陆丰XX项目1#隧洞施工后备电源保障设计

http://www.chinaqking.com 期刊门户-中国期刊网2019/4/22来源:《电力设备》2018年第31期文/陈炜煜
[导读]摘要:隧洞环境恶劣,隧洞内的照明、通风、空压机、排水等设备必须保证电源供应。

        (广东电网有限责任公司汕尾陆丰供电局  广东省汕尾市  516500)
        摘要:隧洞环境恶劣,隧洞内的照明、通风、空压机、排水等设备必须保证电源供应。从隧洞施工提出用电需求开始,我们就开始策划隧洞施工的电力供应保障方案:从隧洞外部电源环网的规划筹备、隧洞外部柴油机电源的准备、隧洞内部的柴油机电源的准备三个大的方面去做电力供应方案策划。
        关键词:隧洞施工;电力供应保障;备用电源
        1.背景概述
        陆丰XX项目1、2号机组排水隧洞全长3512m,其中,隧洞海底部分长度约3000m,盾构段长度约2774m,海底隧洞采用矿山法+盾构法施工,其中排水头部采用栽管工艺,在陆丰本地上是第一次使用。隧洞位于海平面40米以下的海底岩石层内,整个盾构施工环境较为恶劣,隧洞内的照明、通风、空压机、排水等设备必须有不间断的电源来满足安全生产的需要,因此对施工隧洞内供电保障,有极为重要的意义。
        2.过程描述
        2.1准备
        从2015年排水隧洞施工提出用电需求的时候,我们就开始策划全方位的保证盾构机施工的电力供应方案:从隧洞外部电源环网的规划筹备、隧洞外部柴油机电源的准备、隧洞内部柴油机电源的准备三个大的方面去做电力供应方案策划。
        2.2实施过程描述
        (1)隧洞外部电源环网的规划筹备
        220kV变电站投产前,陆丰10kV农网线路稳定性较差,我们对厂区内的供电线路进行网架优化,厂内增设4个环网柜,让整个厂区负荷呈环网布置,大大提高了电源的可靠性。
        220kV施工电源投产后,我们又在之前环网的网架上调整设计,优化后的网架能便于灵活调整运行方式,厂区内所有的负荷均可以实现多路电源保证,以隧洞施工电源为例,正常运行方式下由220kV施工变电站10kV盾构线713供应,在盾构线出现故障状态下,可转由220kV施工变电站10kV厂区线经2#环网柜转供电,只需切换变电站713开关及2#环网柜,也可由220kV变电站712开关经10kV开闭所供应。
        即便整个220kV变电站停电,盾构线仍然迅速可以切换到厂外农网线路10kV线路经开闭所转供电。
       
        图一:陆丰核电厂现场供电网络环网系统图
        (2)隧洞外部柴油机电源的准备(低压反送电方案)
        考虑隧洞施工外部电源全部失去的情况(例如:上游220kV星云变电站停电),而且考虑随着盾构机施工隧洞的延伸,隧洞内低压供电线路的延长,地面低压供电设施提供的电压难以满足隧洞深处照明、抽水泵、排风系统的用电需求,所以这些设备的正常用电必须由10kV电源供应。
        本方案总体思路是利用低压1000kw的柴油发电机,通过AFT19箱变进行反向变压,最后利用已有的盾构10kV线路输送电源进入隧洞内部变压器,整个方案未增加费用,只需在应急情况下,甩开其他不重要的负荷,腾挪出一路反送电线路即可实现供电。
       
        图二:隧洞外部柴油机反送电方案示意图
        方案要求外部供电运维单位与内部施工单位协同操作,对操作方案要求较高,鉴于此,我们提前固化操作方案,形成应急演练方案,进行实操演练,从而保证方案每一个步骤都能正确实施。
        1、二三公司根据预先准备的操作方案顺序,先断开2号泵房水泵配电柜、AFT19箱变、3#10kV环网柜的所有高低压开关,接着在中水十四局的配合下断开盾构机施工区域内的所有供电设备的高低压开关,最后在3#10kV环网柜的HWG03─庆核站724开关,以及AFT19箱变的AFT19─HWG02开关上悬挂“禁止合闸,有人工作”的警示牌,避免向220kV庆核站及2#10kV环网柜反送电。
        2、启动2号泵房区域内的1000KW发电机,经检测确认发电机供电出口的电压、频率等参数在正常范围后,按预先准备的操作票的操作顺序逐一对2号泵房水泵配电柜、AFT19箱变、3#10kV环网柜进行送电。
        3、中水十四局根据盾构机施工区域地面及隧道深处应急设备的启动用电需求,按预先准备的操作票的操作顺序逐一对供电设备进行送电。
        (3)盾构内部的备用电源的优化
        在盾构施工前期,十四局在盾构井上布置的内部柴油机方案能满足前期阶段的供电保障。一旦外部电源供应中断,盾构机自备的200kw柴油发电机立即应急启动,给盾构机设备本体的照明设备和7.5kw抽水设备、空压机提供应急电源;同时,矿山法竖井地面的600kw柴油发电机也应急启动,给盾构机地下隧洞内的照明、通风、电梯、抽水等设备提供应急电源。
        为了进一步加强隧洞内部应急电源的保障力度,防止在盾构施工外部电源全部中断的情况,并且考虑中水十四局备用柴油发电机无法正常投入使用,特在矿山法竖井外围再次增加一路柴油发电机应急电源,作为盾构施工内部后备保障电源。
       
        图三:隧洞内部柴油机优化系统图
        3.实施效果
        通过我们对陆丰XX项目的10kV供电网络进行提前规划,超前设计,优化后的供电网络具有更高的可靠性,可以选择更灵活的运行方式,再此基础上实现了对备用柴油发电机采购和运维的节省,采用环网柜改进供电系统手拉手的供电方式,避免了大量使用箱变,后续可节省更多的费用。对盾构施工电源保障较为全面,从外部环网、外部柴油机电源反送电、盾构内部的柴油机电源优化等三方面的措施实施,进一步降低了施工安全风险,现场稳定的备用电源极大的提高了盾构施工的应急保障率。
        4.推广价值
        ①环网柜环网方案可以很大提高施工现场的供电可靠性,用环网柜代替部分箱变布置现场供电网络,不需要大量布置箱变进行环网,可以节省大量的成本。
        ②低压柴油机反送电方案,将柴油机电源转变成10kV电源供应长距离的施工区域,适用于各项目上应急电源供应方案。该方案实际上是在厂区内部形成一个独立的供电电源网络,可以拓展为多台柴油机并联供电,也适用于其他前期项目缺少10kV电源供应,或者10kV电源供应不稳定的情况下的一种备用电源方案。