大型工業(yè)企業(yè)電氣設(shè)計研究

梁紅

廣東省輕紡建筑設(shè)計院 廣東省 510800

摘要：近年來，我國工業(yè)不斷發(fā)展，工業(yè)企業(yè)數(shù)量不斷增多，規(guī)模不斷擴(kuò)大，在工業(yè)企業(yè)的日常運(yùn)作中，電氣設(shè)計的重要性逐漸凸顯，科學(xué)合理的電氣設(shè)計是企業(yè)正常運(yùn)作的重要前提。本文以大型工業(yè)企業(yè)大型廠房的電氣設(shè)計為例，分析了工業(yè)廠房在供配電、照明方式、電氣設(shè)備選擇等方面設(shè)計需要注意的問題以及電氣設(shè)計的節(jié)能措施。

關(guān)鍵詞：大型工業(yè)企業(yè)；大型廠房；電氣設(shè)計

工業(yè)企業(yè)數(shù)目的增多，規(guī)模的擴(kuò)大為我國國民經(jīng)濟(jì)的增長做出了巨大的貢獻(xiàn)，做好大型工業(yè)企業(yè)的電氣設(shè)計，可以保證企業(yè)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，保證企業(yè)用電安全。大型工業(yè)企業(yè)電氣設(shè)計涉及內(nèi)容比較多，包括變電所位置的設(shè)置和變壓器選型、配電設(shè)計、照明設(shè)計、防雷與接地設(shè)計以及消防設(shè)計等，是一項十分巨大的工程，需要設(shè)計人員在充分了解廠房實(shí)際情況的基礎(chǔ)上進(jìn)行，還要考慮安全性與節(jié)能技術(shù)。

1.大型工業(yè)企業(yè)電氣設(shè)計

1.1變電所位置的設(shè)置和變壓器選型

變電所的位置選擇會極大地影響大型工業(yè)企業(yè)電氣設(shè)計，因為大型工業(yè)企業(yè)電氣設(shè)計的線路眾多，為了保證進(jìn)出線路的方便，同時滿足供電壓降需求等，需要將變電所設(shè)置在負(fù)荷中心或者接近負(fù)荷中心的位置。廠房內(nèi)變壓器可以選擇干式變壓器，配電變壓器接線組可以分別選擇D，Yn11接線組別的變壓器。

1.2動力配電設(shè)計

大型工業(yè)企業(yè)廠房配電采用樹干式供電，為了減少電壓的損失，大多使用封閉母線槽分三段供電。其中，起重機(jī)的電源直接引自變電所低壓屏，經(jīng)過放射性供電到達(dá)配電箱，然后再到達(dá)安全滑觸線，如果起重機(jī)供電線路的電壓損失超過了允許值，就要增加滑觸線供電點(diǎn)進(jìn)行供電。

1.3照明配電設(shè)計

大型工業(yè)企業(yè)的光源以及燈具選擇要遵循壽命長、性能高、投資一次性、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性等原則，還要根據(jù)廠房的實(shí)際環(huán)境選擇燈具的光色以及色溫，并考慮燈具的維護(hù)以及廠房電壓等條件的影響。大型工業(yè)企業(yè)一般不適用白熾燈、鹵鎢燈，其性能太低；而熒光燈一般適用于高度在5m以內(nèi)的建筑照明，但是大型工業(yè)廠房的高度大多在10m以上；無極燈的價格較為昂貴，一次性投資較大，性價比較低，因此較少使用；金屬鹵化物等能夠滿足焊接廠房工業(yè)照明的各項要求，因此得到了較為廣泛的使用。大型工業(yè)企業(yè)照明燈具功率的選擇一般在滿足眩光限值的基礎(chǔ)上，盡量選擇功率較大的照明燈具，可以在一定程度上減少燈具的使用數(shù)量，減少工業(yè)企業(yè)照明配電的一次性投資，也方便維修，能夠節(jié)省維護(hù)成本。

大型工業(yè)企業(yè)照明箱供電采用樹干式供電方法，由于工業(yè)廠房的高度大多在10m以上，所以照明配電的每一跨都要采用兩段干線，照明燈具的電源按照就近原則，引自附近的變電所，工業(yè)廠房燈具布線一般采取與窗平行的布線方式，能夠達(dá)到節(jié)能的目的。在焊接廠房中得到廣泛使用的金屬鹵化物燈一般會采用節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器進(jìn)行功率補(bǔ)償，采用這種補(bǔ)償辦法可以使金屬鹵化物燈具的照明功率因數(shù)保持在0.9以上。

1.4防雷與接地設(shè)計

工業(yè)企業(yè)大型工業(yè)廠房電氣設(shè)計的防雷與接地設(shè)計與一般廠房的設(shè)計基本相同，均要按照國家防雷與接地設(shè)計的相關(guān)規(guī)范以及文件要求進(jìn)行施工與設(shè)計。如果工業(yè)廠房采用鋼結(jié)構(gòu)屋面，就可以采用屋面彩鋼板做接閃器，彩鋼板的厚度要符合《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》，利用鋼屋架、鋼柱作為引下線，基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作為接地極，還要進(jìn)行廠房總等電聯(lián)結(jié)和局部等電位聯(lián)結(jié)。

2.工業(yè)企業(yè)電氣設(shè)計中的節(jié)能技術(shù)

2.1選擇低損耗、高效率的變壓器

為了減少工業(yè)企業(yè)能耗，我國早在1983年就發(fā)出了“關(guān)于停止裝用高耗能配電變壓器的通知”，S7和SL7型變壓器取代了傳統(tǒng)變壓器，新型的變壓器使用新材料，新工藝，與傳統(tǒng)變壓器相比，具有體積小、重量輕、能耗低等特點(diǎn)，具有很好的節(jié)能效果。此后我國又研發(fā)了S9系列變壓器，取代了S7和SL7型變壓器，使節(jié)能效果更加明顯，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，低損耗、高效率的變壓器會不斷開發(fā)出來，大型工業(yè)企業(yè)電能設(shè)計的節(jié)能效果就能更加明顯。

2.2變壓器容量的合理選擇與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

選擇變壓器容量時要根據(jù)大型工業(yè)廠房負(fù)荷量的特點(diǎn)，設(shè)備容量的實(shí)際需求等，如果工業(yè)企業(yè)使用的變壓器是連續(xù)性負(fù)荷而且負(fù)荷的變化較為平穩(wěn)，就要按照經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率合理選擇變壓器容量，如果電負(fù)荷量的變化幅度較大時，就要選擇

多臺變壓器，按照負(fù)荷的變化調(diào)整運(yùn)行的變壓器數(shù)量，以此達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。

2.3改善功率因素

根據(jù)物理學(xué)知識可以知道，當(dāng)有功功率一定的時候，視在功率與負(fù)載電流都會隨著功率因數(shù)的增加而減少，因此提高功率因數(shù)就可以提高發(fā)電機(jī)以及變壓器的容量利用率，降低發(fā)電機(jī)以及變壓器的電能損耗，同時還能在一定程度上減少輸電線路的電能損耗。因此，為了改善功率因素，電氣設(shè)計要盡量提高用電設(shè)備的自然功率因數(shù)，改善設(shè)備的運(yùn)行方式，避免空載運(yùn)行，還可以使用同步電動機(jī)或者移相電容器等進(jìn)行功率因數(shù)的補(bǔ)償。

2.4降低配電線路損耗

大型工業(yè)企業(yè)的配電線路總長度十分驚人，電能損耗十分巨大，因此電氣設(shè)計要在一定程度上加大配電線路的橫截面，減少線路的電阻值。

3.消防

3.1防火墻、防火卷簾與防火分區(qū)

大型工業(yè)企業(yè)廠房的消防設(shè)計需要在不影響廠房正常工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行，還要滿足工業(yè)連續(xù)生產(chǎn)的需求以及相關(guān)的工藝需求，因此在普通建筑消防中普遍采用的防火墻和防火卷簾設(shè)計不是大型工業(yè)企業(yè)電氣設(shè)計中消防設(shè)計的首選。防火墻和防火卷簾會將整個連貫的工業(yè)廠房空間認(rèn)為地劃分為多個防火分區(qū)，難以滿足工業(yè)連貫生產(chǎn)以及相關(guān)工藝需求，在生產(chǎn)實(shí)踐中較難實(shí)現(xiàn)，即便使用防火卷簾、防火墻對廠房進(jìn)行防火分區(qū)，也會給以后的使用以及消防檢修工作帶來不便。

3.2自動噴水滅火與防火分區(qū)設(shè)計分析

工業(yè)企業(yè)大型工業(yè)廠房消防設(shè)計可以采用自動噴水滅火裝置，這樣的消防設(shè)計可以滿足消防規(guī)范以及設(shè)計要求，但是在實(shí)際應(yīng)用中也會存在一定問題，因為工業(yè)廠房的高度相對較高，大都在10米以上，但是自動噴水滅火裝置適用于8米以下的大空間建筑物，因此可能存在噴水死角，此外，設(shè)置自動噴水滅火裝置的成本相對較大，因此消防成本高，經(jīng)濟(jì)效益不是很好。

3.3水幕與防火分區(qū)

獨(dú)立水幕是大型工業(yè)廠房消防設(shè)計較為可行的方案，在使用獨(dú)立水幕分割廠房空間的基礎(chǔ)上，在搭配消火栓及滅火器，可以構(gòu)成較為完備的消防體系。獨(dú)立水幕的設(shè)置要根據(jù)廠房實(shí)際，設(shè)置較為靈活多變，相比于防火墻、防火卷簾分區(qū)較為容易實(shí)現(xiàn)，相比于設(shè)置自動噴水滅火裝置較為經(jīng)濟(jì)實(shí)用，同時也不會對廠房內(nèi)正常的生產(chǎn)活動產(chǎn)生影響，在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)揮了較好的消防作用。

3.4消防炮與防火分區(qū)

消防炮滅火系統(tǒng)應(yīng)用到大型工業(yè)廠房電氣設(shè)計的消防設(shè)計中是一種創(chuàng)新，這種消防手段以往主要應(yīng)用在各類易燃易爆的石化企業(yè)以及倉庫消防中，隨著大空間建筑消防設(shè)計的需求，消防炮滅火系統(tǒng)很好的在保證建筑空間完全通透性的基礎(chǔ)上，起到了良好的消防作用。消防炮滅火系統(tǒng)消防耗水量較大，因此在大型工業(yè)廠房外部需要設(shè)置消防水池。目前，消防炮滅火系統(tǒng)還沒有普遍應(yīng)用到大型工業(yè)企業(yè)電氣設(shè)計的消防設(shè)計中，有待于進(jìn)一步研究與探索。

4.結(jié)語

大型工業(yè)企業(yè)為我國國民經(jīng)濟(jì)的增長做出了很大的貢獻(xiàn)，因此必須具有合理的電氣設(shè)計，為工業(yè)企業(yè)的正常運(yùn)作保駕護(hù)航。大型工業(yè)企業(yè)設(shè)計要考慮多個問題，包括變電所位置的設(shè)置、變壓器選型、動力配電設(shè)計等。如今，資源短缺已經(jīng)成為制約世界各國經(jīng)濟(jì)增長的重要障礙，我國積極推動經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，倡導(dǎo)節(jié)能減排，大型工業(yè)企業(yè)電氣設(shè)計具有極大的節(jié)能潛力，因此需要不斷探索電氣設(shè)計中的節(jié)能技術(shù)。

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