防汛码头变配电设计方案优选及其分析

张政凯　宋　静　宋　佳

(1.江苏省淮河入海水道工程管理处，江苏 淮安　223200；2.昆山市财政投资评审中心，江苏 昆山　215300)



防汛码头变配电设计方案优选及其分析

张政凯1宋静2宋佳1

(1.江苏省淮河入海水道工程管理处，江苏 淮安223200；2.昆山市财政投资评审中心，江苏 昆山215300)

【摘要】大运河立交防汛码头增加吊装设备后，功率加大，变配电系统不能满足新负荷要求，需要进行更新。运行管理单位从经济、适用、安全的原则出发，对现有变配电设备和用电负荷进行统计分析，优选出一套防汛码头变配电设计方案，节省了投资，保证了工程设备的安全运行。

【关键词】变压器容量；最大负荷；变配电；优选；设计方案

1概况

淮河入海水道大运河立交工程防汛码头位于淮河入海水道与京杭运河交汇处东北侧，担负着石块、黄砂等防汛物资的吊装任务。原动力和照明电源由大运河立交工程下游10kV配电间经S9-125 10/0.4kV变压器降为400V电源，再由VV3×75+50mm2电力电缆送至防汛码头配电箱，为两台小型塔吊提供电源。随着防汛物资吞吐量的提高，新增了两台65kW的塔吊，设备功率增加后，原有变配电系统已不能满足新的负荷要求。针对实际情况，本着节约成本、施工便捷的原则设计了一套新的变配电系统方案，以满足防汛码头新设备用电要求。

2原有变配电方式及容量情况

大运河立交工程原变配电方式为：由市供电局35kV杨庙372线经大运河立交35kV变电所SZ9-1250/35主变压器降至10kV电压等级后，经三路3×35mm210kV电缆分至大运河立交上游配电间10kV进线柜、立交地涵下游门机库后配电间10kV进线柜(延续至管理办公区箱变)、古盐河穿堤涵洞10kV进线柜，由各点10/0.4kV变压器降压后为各工程提供400V动力和照明电源，各点变压器容量见表1。

表1　变配电设备容量

由上表看出目前理论允许增加容量为1250-(80+80+125+630)=335kVA。

3优选设计方案

由于防汛码头新增大塔吊两台，功率为每台65kW共130kW，再加上原有两台小塔吊及输送机和照明等，其最大负荷可达到228kW(见表2)，而大运河立交工程下游的清安河穿堤涵洞与防汛码头目前共用一台变压器，所需最大负荷为24kW(见表2)，则该变压器400V供电总负荷将达252kW，按功率因数0.8计，需变压器容量为315kVA。原有立交下游门机库后配电间为码头和清安河地涵供电的125kVA变压器已不能满足供电要求，需对变配电系统进行更新，增加190kVA的供电容量，才能满足防汛码头及清安河穿堤涵洞工程运行的需要。设计时可对变压器进行增容，直接更换成大容量变压器，也可采用新的变配电方式。

表2　最大用电负荷估算统计

续表

3.1设计方案一

原有125kVA变压器继续运行，为清安河穿堤涵洞提供400V动力和照明电源，在防汛码头处安装一台500kVA变压器，铺设一根约300m长3×25mm2的10kV电缆，从门机库后配电间变压器柜将10kV电源引至防汛码头新架变压器处，并配套相应的设施，考虑码头电气设备以感性负载电动机为主，设计时增设一套无功补偿装置，以减少线路功率损耗。

在10kV网络中增设一台500kVA变压器，则10kV网路的变压器装配总容量将达：80+80+630+125+500=1415kVA，超过35kV变电所主变容量(1415-1250=165kVA)。运行时可对下游门机库后配电间10kV进线柜内过电流保护的整定值进行调整，并合理选用跌落式熔断器熔芯来控制用电负荷在250kVA左右，总负荷不超过1250kVA主变压器容量。该方案预算经费13.7万元(实际施工时是利用了一台现有的闲置旧变压器，最终成本只有8.7万元)。

3.2设计方案二

将现有125kVA变压器拆除，更换为315kVA的变压器，同时增设一根约400m长3×150mm2+70mm2的400V电缆，并配套相应的设施，为防汛码头和清安河穿堤涵洞供电。在防汛码头安装无功补偿装置一套，以利于提高供电效率，降低功率损耗。该方案预算经费19.8万元。

3.3设计方案三

原有125kVA变压器不动，新购置250kVA预装式变电站或箱变(配套相应的计量、保护和无功补偿等装置)安装至防汛码头，铺设一根约300m长3×25mm2的10kV电缆，从门机库后配电间变压器柜将10kV电源引至预装式变电站，为防汛码头供电。该方案预算经费18.5万元。

3.4方案选择

上述三种方案中设计方案一成本低，便于管理，还充利分用闲置设备，在码头处新建变压器基础、电缆埋设等独立施工不影响工程运行停电；方案二需要拆除原变压器，原125KVA变压器位于下游门机库后护坡位置，新建基础施工不便，而防汛码头需要断电3～5d，施工方案可控性不高，而且投资较高；方案三虽然也满足电网变配电的要求，外表比较美观又有利于安全运行和管理，担投资还是相对较高。

从节省投资、施工便捷、便于维护的原则综合考虑选择了方案一。在防汛码头新建变压器基础一座，新制作一套接地系统，安装10kV跌落式熔断器和避雷器一组，用以保护电缆及变压器，跌落式熔断器配15A熔芯，限制用电负荷在250kVA以下。安装一台户外不锈钢防雨型配电柜，内装计量装置、电流互感器、电压表、电流表、指示灯、断路器等设备，用以计量、指示和低压侧配电保护，分四路对外提供400V电源，以满足防汛码头动力和照明用电要求。更换下游10kV配电间变压器柜出线保护熔断器，调整进线柜过流保护整定值为21.7A，确保该支路的供电负荷不超过375kVA。则10kV网路的配电总容量为80+80+630+375=1165kVA。

4电缆载流量分析

5控制设备容量分析

6最大负荷估算分析

7结语

变配电系统更新后大运河立交工程35kV变电所主变还有剩余容量85kVA，完全能满足整个大运河立交工程的变配电安全运行和防汛码头用电负荷要求，又能充分利用闲置的变压器，变废为宝，节省了工程维修经费，变配电设备已安全可靠运行至今。

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

中图分类号：TM72

文献标识码：A

文章编号：1673-8241(2016)05- 0067- 04