。四、设计内容和步骤1、现场勘测1)地形本项目位于新疆准噶尔盆地西北缘,西北傍依加依尔山东麓,沿线地貌单元可划分为侵蚀堆积准平原区(K0+150K2+500)、构造侵蚀、剥蚀垄岗残丘区(K2+500K5+400)和构造侵蚀剥蚀台原丘陵区(K5+400K31+571)。路线走廊带沿线海拔一般在4
9、201200m之间,地形地貌主要受北东南西向构造控制,呈两侧低中部高的总体趋势。2)气象克拉玛依位于中纬度内陆,属典型的大陆性半荒漠气候,冬季寒冷,夏季炎热,干旱少雨、春秋多风且季节较短,冬夏温差大。一年中最高月平均气温为7月,平均气温27.9;最低月为1月,平均气温为-15.4,年平均降水量106mm。每年10月降雪,次年4月温度上升。主导风向为西北风。塔城地区属中温带干旱气候区,春季升温快,冷暖波动大。夏季月平均气温在20以上,极端最高气温在40以上。冬季严寒且漫长,极端最低气温接近零下40。C。塔城盆地降水量稍多,年均290mm。2、线路初步设计(确定电源进线、配电室、配电装置、用电设备
10、位置、线路走向等)起点段施工用电拟由位于托里县准葛尔开发区内S201旁边的准葛尔变电所供应,目前该变电所已有10KVA高压线路敷设至线路起点西南侧的天全砂场处,因此起点段可由该处向东北方向敷设10KVA高压线路约3.0km至K1+000处;然后再沿拟建线路左侧向终点方向敷设10.5km至K8+900处,以解决三坪互通及新建线路前9.0km桥梁构造物及相应临时设施的电力供应。高压线路下线后分别接入沿线布设的1-6号变压器,然后再架设0.4KVA低压输电支线路至各施工作业点。各变压器的位置、容量及供电区域见表2-12。同时配备30 kW发电机 1台,40 kW发电机 1台、50 kW发电机2台、1
11、20kW发电机3台、160 kW发电机 3台,以解决高压线路所不能覆盖的路段,并兼作为备用电源。变压器参数表编号容量(kVA)位置供电区域1号400K1+000左侧负责三坪互通1座跨线桥、2座互通式立交、钢木加工场及相邻路基、涵洞、安全设施的电力供应。2号400+630K4+150左侧前期先架设1台400KVA变压器负责K3+551、K4+121两座小桥、1#砼拌和站、1#稳定土拌和站及相邻路基、涵洞的电力供应,待路面沥青砼工程开工前,再增设1台630KVA变压器负责沥青砼拌和站的电力供应。3号200K7+400右侧负责K6+843.5、K7+205及K7+533大桥及相邻路基、涵洞、安全设施
12、的电力供应。4号500K8+700右侧负责K9+335大桥、1#预制场、K8+300钢木加工场及相邻路基、涵洞、安全设施的电力供应。5号400K29+750右侧前期先架设1台400KVA变压器负责K30+085大桥、3#砼拌和站、2#稳定土拌和站、2#预制场、K29+500钢木加工场及相邻路基、涵洞的电力供应。6号120K48+100左侧负责3#稳定土拌和站的电力供应。3、负荷计算(以4号变压器为例)1)施工现场用电量统计表: - 序号 机具名称 型号 安装功率(kW) 数量 合计功率(kW) 1 龙门起重机 QT40(TQ2-6) 48.00 1 48.00 2 对焊机 SCD100/100
13、A 40 2 80 3 插入式振动器 ZX50 1.10 6 6.60 4 空压机 ZB5 0.75 2 1.5 5 搅拌楼 UJ325 3.00 2 35 6 钢筋调直机 GT6/14 11.00 2 11.00 7 钢筋切断机 QJ40 7.00 2 7.00 8 钢筋弯曲机 WJ40 3.00 4 3.00 9 交流电焊机 BX3-200-2 23.40 1 23.40 10 直流电焊机 BX3-200-2 10.00 0 10.00 11 木工电刨 MIB2-80/1 0.70 4 1.40 12 木工圆锯 MJ106 2.0 6 12 -2)确定用电负荷: (1)、龙门起重机 Kx
14、= 0.20 Cos = 0.60 tg = 1.33 将Jc =40%统一换算到Jc1 =25%的额定容量 Pe = n(Jc/Jc1)1/2Pn =1(0.40/0.25)1/248.00 = 60.72 kW Pjs = KxPe =0.2060.72 = 12.14kW (2)、对焊机 Kx = 0.20 Cos = 0.60 tg = 1.33 Pjs = 0.2080.00 =16 kW (3)、插入式振动器 Kx = 0.30 Cos = 0.70 tg = 1.02 Pjs = 0.306.60 = 1.98 kW (4)、空压机 Kx = 0.30 Cos = 0.70 tg
15、 = 1.02 Pjs = 0.301.5 = 0.45 kW (5)、搅拌楼 Kx = 0.50 Cos = 0.55 tg = 1.52 Pjs = 0.5035 = 17.5 kW (6)、钢筋调直机 Kx = 0.30 Cos = 0.70 tg = 1.02 Pjs = 0.3022.00 = 6.60 kW (7)、钢筋切断机 Kx = 0.30 Cos = 0.70 tg = 1.02 Pjs = 0.3014 = 4.20 kW (8)、钢筋弯曲机 Kx = 0.30 Cos = 0.70 tg = 1.02 Pjs = 0.303.00 = 0.90 kW (9)、交流电焊机
16、 Kx = 0.35 Cos = 0.40 tg = 2.29 将Jc =50%统一换算到Jc1 =100%的额定容量 Pe = n(Jc/Jc1)1/2Pn =1(0.50/1.00)1/223.40 = 16.55 kW Pjs = KxPe =0.3516.55 = 5.79kW (10)、直流电焊机 Kx = 0.35 Cos = 0.60 tg = 1.33 将Jc =50%统一换算到Jc1 =100%的额定容量 Pe = n(Jc/Jc1)1/2Pn =1(0.50/1.00)1/210.00 = 7.07 kW Pjs = KxPe =0.3570.7 = 24.7kW (11)
17、、木工电刨 Kx = 0.30 Cos = 0.60 tg = 1.33 Pjs = 0.3028 = 8.4 kW (12)、木工圆锯 Kx = 0.30 Cos = 0.60 tg = 1.33 Pjs = 0.3012.00 = 3.6 kW (13)总的计算负荷计算,总箱同期系数取 Kx = 0.90 总的有功功率 Pjs = KxPjs = 0.90(12.14+16+1.98+0.45+17.5+6.6+4.2+3.6+5.79+24.7+8.4+3.6) = 113.96 kVA 总的无功功率 Qjs = KxQjs =0.90(16.19+5.87+2.02+0.31+4.56
18、+3.37+2.14+0.92+13.27+3.30+0.56+13.20) = 59.126 kVA 总的视在功率 Sjs = (Pjs2+Qjs2)1/2 = (42.0382+59.1262)1/2 = 72.547 kVA 总的计算电流计算 Ijs = Sjs/(1.732Ue) = 72.547/(1.7320.38) = 110.228 A 3)选择变压器: 计算的总的视在功率选择三相电力变压器,它的容量能够满足使用要求,其高压侧电压为10kV同施工现场外的高压架空线路的电压级别一致。 4)选择总箱的进线截面及进线开关: (1)选择导线截面:上面已经计算出总计算电流Ijs = 11
19、0.228A,查表得室外架空线路30 C时铝芯塑料绝缘导线BLV-470+135,其安全载流量为191.76A,能够满足使用要求。由于由供电箱至动力总箱距离短,可不校核电压降的选择。 (2)选择总进线开关:DZ20-160/3 ,其脱扣器整定电流值为Ir = 130.00A。(3)选择总箱中漏电保护器:DZ10L-250/3 。 五、桩基础及下部结构用电方案 本项目桩基础及下部结构采用就近原则,离临时变压器较近即采用架空线缆的方式供电,若较远就采用自备发电机组的方式供电。 本项目工程桩长多为10-16米,桩径1.0-2.0米。结合以上条件,我部拟采用以人工挖孔为主,旋挖钻成孔为辅的施工方式。由
20、此可见桩基础及下部结构施工的用电需求不是很大,故可采用在桥梁的顺桥向平行地将绝缘导线架设在专用木质电杆上的方案即可满足施工要求,其具体操作要求如下:1)架空线必须采用绝缘导线。 2)架空线必须架设在专用电杆上,严禁架设在树木、脚手架及其他设施上。 3)架空线导线截面得选择应符合下列要求: 导线中得计算负荷电流不大于其长期连续负荷允许载流量。 线路末端电压偏移不大于5。 三相四线制线路的N线和PE线截面不小于相线截面的50,单相线路的零线截面与相线截面相同。 按机械强度要求,绝缘铜线截面不小于10mm2,绝缘铝线截面不小于16mm2。 在跨越公路、河流、电力线路档距内,绝缘铜线截面不小于16 m
21、m2,绝缘铝线截面不小于25mm2。 4)架空线在一个档距内,每层导线的接头数不得超过该层导线数的50%,且一条导线只允许有一个接头。在跨越公路、河流、电力线路档距内,架空线不得有接头 5)架空线路相序排列应符合下列规定: 动力、照明线在同一横担上架设时,导线相序排列是:面向负荷从左侧起依次为L1、N、L2、L3、PE; 动力、照明线在二层横担上分别架设时,导线相序排列时:上层横担面向负荷从左侧起依次为L1、L2、L3;下层横担面向负荷从左侧起依次为L1、(L2、L3)、N、PE 6)架空线路的档距不得大于35m。 7)架空线路的线间距不得小于0.3m,靠近电杆的两导线的间距不得小于0.5m。
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