當前，由中國企業建設的肯尼亞共和國內羅畢至馬拉巴標軌鐵路即將建成通車，該項目將持續推進當地的經濟發展，其中旅游業作為肯尼亞的一個支柱產業，肯尼亞政府對環境以及生態的保護一直非常重視，因為永臨結合電力系統在該項目建設過程中便發揮了重大的作用。肯尼亞鐵路土建施工用電量大，備用柴發供電成本高，啟動后噪音大，會對生態環境造成破壞。永臨結合電力系統的建設以及穩定運行既保證了內馬鐵路一期工程的順利實施，又有效避免了資源浪費和環境污染，具有較強的經濟效益和社會效益。對整個肯尼亞交通網絡的發展起到積極的促進作用。

1永臨結合電力系統綜述

所謂永臨結合電力系統，就是在土建單位進場施工前，將鐵路供電部分設施提前建設，在項目基建期用作臨時設施，為土建單位的生產以及生活用電提供保障。鐵路投產后按照原設計功能使用，為鐵路沿線設備進行供電。這樣既合理使用了項目資金，又避免了臨時設施建設造成的資源浪費和環境污染。在成本保持基本不變的情況下，永臨結合電力系統提高了其在鐵路整體建設過程中的使用功能，進而提高了項目價值，其實現途徑就是講設施提前建設，投入的建設成本是一次性的設施成本，但其使用價值發揮了雙重效用。一方面滿足了土建單位施工期間工作與生活的供電需求，另一方面也完成了肯尼亞鐵路投產后所必需的電力基礎設施，滿足鐵路全線站房、設備等供電需求。

2肯尼亞鐵路施工供電方案

2.1供電方式選擇

鐵路施工用電供電方案一般有以下三種：（1）采用柴油發電機：優點為建設周期短，缺點為運營維護成本較高，國內工程每度電約為1.8元，用電成本遠高于永臨結合方案（國內每度電約為0.5元），且供電能力有限，對于長大隧道及輔助坑洞供電能力不足（隧道長度>5km，每處用電點需要配置1000~4000kVA不等）。此方案一般試用于獨立工點或零星工點供電，或作為永臨結合方案中長大隧道施工重要負荷的備用電源考慮。（2）分散接引地方電源：即每個供電點分別接引地方電源，主要T接農電，適用于地方電源發達的情況，肯尼亞鐵路沿線電網欠發達，此方案不做考慮。（3）集中供電方式：從地方變電站接引專線或T接地方電力線路，通過臨時變配電裝置，沿線敷設架空線路，供給施工用電，臨時電力線路將來作為正式工程的貫通線及電源線使用。優點是提高了施工用電的可靠性、減少了土建單位的小臨費用，并解決了營區生產生活用電。適用于地方電力資源分布不均，電力供應緊張，解決重點工程施工用電較為困難情況下，對保證供電，節省投資起到很大作用。綜合肯尼亞標軌鐵路施工沿線電網情況，且正式工程需沿線建設貫通電力線路，本工程選用集中供電方式較為適宜。

2.2臨時供電方式選擇

2.2.1臨電工程范圍施工用電負荷較大，地方電網供電能力不能滿足施工用電的需要，須采用集中供電方式，采用集中供電方式的地段，納入電力臨時工程覆蓋范圍。電力臨時工程包括：（1）集中供電地段的永臨結合變配電裝置（含計量裝置）。（2）地方變電站至變配電裝置的臨時電源線路及電源T接工程。（3）自配電裝置饋出的沿鐵路架設的集中供電干線。（4）從集中供電干線至部分距離供電干線較遠的隧道、橋梁、制梁場、鋪軌基地、焊軌場等施工用電變電臺（所）的高壓分支線，每處用電點含一套變電臺及一套計量柜，變壓器及計量柜位置由用電單位提出需求確定。2.2.2供電線路電壓等級選擇本線電力臨時工程線路電壓等級主要考慮11kV及33kV兩種，兩種系統主要區別如下：（1）33kV電力線路及供配電系統造價約為11kV系統的2倍。（2）33kV電力線路及供配電系統供電能力約為11kV系統的9倍。經計算，本線臨時工程中：前者供電范圍可達40～50km，后者約為10～20km。正式工程中：前者供電范圍可達120km，后者約為40km。肯尼亞標軌鐵路內馬段施工用電負荷主要包括：隧道（含隧道斜井、豎井、橫洞等施工口）、橋梁、制梁場、軌枕預制場、軌排生產線、道砟生產場、混凝土拌合站、施工營地等。其中隧道、橋梁負荷較大，外部電源匱乏的情況，根據現有資料，如采用11kV供電系統，需接引外接電源的數量約為5～6處，肯尼亞當地電網實際條件不允許，因此全線供電系統采用33kV等級。2.2.3臨電系統方案在Maimahiu站場旁設置一座66/35kV，25MW單電源變電站，從鐵路全線中段與66kV地方電力線路交叉處T接一路66kV電源引向Maimahiu變電站。變電站饋出二回35kV線路，其中一回路往小里程方向為DIK11+800，該段鐵路主要施工用電點4處，施工用電變壓器裝機需求約2MVA。各施工用電支線以T接方式接入主供電線路。所有支線均加裝開關設備，便于線路維護和保證主線路供電安全。施工用電支線在線下施工結束后進行拆除或廢棄，設備進入庫存2.2.4臨電66/35kV變電站主接線及設備選擇變電站引接單回66kV電源，66kV側采用“線路-變壓器”組接線方式。66/35kV主變采用戶外油浸式，YN/YN/D11接線，35kV側采用中性點直接接地方式。66kV隔離開關采用戶外柱式，避雷器采用氧化鋅避雷器，66kV側開關裝置采用戶外GIS組合電器，35kV側配電裝置采用戶外箱式配電所。直流自用電系統選用高頻開關電源模塊，采用鉛酸免維護智能型直流系統。二次設備采用集控制、保護、監測和遠動于一體的微機綜合自動化裝置。66kV側采用集中組屏保護，35kV側采用分散組屏保護。

2.3臨電計量方式

全線各負荷點設有變壓器，電能計量則在每臺變壓器低壓側設置一臺計量柜，計量柜內設置電能表計，并預留若干饋出開關，各工點從饋出開關取電。電力局計量站及66kV變電站進線側均設有總計量表計，將通電一個月底計量站總表讀數與各工點計量柜讀數總和之比作為線損系數，各負荷點計量柜讀數乘以此線損系數即為該點應繳費用電量。

2.4施工臨時供電與鐵路供電相結合

正式電力工程與臨時工程重合度應盡量提高。為高效利用臨時電力工程投資，節省正式工程費用，本工程采用永臨結合方案。臨電工程66/35kV單電源變電站及其外部電源線路可利用為正式工程變電站及電源線，臨電工程供電干線可利用為正式工程貫通線。

2.5永臨結合倒替

2.5.1臨時負荷供電階段臨電施工高峰期時，線路電壓損失較大，應根據線路末端電壓壓降情況，調整主變抽頭，提高線路電壓5%，保證線路末端電壓壓降小于5%。距離變電站較遠的變電臺，如果個別電壓仍不滿足，可以視情況調整變電臺抽頭（±10%可調），保證低壓設備供電電壓。2.5.2負荷與臨時負荷同時供電階段聯調聯試之前，大部分土建工程已完工，臨時負荷主要為營區生活用電等，負荷主要為中間站及會讓站車站用電、區間通信基站、直放站用電、隧道照明等。此階段供電系統應同時滿足剩余臨時負荷及正式工程用電要求。2.5.3負荷階段（1）視情況拆除生活營區臨時線路及變電臺，變壓器、計量柜等，進入庫存。（2）調整35kV箱式變電所內的所用電變壓器高壓側抽頭。調整變電所綜合自動化系統設置的保護定值。每個車站安裝一路柴發AC380V電源作為車站通信、信號系統的備用電源，保證鐵路的正常運行。

3經濟效益與節能減排分析

3.1經濟效益分析

3.1.1用電成本計算根據市場詢價及成本核算，肯尼亞電費約為1.2元/kWh，使用柴油發電機發電成本約為5元/kWh，因此采用永臨結合電力系統實施方案每度電可節省3.8元/kWh的成本。內馬鐵路一期工程工期為3.5年，其中施工高峰期約為1年，非施工高峰期約為2.5年。施工高峰期間，施工現場涉及隧道、橋梁、制梁場、鋪軌基地、焊軌場等施工用電與生活用電，經統計每月用電量可達到100萬度；非施工高峰期間用電量可達到60萬度。經計算施工高峰期全年用電量約為100×12=1200萬度，非高峰期全年用電量約為60×12=720萬度，內馬鐵路一期工程工期內總用電量為：1200×1+720×2.5=3000萬度共可節省成本：3000×3.8×10000=11400萬元內馬鐵路一期工程全長120km，因此若采用永臨結合電力系統實施方案，每公里可節省95萬元的用電成本。3.1.2設備折舊成本計算由于土建單位施工用電需求大，采購的柴油發電機功率平均在800kW，售價約為80萬元，采用平均年限法，折舊年限為5年，每年折舊費約為16萬元。經統計，本工程全線共有約50臺柴油發電機。每年折舊費為：16×50=800萬元。內馬鐵路一期工程全長120km，因此若采用永臨結合電力系統實施方案，每年每公里可節省柴油發電機折舊費用6.67萬元。

3.2節能減排分析

柴油發電機在啟動過程中主要排放物為煙塵、SO2、NOX、CO、烴類等，根據《環境統計手冊》，燃油大氣污染物排放系數見表1。本項目全線約有50臺800kW的柴油發電機，每天使用時間約為8h，平均投入使用時間約為2年。發電機燃料采用0#輕柴油（密度850kg/m3），單位燃油量按200g/kWh計算，則50臺柴油發電機的耗油量為8000kg/h，每天全線的燃油量為8000kg/h×8=64000kg。