广大铁路祥云长大隧道配电方案探究

袁长明 战启芳

（石家庄铁路职业技术学院 河北石家庄 050061）

广大铁路祥云长大隧道配电方案探究

袁长明 战启芳

（石家庄铁路职业技术学院 河北石家庄 050061）

长大隧道的配电，供电距离长，电压损失大，影响用电设备的正常工作，采用交流电压补偿器不能有效提高其供电距离，只有采用高压进洞才能减少电压损失和电能损失，获得较好的经济性，本文就施工初期的低压进洞及施工中后期的高压进洞方案进行分析和研究，设计了广大铁路祥云隧道高压配电方案，满足了施工设备的用电需求，降低了运行成本。

长大隧道配电 供电距离 电压损失 电能损失

1 工程概况

表1 隧道主洞内用电设备参数表

广大铁路祥云隧道为双线隧道，进口里程D1K141+455，出口里程D1K148+395，隧道全长6940m，最大埋深430m。采用双向开挖，分期施工，为了保证主洞及平道内用电设备正常工作，满足电压损失的要求，必须采取一定的措施，本文主要就施工初期的低压进洞及施工中后期的高压进洞方案进行分析和研究，总结经验，为同类型长大隧道供配电方案提供参考价值。

在施工初期，洞口安装两台电力变压器，一台800KVA，一台630KVA，分别给洞内用电设备和洞口钢筋加工厂、石料厂、工人生活区等供电，主洞洞内动力负荷采用BLV-240的塑料绝缘铝芯线三相三线制供电，主要用电设备及其参数见表1。

2 隧道主洞内所有用电设备计算负荷的确定

采用需要系数法，计算主洞内各用电设备的计算负荷为：（1）喷射混凝土三联机械手的计算负荷为：

（2）6台BX1-500电焊机的计算负荷为：

3 隧道主洞内低压配电线路供电有效距离

因隧道主洞内用电设备采用BLV-240的绝缘线供电，为了保证用电设备的端电压损失不得超过其额定电压的5%，则其有效供电距离为：

查电工手册知，BLV-240的绝缘线明敷时 单位长度的电阻、电抗分别为：

由此可见，当隧道内用电负荷较重时，采用低压进洞的配电方案在施工初期尚能满足，当进洞深度达到较深时，已不能满足负荷的需要，必须采用高压进洞的配电方式。

4 采用交流电压补偿器的低压进洞配电方式时的供电有效距离

云南祥云隧道，在施工初期，安装了山西顺泰电气制造有限公司生产的交流工频电压补偿器，其容量为400KVA，最高输出电压可达420V，则最大负荷时供电线路的有效距离为：

若只考虑拖式混凝土输送泵和喷射混凝土三联机械手（负荷较重，且为重要负荷）同时工作，而其他负荷都不工作时，其供电线路的有效距离为：

从以上数据可以看出，即使采用了交流电压补偿器，其有效供电距离仍然不大，否则就会影响用电设备的端电压，进而影响设备的输出功率，影响作业进度。只有当负荷较轻的负荷工作，而混凝土输送泵和机械手不工作时，才有可能有较长的供电距离。若想提高供电距离，也可以增加配电线路的导线截面，减小单位长度导线的电阻和电抗，但这样会增加一次投资。所以随着施工的不断推进，供电距离的不断增加，必须采用高压进洞的方式供电，祥云隧道主要采用移动变压器进行高压配电，这样不仅能减少电压损失，而且能减少能耗，节约运行成本。

5 高压进洞的电能损失与低压进洞电能损失比较

根据负荷计算，若采用高压进洞，则变压器高压侧电缆内的电流可近似计算为：

施工现场选择ZR—YJLV22—10kV一3×35的铝芯交联聚乙烯绝缘细钢丝铠装聚氯乙烯护套35mm2的电力电缆，其在250C时空气中敷设的允许载流量可达158A，满足载流量的要求。

满足电压损失不超过5%的要求。

高压进洞与低压进洞电能损失比较表见表2

表2 高压进洞与低压进洞电能损失比较表

备注：电费按每度电0.80元计算，高压进洞变压器二次侧的低压负荷，因供电距离较短，其损失忽略不计。

从上表可以看出，低压进洞不仅电压损失大，不能满足负荷需要，影响施工进度，甚至是施工质量，且电能损失大，对施工现场的运营成本大大加大，这些足够补偿高压进洞方案中的一次投资增加量。

[1]实用电工电子技术手册编委会.实用电工电子技术手册.北京:机械工业出版社,2003.

[2]唐志平.供配电技术(第三版).北京:电子工业出版社,2013.

A Study on the Power Supply Programs of Xiangyun Tunnel in Guangtong-Dali Railway

YUAN Chang-ming ZHAN Qi-fang
(Shijiazhuang Institute of Railway Technology Shijiazhuang Hebei 050041 China)

The voltage loss of long distance power supply always affects the normal operation of electrical equipment in the tunnel. AC voltage compensator can not effectively improve its power supply distance. Only by applying the high voltage power supply can reduce the voltage loss and power loss. In this paper, the low voltage power supply at the early stage and the high voltage power supply in the later stage are analyzed; the high voltage power supply programs of Xiangyun tunnel are designed. The construction process shows that the program can meet the electricity demand and reduce the operating cost.

power supply of long and big tunnel power supply distance voltage loss power loss

A

1673-1816(2017)03-0012-04

2016-06-18

袁长明（1970-）男，湖北武穴人，学士，副教授，研究方向电气工程。

2015年河北省高等学校科学技术研究重点项目，项目编号：ZD2015017