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摘要：大型水利工程有庞大复杂的施工系统,因施工周期长、负荷高，输电距离远，造成现场施工供电难的问题越发明显。施工供电方案的规划设计,对工程的施工进度、质量以及施工成本有着一定的影响。到目前为止,还没有一套有关水利工程施工供电方案典型设计可供参考。笔者结合实际的工程案例,分析其施工用电存在的问题和解决方案，总结出大型水利工程的施工供电方案, 期望对同行工作有所裨益。
关键词：大型水利工程；施工用电；工程案例；解决方案
前言
大型水利工程主要指总库容在1亿立方米以上为大型水库的项目。大型水利工程主要由水库枢纽和灌区两部分工程组成，其中水库枢纽部分施工供电区域通常包括主坝、副坝、前后围堰、导流洞、左右岸灌浆平洞、大坝电站、砂料场等；而灌区工程施工供电区域则相对覆盖范围较广，包括各干、支渠在内的倒虹管，明渠，渡槽、隧洞，以及取水口涉及的泵站，闸房等。本文将以龙塘水库工程为案例，探析大型水利工程施工供电突出的问题及对策。
一、龙塘水库项目概况
龙塘水库及灌区工程由水库工程和灌区工程两大部分组成。工程建设任务是灌溉、城乡生活供水及发电等综合利用。龙塘水库工程规模为Ⅱ等大（2）型，水库总库容1.46亿m³，龙塘水库工程主要由混凝土重力主坝、副坝、引水洞、上下电站厂房和库坝区防渗工程等组成。主、副坝坝顶高程2423m，顶宽6m，主坝最大坝高61m，副坝最大高度27m，主坝坝身设泄洪表孔和泄洪放空底孔空。电站厂房位于马坝河峡谷出口右岸，分上下两级布置，均为地面式厂房，上电站利用灌溉和供水水量发电装机容量2200kW，下电站利用弃水和生态水流发电，装机容量6000kW。库坝区防渗工程为垂直帷幕灌浆，防渗帷幕线全长3.92km，总防渗面积41.1万m2。
龙塘灌区工程渠系全长252.7km，总灌溉面积36.2万亩，灌区海拔高程2320m～2500m。灌区辖区南北长20km，东西宽34km，土地面积380km2，涉9个乡镇。龙塘水库灌区工程规划布设2条左干渠、右干渠及5条分干渠。其中右干渠规划布设5座灌溉泵站，左干渠规划布设6座灌溉泵站，11座泵站额定总装机容量为9990kW。全灌区总计设置各类水闸建筑物共计108座。
工程施工总工期为42 个月。
二、龙塘水库项目施工供电存在的问题及对策
1、水库枢纽工程施工负荷大，可接电源点不足
根据龙塘枢纽工程的施工工作面和施工布置的具体分布情况，枢纽工程施工区各用电设备及负荷一览表见表一，龙塘水库工程施工期用电可划为5个供电分区，各施工区设备用电负荷汇总见表二，枢纽工程施工区用电负荷统计表。计算依据：《水利水电工程施工压缩空气及供水供电系统设计规范》SL535-2011。根据需要系数法计算供电高峰负荷：P=K1K2K3（∑KcPd+∑KcPm+∑KcPn）。
表一 枢纽工程施工区用电设备及负荷一栏表（节选部分）
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表二 枢纽工程施工区用电负荷统计表
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依据枢纽工程施工区用电负荷表及计算公式，施工用电高峰负荷计算为5600kW。考虑周边电源接入，存在诸多不利因素：1）35kV变电站大部分为单电源供电，供电质量及可靠性差；2）10kV线路，特别是农网线路超长距离供电，导线截面小，供电质量差，线路设备陈旧老化，线损高，农村线路维护差，安全隐患多，供电可靠性低；3）项目所在的县城配电网存在负荷分配不均匀，许多线路严重超载，城区公用变压器30%以上严重超载，供电可靠性低，供电半径大，线损大，电压合格率低。4）无功补偿容量不足，各变电站无功补偿配置不足，不能做到分层平衡，导致负荷中心地区出现了电压偏低的情况。
依据施工高峰期用电负荷约为5600kW，分析周边10kV电源点接入不足情况，本项目应对策略是在龙塘水库枢纽附近1.8km处新建一座35kV施工专用降压站。另外，根据变压器选择的相关原则，有一、二级负荷的变电站中应装设两台以上的主变压器；并且当断开一台主变压器时，其余主变压器的容量（包括过负荷能力）应满足一、二级负荷用电的要求。因此，根据龙塘35kV施工变所供负荷容量及负荷性质，主变容量应基本满足施工用的5600kW为最大负荷，初拟选择2台4MVA的双绕组变压器。新建35kV降压站一方面可以满足施工期的用电高峰，另外一方面，在施工期结束后，也是可以作为枢纽工程主副厂房、大坝的永久备用电源，大大提高了项目供电的可靠性。
2、灌区工程渠线敷射区域跨度大
龙塘灌区工程渠系全长252.7km，总灌溉面积36.2万亩，灌区海拔高程2320m～2500m。灌区辖区南北长20km，东西宽34km，土地面积380km2，涉9个乡镇。龙塘水库灌区工程规划布设2条左干渠、右干渠及5条分干渠，11个支渠。灌区工程施工用电结合水工渠系分布图情况来看，敷射区域跨度大，施工供电常规采用就近引电源的方案，又存在民用10kV供电负荷裕度不足问题，临时供电周边配网接入方案难度较大。因此，该项目基于以上因素，考虑永临供电结合方案，具体思路按照灌区泵站电源永久供电方案先行进行施工，然后依此为电源点，周边施工临时用电T接方式供电，满足施工供电需求，
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龙塘灌区工程泵站电源路由图
3、渠道隧洞输电线路长
龙塘灌区工程中存在很多渠道为隧洞工程，其中以大龙塘隧洞3.0km，董家山2.7km，整个施工过程中需要380/220V供电，因低压输送距离较长，线损导致压降过大，影响设备的正常运行；采用10kV线路供电，却因隧洞施工环境限制，不便于隧洞内部施工，而且线路供电安全和人身触电安全需要格外小心。
因此，该项目在各隧洞中段处破口出施工支洞，一方面便于施工自身需要排渣方便，另外，施工低压供电，由入洞口、施工支洞口两侧对向供电，大大缩短输电线路距离，避免线损压降给设备带来的不理影响。
4、架空输电线路路径难选
龙塘水库工程所在地身处乡镇边缘地带， 灌区渠道敷射周边9个乡镇，30多个村庄，整个灌区工程牵扯107个施工供电电源点，输电线路难免要与附近220V-10kV配网架空线路交叉跨越；不仅如此，还涉及到避开防火林地，10kV架空线路杆塔避让渠道施工带、农村房屋、以及考虑复杂多变地形因素的影响，
因此，针对现场复杂环境因素，需要进行线路专项施工线路设计，包括线路电气、线路结构、线路测量相互配合进行实地勘测工作，此外，还需要与水工专业配合，以便10/35kV杆塔基础不在渠道施工开挖红线范围内，避免影响渠道开挖施工；还需要施工专业配合，线路10/35kV杆塔基础需要避开各渣料场、机械施工设备堆放检修场、石料开挖场地。
5、永久供电与施工临电的矛盾（永久供电负荷远小于施工临时供电）
龙塘灌区工程中永久供电部分为：11座泵站，107座闸室，总装机容量为9900kW，在永久供电方案设计中，其中因部分渠系的泵站负荷进行10kV线路设计，然在施工时发现，渠系施工用电负荷远大于永久供电负荷，永久供电线路不能满足临时施工供电负荷。因此，如何单独配置柴油发电机满足施工用电需求，或者，周边在有条件允许的情况下进行电网接入施工供电方案，从而解决永久供电负荷远小于施工临时供电的问题。
三、大型水利工程施工供电的几点注意事项
1、高海拔地区设备校验问题
灌区渠道地处海拔2350～2550m之间，电气设备选择时需按规范要求对10kV降压站高压电气设备的外绝缘进行修正。高压电气设备外绝缘统一按海拔2600m修正（根据GB311.1，相应工频、雷电过电压修正系数为1.21），以保证电气设备的安全可靠运行。
2、电气设备及元件要求
对于露天使用的电气设备及元件，均应选用防水型或采取防水措施；对于在有易燃易爆气体场所，电气设备及线路均应满足防火、防爆要求；对于连接电动机械与电动工具的电气回路，应设开关或触电保安器，并应有保护装置，移动式电动机械应使用软橡胶电缆，严禁一闸控制多台电动设备；对于热元件和熔断器的容量应满足被保护设备的要求，熔丝应有保护罩，管形熔断器不得无管使用，熔丝不得大于规定的截面，严禁用其他金属丝代替；对于手动操作开启式自动空气开关、闸刀开关及管形熔断器时，应使用绝缘工具，如绝缘手套、绝缘棒等；而对于一切电气装置拆除后，则均不得留有可能带电的导线，如必须保留，应将裸露端部包好绝缘，并做出标记妥善放置。[1]
3、施工照明要求
对于110V以上的灯具只可作固定照明用，其悬挂高度一般不得低于2.5m，对于行灯和电缆沟道、隧道、夹层及其他空间狭小的场所则应使用36V以下的低压照明；而对于地面潮湿的沟道、池坑及金属容器内的照明电压则不得超过12V；而且行灯还应有保护罩，行灯变压器低压侧也应有一端接地。[2]
4、对于现场临时变压器的安装要求
当施工用的10kV及以下变压器装于地面时，一般应有0.5m的高台，高台周围也应装设栅栏，其高度不低于1.7m，栅栏与变压器外廓的距离不得小于1m，并挂"止步、高压危险"的标示牌，而且变压器的引线应采用绝缘导线。
5、对于现场临时变压器的维护要求
在变压器运行过程中要观察油的颜色是否由浅黄色加深或变黑，观察油面指示是否正常；要定期检查变压器的响声是否正常，套管是否清洁，有无裂纹和放电痕迹；要及时检查接头有无腐蚀及过热现象，检查油枕的集污器内有无积水和污物；对于有防爆管的变压器，要检查防爆隔膜是否完整；还要检查变压器外壳接地情况，接地线有无中断或锈烂等情况。对运行中变压器的接地线，不能用手触及或进行缺陷处理。[3]
6、接地与接零保护
对地电压在127V及以上的下列电气设备及设施，均应装设接地或接零保护；对于中性点不接地系统中的电器设备应采用接地保护，接地保护应接至接地网上，接地网的接地电阻规定为：总容量为100kV・A及以上的系统，不大于4Ω；总容量为100kV・A以下的系统，不大于10Ω；而对于中性点直接接地系统中的电气设备则应采用接零保护；对于接地线及接零线则应采用焊接、压接或螺栓连接方法，若用缠绕法，应按照电线对接或搭接的工艺要求进行，严禁简单缠绕或钩挂。
四、结语
大型水利工程项目枢纽工程呈现出施工用电负荷相对集中、施工用电高峰负荷大的特点，需要新建35kV专用施工降压站作为主要供电方案；而灌区工程的施工供电随渠系敷射而表现出施工用电分散，且覆盖范围广的特点，需要采用永临结合的供电方案，即施工临时供电线路T接至灌区工程泵站的永久供电线路，针对施工负荷大于永久线路的特殊情况，考虑柴油发电机或周边电网T接供电方案进行施工供电。
本文结合龙塘水库项目浅析大型水利工程项目施工供电存在的问题及对策，有一定的局限性和狭隘性，但希望借此能够抛砖引玉，给水利同行们一些工作启示。大型水利工程项目施工周期长、负荷高，对于施工现场施工用电设备负荷做好逐项地统计，合理地选配供电方案，这样才能保障好施工进度；最后，笔者从施工供电安全的角度，简要地罗列出在施工供电的注意事项。在国家大力倡导以人为本的安全管理制度下，也应该充分重视用电安全，不断提高施工技术，充分利用先进的机械设备和管理理念，使工程能够安全顺利的完成。
参考文献
[1]李尚级.试析施工用电的安全隐患及防范措施[J].山西建筑,2010,03.
[2]王古,郑瀚.浅论施工中的用电安全管理工作[J].工程与建设,2014,12.
[3]杨瑞坤,卢德梅,余时运.水利工程施工现场临时用电安全问题及防护措施[J].中国水能及电气化,2014,11.
[4]JGJ46－2020，施工现场临时用电安全技术规范[S].
[5]SL303－2017，水利水电工程施工组织设计规范[S].