某林產(chǎn)工業(yè)木材加工項(xiàng)目的電氣設(shè)計(jì)

王 琪

(國(guó)家林業(yè)局林產(chǎn)工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)院，北京 100010)

某林產(chǎn)工業(yè)木材加工項(xiàng)目的電氣設(shè)計(jì)

王 琪

(國(guó)家林業(yè)局林產(chǎn)工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)院，北京 100010)

以某林產(chǎn)工業(yè)木材加工項(xiàng)目的電氣設(shè)計(jì)作為實(shí)例，介紹了項(xiàng)目中10 kV/0.4 kV變、配電系統(tǒng)，低壓配電系統(tǒng)，照明系統(tǒng)，建筑物防雷、接地及安全措施，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)等的設(shè)計(jì)情況，總結(jié)了木材加工項(xiàng)目電氣設(shè)計(jì)中的一些做法以及需要注意的問(wèn)題。

木材加工項(xiàng)目，配電系統(tǒng)，照明系統(tǒng)，建筑物防雷

某林產(chǎn)工業(yè)木材加工項(xiàng)目建設(shè)在廣西省南寧市，是一個(gè)大型的木材加工項(xiàng)目，該項(xiàng)目園區(qū)總占地面積20 hm2，由19個(gè)工業(yè)建筑和4個(gè)配套建設(shè)的民用建筑構(gòu)成。設(shè)計(jì)周期10個(gè)月，于2013年6月交付施工圖，2013年9月生產(chǎn)試運(yùn)行。甲方對(duì)本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要求較高，要求電氣專業(yè)設(shè)計(jì)要安全、實(shí)用、高效、節(jié)能。

筆者著重從工業(yè)建筑10 kV/0.4 kV變、配電系統(tǒng)，低壓配電系統(tǒng)，照明系統(tǒng)，建筑物防雷、接地及安全措施，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)等幾個(gè)方面介紹該項(xiàng)目的電氣設(shè)計(jì)。

1 10 kV/0.4 kV變、配電系統(tǒng)

1)供電電源。該項(xiàng)目由供電部門(mén)引來(lái)一路35 kV供電線路，廠區(qū)內(nèi)設(shè)35 kV/10 kV變電所一座(此變電所甲方另行委托其他單位設(shè)計(jì)，相關(guān)的設(shè)計(jì)資料由本設(shè)計(jì)提供)，以給各10 kV/0.4 kV車(chē)間變電所和10 kV高壓電機(jī)供電。

2)根據(jù)全廠電力負(fù)荷的分布情況，該項(xiàng)目共設(shè)置4個(gè)10 kV/0.4 kV車(chē)間變電所。a.砂光工段變電所。主要給砂光工段和熱能中心及附近用電負(fù)荷供電，變壓器容量為2 500 kVA，變電所主接線為單母線接線。砂光變電所變壓器：設(shè)備容量Pe=2 940 kW(除去備用容量)，需要系數(shù)按0.6計(jì)，計(jì)算負(fù)荷有功功率Pjs=1 764 kW，經(jīng)無(wú)功補(bǔ)償后計(jì)算負(fù)荷視在功率Sjs=1 960 kVA，變壓器負(fù)載率為78%。b.備料工段變電所。主要給備料工段及附近用電負(fù)荷供電，變壓器容量800 kVA，變電所主接線為單母線接線。砂光變電所變壓器：設(shè)備容量Pe=877 kW(除去備用容量)，需要系數(shù)按0.65計(jì)，計(jì)算負(fù)荷有功功率Pjs=570 kW，經(jīng)無(wú)功補(bǔ)償后計(jì)算負(fù)荷視在功率Sjs=633 kVA，變壓器負(fù)載率為79%。c.生活區(qū)變電所。利用原有500 kVA油浸式變壓器，給四個(gè)民用建筑用電負(fù)荷供電。生活區(qū)變電所變壓器：設(shè)備容量Pe=559 kW，需要系數(shù)按0.65計(jì)，計(jì)算負(fù)荷有功功率Pjs=363 kW，經(jīng)無(wú)功補(bǔ)償后計(jì)算負(fù)荷視在功率Sjs=404 kVA，變壓器負(fù)載率為81%。d.主線變電所。主要給主車(chē)間成型、熱壓、熱磨、后處理等工段及附近用電負(fù)荷供電。變電所內(nèi)設(shè)2 000 kVA變壓器兩臺(tái)，互為備用，變電所主接線為單母線分段的接線方式。正常兩段母線分段運(yùn)行，母線聯(lián)絡(luò)設(shè)自投自復(fù)/手動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。當(dāng)一臺(tái)變壓器故障時(shí)，母聯(lián)閉合，并斷開(kāi)一些非重要負(fù)荷，以保證生產(chǎn)線主要設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行，維持生產(chǎn)。低壓主進(jìn)線開(kāi)關(guān)與母聯(lián)之間設(shè)電氣聯(lián)鎖，在任何情況下只能有兩個(gè)開(kāi)關(guān)處于閉合狀態(tài)，以保證兩臺(tái)變壓器不并列運(yùn)行。主線變電所1號(hào)變壓器：設(shè)備容量Pe=2 609 kW(除去備用容量)，需要系數(shù)按0.6計(jì)，計(jì)算負(fù)荷有功功率Pjs=1 565 kW，經(jīng)無(wú)功補(bǔ)償后計(jì)算負(fù)荷視在功率Sjs=1 739 kVA，變壓器負(fù)載率為87%。主線變電所2號(hào)變壓器：設(shè)備容量Pe=2 564 kW(除去備用容量)，需要系數(shù)按0.6計(jì)，計(jì)算負(fù)荷有功功率Pjs=1 538 kW，經(jīng)無(wú)功補(bǔ)償后計(jì)算負(fù)荷視在功率Sjs=1 709 kVA，變壓器負(fù)載率為85%。

3)自備電源。在成型、熱壓工段有些電機(jī)突然停電會(huì)造成設(shè)備損壞，它們屬于二級(jí)負(fù)荷；消防水泵及其他消防設(shè)備用電亦屬于二級(jí)負(fù)荷。為了保證這些重要負(fù)荷用電，該項(xiàng)目選用400 kW柴油發(fā)電機(jī)組一臺(tái)，作為自備電源接至應(yīng)急段以供重要負(fù)荷用電。

4)功率因數(shù)補(bǔ)償。各車(chē)間變電所0.4 kV母線均設(shè)有功率因數(shù)自動(dòng)補(bǔ)償裝置。電容器組采用自動(dòng)循環(huán)投切方式，各變電所補(bǔ)償后的功率因數(shù)不小于0.9。

5)低壓保護(hù)裝置和低壓斷路器分段能力。低壓主進(jìn)線開(kāi)關(guān)和母聯(lián)開(kāi)關(guān)設(shè)過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)、短路短延時(shí)脫扣器，其他低壓斷路器設(shè)過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)、短路瞬時(shí)脫扣器。對(duì)于2 500 kVA干式變壓器(Uk=6%),低壓斷路器要求運(yùn)行分段能力在41 kA以上；2 000 kVA干式變壓器(Uk=6%),低壓斷路器要求運(yùn)行分段能力在35 kA以上；800 kVA干式變壓器(Uk=6%),低壓斷路器要求運(yùn)行分段能力在17 kA以上。

2 低壓配電系統(tǒng)

1)220 V/380 V低壓配電系統(tǒng)主要采用放射式供電，對(duì)于需供電的MCC柜和動(dòng)力配電箱均由變電所的低壓配電柜引一路電源供電，供電線路一般采用YJV型電纜在橋架上敷設(shè)。2)該項(xiàng)目由設(shè)備制造廠成套供應(yīng)的MCC柜至各電機(jī)的線路由各設(shè)備制造廠指導(dǎo)安裝。3)由動(dòng)力配電箱至各非工藝生產(chǎn)線上的設(shè)備亦采用放射式供電，供電線路一般采用BV導(dǎo)線穿管敷設(shè)。4)MCC柜在MCC室落地安裝；一般動(dòng)力配電箱亦落地安裝，其基礎(chǔ)高出地面0.1 m；體積較小的動(dòng)力配電箱掛墻安裝，其下底邊距地1 m。5)接地采用TN-S系統(tǒng)，PE線和N線相互絕緣，嚴(yán)格分開(kāi)。

3 照明系統(tǒng)

1)該項(xiàng)目主要場(chǎng)所設(shè)計(jì)照度值及照明功率密度值見(jiàn)表1。2)燈具和光源。燈具采用高效節(jié)能的工廠燈。在層高較高的生產(chǎn)車(chē)間和庫(kù)房，光源主要采用金屬鹵化物燈并配節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器；在層高較低(小于4 m)的場(chǎng)所，光源主要采用T5管熒光燈或各種節(jié)能燈。除特殊情況(比如：壓機(jī)地坑24 V照明)，一般不采用白熾燈。3)照明線路均為單相三線(其中一根PE線接燈具外殼)，一般采用BV型銅芯導(dǎo)線穿薄型鋼管敷設(shè)。4)在丙類生產(chǎn)車(chē)間和庫(kù)房設(shè)有消防應(yīng)急照明。在控制室、MCC室、變配電室、柴油發(fā)電機(jī)室和消防泵房的全部燈具均為消防應(yīng)急照明燈具。以保證萬(wàn)一發(fā)生火災(zāi)時(shí)，這些房間仍有正常照明的照度。在疏散走道和安全出口設(shè)有疏散指示燈和安全出口標(biāo)志燈。5)在廠區(qū)道路設(shè)有道路照明；在儲(chǔ)料場(chǎng)設(shè)有以投光燈作為光源的照明。

表1 主要場(chǎng)所設(shè)計(jì)照度值及照明功率密度值

4 建筑物防雷、接地及安全措施

1)該項(xiàng)目的主車(chē)間屬于第二類防雷建筑物，削片間、貼面車(chē)間、制膠車(chē)間、阻燃劑車(chē)間、熱能中心等屬于第三類防雷建筑物。對(duì)這些建筑物設(shè)置的防雷措施是：利用金屬屋面作接閃器；利用工字鋼立柱作引下線；利用基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋作接地裝置，另外還圍繞著建筑物敷設(shè)環(huán)形人工接地體與之并聯(lián)作為接地裝置。凸出屋面的各種金屬管道、金屬構(gòu)件等均與金屬屋面可靠連接；進(jìn)出建筑物的電纜金屬外皮、電纜橋架等均與接地裝置可靠連接。2)由于該廠區(qū)所處的南寧地區(qū)雷電活動(dòng)頻繁，對(duì)于那些年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)小于0.05次/年的建筑(比如生活區(qū)變電所)，在不增加建設(shè)費(fèi)用的原則下，也盡可能采取措施防止雷擊。3)車(chē)間內(nèi)各種不同用途的接地，如電源系統(tǒng)的工作接地、保護(hù)接地、防雷接地、防靜電接地等使用一個(gè)總的接地裝置，其接地電阻小于1 Ω。4)該項(xiàng)目各建筑物均做總等電位聯(lián)結(jié)。在電源進(jìn)線處，設(shè)總等電位聯(lián)結(jié)端子箱MEB，建筑物內(nèi)各種工藝管道、上下水管、配電箱金屬外殼和PE母線排、建筑物基礎(chǔ)鋼筋等金屬物體均用等電位連接線接至等電位聯(lián)結(jié)端子箱。

5 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)

1)該項(xiàng)目的丙類生產(chǎn)廠房按照《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。保護(hù)對(duì)象分級(jí)按二級(jí)設(shè)置，采用集中報(bào)警控制系統(tǒng)，系統(tǒng)按兩總線環(huán)路設(shè)計(jì)，任一點(diǎn)斷線不影響系統(tǒng)報(bào)警。2)消防聯(lián)動(dòng)控制。火災(zāi)報(bào)警后，消防控制臺(tái)根據(jù)火災(zāi)情況開(kāi)啟相關(guān)的雨淋閥和噴淋泵。在泵房設(shè)有兩臺(tái)(一用一備)消火栓泵，該泵的控制滿足以下要求：a.平時(shí)由壓力開(kāi)關(guān)自動(dòng)控制穩(wěn)壓泵，維持管網(wǎng)壓力，壓力過(guò)低直接啟動(dòng)泵；b.消火栓按鈕動(dòng)作啟動(dòng)泵；c.消防控制臺(tái)手動(dòng)控制泵；d.泵房手動(dòng)控制泵。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著工業(yè)建設(shè)的迅速發(fā)展，工業(yè)廠房建筑電氣的設(shè)計(jì)也在隨之發(fā)展。合理設(shè)計(jì)、降低損耗、高效利用，已成為工業(yè)廠房電氣設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。

[1] GB 50052—2009，供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] GB 50054—2011，低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] GB 50053—2013，20 kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4] 水利電力西北電力設(shè)計(jì)院.電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2011.

[5] 中國(guó)航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院.工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2012.

On electric design for timber process of some forest product industry

Wang Qi

(ForestryProductionandIndustrialPlanningandDesignInstitute,NationalForestryBureau,Beijing100010,China)

Taking the electronic design for the timber processing program of some forestry production industry, the paper introduces the design for 10 kV/0.4 kV substation and distraction system, low-voltage distribution system, lighting system, lightening protection of buildings, grounding and safety measures, fire automatic alert system, and fire-fighting linkage system, and sums up some method and attentive problems in the electronic design of the timber processing program.

timber processing program, distribution system, lighting system, lightening protection of buildings

2015-04-21

王 琪(1981- )，女，工程師

1009-6825(2015)19-0111-02

TM923

A