石化項(xiàng)目低壓大功率變頻電動機(jī)的配電設(shè)計(jì)及現(xiàn)場問題處理

蔡奧克

（中石化上海工程有限公司，上海 200120）

石化項(xiàng)目低壓大功率變頻電動機(jī)的配電設(shè)計(jì)及現(xiàn)場問題處理

蔡奧克

（中石化上海工程有限公司，上海 200120）

對大型石油化工環(huán)保污水處理零排放項(xiàng)目中所采用的低壓大功率變頻電動機(jī)的配電設(shè)計(jì)，著重對電能質(zhì)量有關(guān)的內(nèi)容，如電動機(jī)啟動、電纜載流量校驗(yàn)及諧波，進(jìn)行討論、計(jì)算和分析。同時針對項(xiàng)目在設(shè)計(jì)、施工過程中所碰到的電氣專業(yè)相關(guān)的現(xiàn)場問題進(jìn)行處理和分析。列出了比選方案，并提出了合理化建議。

低壓大功率；變頻電動機(jī)；電能質(zhì)量；施工現(xiàn)場問題

在大型綜合石化項(xiàng)目中，為了減少化工廢棄物對環(huán)境的影響，環(huán)保零排放項(xiàng)目必不可少。所謂“零排放”是指無限地減少污染物和能源排放直至為零的活動：即利用清潔生產(chǎn)，3R（Reduce， Reuse，Recycle） 及生態(tài)產(chǎn)業(yè)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對自然資源的完全循環(huán)利用，從而不給大氣、水體和土壤遺留任何廢棄物。

環(huán)保水處理濃縮及結(jié)晶項(xiàng)目中，大功率變頻設(shè)備比較多。本文將對該項(xiàng)目中低壓380V、250kW變頻電動機(jī)的配電設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述，并對電能質(zhì)量相關(guān)的內(nèi)容，如變頻電動機(jī)啟動、電纜校驗(yàn)等進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，同時著重討論在設(shè)計(jì)、施工過程中可能碰到的問題及解決問題的方法。最后針對該項(xiàng)目中變頻設(shè)備多、諧波污染比較大的情況，進(jìn)行諧波計(jì)算，并提出諧波治理的解決方案。

1 工程情況介紹

1.1 電源情況介紹

某石化總承包項(xiàng)目位于某公司煤炭深加工生產(chǎn)區(qū)。該項(xiàng)目兩路供電電源引自上級變電所10kV系統(tǒng)開關(guān)側(cè)，正常情況下，兩路電源各承擔(dān)50 ％的負(fù)荷，當(dāng)其中一路電源出現(xiàn)故障時，另一路電源能滿足全部一、二級負(fù)荷的供電要求。變配電所設(shè)2臺10/0.4kV 2 000 kVA 的油浸式變壓器，用于給本裝置的380/220V用電設(shè)備供電。

1.2 負(fù)荷情況介紹

本項(xiàng)目中設(shè)有循環(huán)水泵房一座，共有三臺循環(huán)水泵，由三臺變頻250kW電動機(jī)驅(qū)動。正常情況下根據(jù)循環(huán)水量大小開啟1～2臺水泵，另外一臺水泵備用。該循環(huán)水泵房為非防爆區(qū)、戊類廠房。

2 變頻電動機(jī)配電設(shè)計(jì)及易忽略的問題

變頻電動機(jī)配電設(shè)計(jì)主要需要考慮的問題有：電纜的校驗(yàn)、電纜線路壓降的考慮、電動機(jī)的起動等，并根據(jù)相關(guān)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行電纜選型、配電柜元器件選型、電纜敷設(shè)路徑的設(shè)計(jì)等。以下將對變頻電動機(jī)在配電設(shè)計(jì)過程中碰到的比較重要的幾個環(huán)節(jié)進(jìn)行計(jì)算，同時對容易忽略的問題進(jìn)行分析。

2.1 變頻電動機(jī)的電纜校驗(yàn)計(jì)算及不同結(jié)構(gòu)動力電纜的比較

2.1.1 變頻電動機(jī)的電纜校驗(yàn)計(jì)算

首先根據(jù)工作電流選擇電纜，并根據(jù)GB 50217—2007對電纜載流量校正系數(shù)進(jìn)行校驗(yàn)。

電纜沿電纜梯架無間距敷設(shè)，且梯架內(nèi)電纜敷設(shè)層數(shù)不超過二層，取電纜載流量校正系數(shù)K1=0.65。

本項(xiàng)目所在地區(qū)月平均最高氣溫22.5℃，取載流量校正系數(shù)K2并根據(jù)公式（1）進(jìn)行計(jì)算。

其中，θm為電纜導(dǎo)體最高工作溫度，取90℃；θ1為對應(yīng)于額定載流量的基礎(chǔ)環(huán)境溫度，取40℃；θ2為實(shí)際環(huán)境溫度，取22.5℃。計(jì)算得出K2=1.16。

電纜實(shí)際載流量應(yīng)滿足 I=IrM/K=592.58 A。

交聯(lián)聚氯乙烯銅芯三芯變頻電纜120mm2電纜載流量為332 A，150mm2電纜載流量為383 A。則可采用雙拼ZRA-BPYJVP22-0.6/1kV-3×120mm2+3×25mm2電纜，或雙拼ZRA-BPYJVP22-0.6/1kV-3×150mm2+3×35mm2電纜滿足載流量要求。

其次，再對選擇的電纜進(jìn)行線路壓降的校驗(yàn)計(jì)算。

根據(jù)《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊（第四版）》表9.4-3中的公式Ud％=IrM×?ua％×L，最遠(yuǎn)一臺循環(huán)水泵電動機(jī)，電纜敷設(shè)距離約為290m。經(jīng)過查表9.4-19得出?ua％取值。

當(dāng)采用雙拼ZRA-BPYJVP22-0.6/1kV-3×120mm2+3×25mm2電纜時，取電壓損失率?ua％=0.09/2=0.045；則 Ud％=IrM×?ua％×L=420×0.045×0.29=5.48 ％。

當(dāng)采用雙拼ZRA-BPYJVP22-0.6/1kV-3×150mm2+3×35mm2電纜時，取電壓損失率?ua％=0.075/2=0.037 5； 則 Ud％=IrM× ? ua％×L=420×0.037 5×0.29=4.57 ％。

根據(jù)GB 50052—2009第5.0.4條第一款要求，正常運(yùn)行情況下，用電設(shè)備端子處電壓偏差允許值宜符合下列要求：電動機(jī)電壓偏差不超過±5 ％。因此，采用雙拼ZRA-BPYJVP22-0.6/1kV-3×150mm2+3×35mm2電纜滿足要求。

2.1.2 不同結(jié)構(gòu)的動力電纜

一般情況下，石化項(xiàng)目中選用的動力電纜采用的是3+1結(jié)構(gòu)的電纜，如ZRA-YJVP22-0.6/1kV-3×150mm2+1×75mm2。而變頻電動機(jī)則適宜采用3+3結(jié)構(gòu)的電纜，如圖1所示。

如果采用3+1結(jié)構(gòu)的動力電纜作為變頻電動機(jī)的供電電纜，當(dāng)電動機(jī)變頻運(yùn)行時，主芯線和中性線不對稱結(jié)構(gòu)使得諧波電壓不平衡，當(dāng)高次諧波產(chǎn)生時，經(jīng)過多次反射，會出現(xiàn)很多諧波的波峰與波峰、波谷與波谷的疊加，電纜越長，疊加的情況發(fā)生得越多；另外，高次諧波產(chǎn)生在中性線內(nèi)的電流分量無相位差，如此，諧波電流將疊加成各次電流分量的數(shù)倍，電纜絕緣容易被擊穿。

變頻電纜在主線絕緣線和零線絕緣線外依次設(shè)置內(nèi)繞包層、銅帶層、外繞包層、鎧裝層和外護(hù)套層，形成3+3線芯結(jié)構(gòu)，使電纜具有較強(qiáng)的耐電壓沖擊性，能經(jīng)受高速頻繁變頻時的脈沖電壓，對變頻電器起到良好的保護(hù)作用。對稱電纜結(jié)構(gòu)由于導(dǎo)線的互換性，有更好的電磁相容性，對抑制電磁干擾起到一定的作用，能抵消高次諧彼中的奇次頻率，提高變頻電機(jī)專用電纜的抗干擾性，減少了整個系統(tǒng)中的電磁輻射。因此，在變頻電動機(jī)配電中采用3+3線芯結(jié)構(gòu)變頻電纜，可以良好地改善電能質(zhì)量。

圖1 動力電纜Fig.1 Power cable

2.2 變頻電動機(jī)的起動壓降計(jì)算及容易忽略的問題

2.2.1 變頻電動機(jī)的起動壓降計(jì)算

根據(jù)《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊（第四版）》表6.5-4中電動機(jī)起動的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。

裝置變電所0.4kV 母線上的短路容量為最小運(yùn)行方式下的短路容量Ssc，即Ssc=26.94 MVA。

變電所0.4kV 母線預(yù)接負(fù)荷的無功功率為 QL=0.41 Mvar。

變電所10/0.4kV變壓器容量SrT=2 MVA，阻抗ud ％=5.5 ％。

循環(huán)水泵額定參數(shù)：

額定容量 PrM=250kW

額定電壓 UrM=0.4kV

功率因數(shù) cosφ= 0.9

額定電流 IrM=420 A

采用變頻器后，起動電流倍數(shù) Kst=3

由變電所0.4kV 開關(guān)柜至循環(huán)水泵的電纜采用雙拼ZRA-BPYJVP22-0.6/1kV-3×150mm2+3×35mm2電纜，電纜長度按L= 0.29km；計(jì)入電阻后的該線路電抗。

起動回路的額定輸入容量：

母線短路容量：

電機(jī)起動時0.4kV 母線的電壓降百分?jǐn)?shù)：

電機(jī)起動時電動機(jī)端的電壓降百分?jǐn)?shù)：

根據(jù)規(guī)范及項(xiàng)目統(tǒng)一規(guī)定的要求，循環(huán)水泵變頻起動時母線的電壓水平不低于85 ％，電動機(jī)端的電壓水平不低于80 ％，因此該電動機(jī)采用變頻全壓起動方式滿足要求。

2.2.2 起動壓降計(jì)算中容易忽略的問題

在設(shè)計(jì)過程中，容易忽略的問題：在石化項(xiàng)目的變頻器設(shè)計(jì)中，通常會在低壓變頻器柜內(nèi)裝設(shè)交流輸入、輸出電抗器。根據(jù)選型的情況，輸入電抗器按2 ％的壓降考慮，輸出電抗器按1 ％的壓降考慮（2.3節(jié)有輸入、輸出電抗器的詳細(xì)描述）。

在加裝輸入、輸出電抗器后，重新校驗(yàn)電動機(jī)端電壓的壓降。按電抗器總壓降3 ％計(jì)算。則校驗(yàn)后的母線電壓降百分?jǐn)?shù)為：

則校驗(yàn)后的電動機(jī)端電壓降百分?jǐn)?shù)為：

根據(jù)校驗(yàn)后的數(shù)據(jù)可以看到，在本項(xiàng)目中，起動時電壓降仍可以滿足要求。如果經(jīng)過計(jì)算，電壓降未能滿足要求，則需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整以滿足要求，比如降低輸入輸出電抗器產(chǎn)生的壓降、選擇更大導(dǎo)體截面的電纜等等。

2.3 變頻電動機(jī)的諧波計(jì)算

諧波對電力系統(tǒng)產(chǎn)生的危害非常大。針對石化項(xiàng)目而言，諧波的危害主要體現(xiàn)在以下幾個方面[1]：

（1）對旋轉(zhuǎn)電機(jī)的影響。負(fù)序諧波電流脈動轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生機(jī)械振動和噪聲，引起電動機(jī)端過電壓。

（2）對變壓器的影響。可使變壓器的磁滯及渦流損耗增加，使絕緣材料承受的電氣應(yīng)力增大；增加變壓器的銅損。

（3）對輸配電線路的影響。線路感抗隨頻率升高而增加，導(dǎo)體的直徑越大，因集膚效應(yīng)而使諧波頻率下的感抗增加越明顯，諧波產(chǎn)生的附加損耗增大。另外，如上文所說，采用3+1結(jié)構(gòu)的動力電纜中，奇數(shù)倍諧波不能在中性線上相互疊加，會導(dǎo)致中性線過熱甚至擊穿、燒斷。

（4）對繼電保護(hù)裝置的影響。諧波會引起電網(wǎng)各類保護(hù)裝置誤動或者拒動，嚴(yán)重危害電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

工業(yè)裝置一般治理諧波的常用方法有：在變頻器柜內(nèi)加裝電抗器及采用濾波器。

2.3.1 交流電抗器

針對變頻器產(chǎn)生的諧波影響，在變電所變頻器開關(guān)柜的設(shè)計(jì)過程中，一般會設(shè)置輸入交流電抗器和交流輸出電抗器。

交流輸入電抗器能夠有效限制電網(wǎng)電壓突變及操作過電壓等引起的電流沖擊，提高輸入端的功率因數(shù)，改善電能質(zhì)量。同時，又可以有效減少變頻器產(chǎn)生的諧波電流對電網(wǎng)的污染。輸入電抗器選型時候主要考慮其電流應(yīng)大于變頻器輸入電流，壓降不要太大，一般取2 ％（壓降過大會影響電動機(jī)的端電壓偏低）。輸入電抗器的電感量可按式（2）計(jì)算。

其中，?UL為電抗器額定電壓降，In為電抗器額定電流，f為電網(wǎng)頻率。

由于變頻器輸出的是PWM波，在輸出線纜上可測量到的電壓波形為脈沖波，電流波形為近似正弦波（因電動機(jī)感抗的濾波作用）。由于PWM波的頻率遠(yuǎn)比工頻50 Hz高（根據(jù)功率不同一般為2k～10 kHz），長電纜上由于分布參數(shù)（LRC）及與電機(jī)阻抗不匹配等因素，會導(dǎo)致電機(jī)側(cè)的過電壓，影響電動機(jī)絕緣壽命。因此，在采用長電纜進(jìn)行變頻電機(jī)配電的情況下，應(yīng)加裝輸出電抗器。輸出電抗器主要作用能補(bǔ)償分布電容的影響，抑制變頻器輸出的諧波，改善長線電纜時的電機(jī)側(cè)過電壓情況。一般按照壓降1 ％選取。

變頻電機(jī)配電電纜的長度由于跟PWM波的上升速率、電纜的分布參數(shù)（包括布線）及電機(jī)參數(shù)等都有關(guān)系，很難定量計(jì)算。一般變頻器廠商給出的長度在50～150m，功率越小，電纜越短。在靠近變頻器輸出側(cè)加裝輸出電抗器后，電纜長度可翻倍。表1為某公司提供的輸出電抗器與允許導(dǎo)線長度數(shù)據(jù)。

表1 輸出電抗器與允許導(dǎo)線長度Tab.1 Output reactor and permitted conductor length

根據(jù)本項(xiàng)目的情況，250kW變頻電動機(jī)的配電電纜長度為290m，并設(shè)有輸出電抗器，基本符合上表的要求。

2.3.2 諧波的計(jì)算及有源濾波器的選型

本項(xiàng)目中，由于變頻電動機(jī)數(shù)量很多，對系統(tǒng)產(chǎn)生的諧波污染比較大，因此需要對諧波污染進(jìn)行集中處理。這里，我們采用的方法是在變配電所低壓柜兩段母線上各安裝一套75 A有源濾波器。下面就對諧波電流進(jìn)行計(jì)算，并校驗(yàn)有源濾波器選型。

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)之規(guī)定，公共連接點(diǎn)的全部用戶向該點(diǎn)注入的諧波電流分量（方均根值），不應(yīng)超過表2數(shù)據(jù)。

表2 諧波次數(shù)及諧波電流允許值Tab.2 Harmonic order and permitted harmonic current

根據(jù)GB/T 14549—1993附錄B的要求，按公式（B1）進(jìn)行諧波電流允許值校驗(yàn)。

其中，Sk1為公共連接點(diǎn)的最小短路容量，根據(jù)上文描述，為26.94 MVA；Sk2為基準(zhǔn)短路容量，則經(jīng)過換算后，諧波電流允許值為表3數(shù)據(jù)。

表3 計(jì)算后的諧波電流允許值Tab.3 Permitted harmonic current after calculation

根據(jù)變頻電動機(jī)廠家提供的各次諧波含有率計(jì)算出每臺電動機(jī)的各次諧波的電流值。即根據(jù)《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊（第四版）》，公式（6.7-15）。

根據(jù)式（6.7-17）依次計(jì)算出所有變頻電動機(jī)某次諧波的諧波電流疊加值：

其中α為計(jì)算系數(shù)，按表4選取。

表4 系數(shù)α取值Tab.4 Value of index α

計(jì)算結(jié)果如表5、表6所示。

由表中計(jì)算結(jié)果可以看出，I、II段母線上，5次諧波電流分別超過允許值57.62A及57.55A，需增設(shè)有源濾波器使其達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

根據(jù)JB/T 11067—2011中的技術(shù)要求，有源濾波器的額定電流為45 A、75 A、100 A、150 A、200 A；總諧波補(bǔ)償率≥85 ％。則I、II段母線有源濾波器的額定電流應(yīng)大于67.79 A及67.71 A，選擇75 A額定電流的有源濾波器滿足要求。

有源濾波器的優(yōu)點(diǎn)主要有：實(shí)現(xiàn)了動態(tài)濾波，可以濾掉頻率和大小均時變的諧波；在動態(tài)濾波的同時，也可以對功率因數(shù)和無功功率進(jìn)行動態(tài)補(bǔ)償；基本不受電網(wǎng)阻抗和頻率等電網(wǎng)參數(shù)變化的影響，因而電網(wǎng)產(chǎn)生并聯(lián)諧振的風(fēng)險(xiǎn)小。

3 變頻電動機(jī)現(xiàn)場電氣施工過程中需要注意的問題

變頻電動機(jī)的配電設(shè)計(jì)、施工涉及到很多專業(yè)，有些問題反映在設(shè)計(jì)過程中各專業(yè)協(xié)調(diào)配合出現(xiàn)了疏漏，應(yīng)加以注意。同時在現(xiàn)場施工配合的過程中，還需仔細(xì)觀察并收集現(xiàn)場所遇到的各種問題，尤其是過程中容易忽略的問題。

表5 變電所0.38kV開關(guān)柜I段母線諧波電流計(jì)算結(jié)果（僅列舉典型設(shè)備）Tab.5 Result of harmonic current for bus-I 0.38kV switchgear in substation（only typical equipment）

表6 變電所0.38kV開關(guān)柜II段母線諧波電流計(jì)算結(jié)果（僅列舉典型設(shè)備）Tab.6 Result of harmonic current for bus-II 0.38kV switchgear in substation（only typical equipment）

3.1 變頻電動機(jī)的動力電纜進(jìn)線口、不滿足電纜敷設(shè)的要求

在本項(xiàng)目中，由于各專業(yè)之間溝通不夠緊密，并且設(shè)備采購環(huán)節(jié)中廠家資料發(fā)生變更，泵、電動機(jī)基礎(chǔ)寬度變大，由1 100mm增加至2 000mm，電動機(jī)接線盒進(jìn)線口（下進(jìn)線）距離基礎(chǔ)僅400mm，距離電動機(jī)基礎(chǔ)邊約有600mm。具體情況見圖2。

該電動機(jī)進(jìn)線電纜選擇的是雙拼ZRABPYJVP22-0.6/1kV-3×150mm2+3×35mm2， 電 纜外徑為60.5mm。根據(jù)GB 50168—2006中要求，電纜最小彎曲半徑為20 D，則最小半徑為1 210mm。很顯然，電動機(jī)接線盒下空間無法滿足電纜轉(zhuǎn)彎進(jìn)入接線盒。

按照圖2中的設(shè)計(jì)，則需要在水泵—電動機(jī)的混凝土基礎(chǔ)內(nèi)預(yù)埋兩根鋼管，由于鋼管較大，兩根鋼管之間的部分也無法進(jìn)行混凝土灌漿，結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)遭到一定的破壞，水泵運(yùn)行時震動較大，這個設(shè)計(jì)思路對水泵、電動機(jī)長期運(yùn)行不利。并且預(yù)埋鋼管的位置必須非常精確（后期電動機(jī)吊裝后，鋼管與進(jìn)線口位置基本一致），施工略有誤差就可能導(dǎo)致大電纜無法接進(jìn)主接線盒。

通常大功率電動機(jī)的動力電纜敷設(shè)難度較大，尤其當(dāng)配電距離較遠(yuǎn)的時候，由于要考慮電壓壓降的因素，電纜截面大，彎曲半徑大，敷設(shè)難度更大。因此有如下方案可供參考：

（1）另有其他項(xiàng)目的循環(huán)水泵房采用半地下式布置，或者水泵、電動機(jī)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)抬高，適用于大型水泵房，電動機(jī)比較龐大，一般不小于10（6）kV，500kW。如圖3、圖4所示。

但這個方案土建成本高，且本項(xiàng)目電動機(jī)并未達(dá)到500kW，不適合使用。

（2）采用電纜轉(zhuǎn)接箱。適用于配電距離較長，敷設(shè)系數(shù)、電纜壓降等因素導(dǎo)致電纜尺寸大的情況。電纜轉(zhuǎn)接箱可設(shè)置在水泵房內(nèi)，轉(zhuǎn)接之后的電纜載流量校正系數(shù)計(jì)算：根據(jù)GB 50217—2007載流量校正系數(shù)，月平均最高氣溫22.5℃，取 K1=1.16；空氣中單層多根并行敷設(shè)，取K2=0.9；因此，載流量校正系數(shù) K=K1×K2=1.04。則電纜實(shí)際載流量應(yīng)滿足I=IrM/K=403 A 。

另外，轉(zhuǎn)接箱距離電動機(jī)距離很近（均在循環(huán)水泵房內(nèi)），無需考慮線路壓降。

交聯(lián)聚氯乙烯銅芯三芯電纜95mm2電纜載流量為252 A，則可采用雙拼ZRA-BPYJVP22-0.6/1kV-3×95mm2+3×16mm2電纜，電纜外徑45.5mm，轉(zhuǎn)彎半徑910mm。

圖2 水泵-電動機(jī)基礎(chǔ)與主接線盒示意立面、平面Fig.2 Side section & layout for pump-motor basement and main junction box

圖3 廠房半地下式布置Fig.3 Semi-underground arrangement for plant

圖4 水泵—電動機(jī)基礎(chǔ)抬高Fig.4 Raise the basement of pump-motor

可見，經(jīng)轉(zhuǎn)接箱之后，電纜規(guī)格可以大幅縮小，配電距離越遠(yuǎn)，效果越明顯。改善了主電機(jī)電纜敷設(shè)困難的問題。如果該電動機(jī)位于爆炸危險(xiǎn)區(qū)域，則該轉(zhuǎn)接箱及格欄均應(yīng)采用防爆產(chǎn)品，價(jià)格比較高，或者根據(jù)防爆區(qū)域劃分的情況將轉(zhuǎn)接箱設(shè)置在爆炸危險(xiǎn)區(qū)域外。可從現(xiàn)場操作合理性、經(jīng)濟(jì)性等方面綜合考慮。

（3）主電機(jī)電纜接線盒進(jìn)線口方向在電動機(jī)出廠前做調(diào)整（朝向電動機(jī)后部）。這個方法經(jīng)濟(jì)實(shí)用，節(jié)約投資。本項(xiàng)目中采取這種解決方案。一般最好在采購期間提前與電動機(jī)廠家聯(lián)系，或者在技術(shù)澄清階段要求廠家將接線盒進(jìn)線口設(shè)計(jì)為朝向電動機(jī)后部。

需要注意的是，采用這種方案時，電纜進(jìn)線的位置可能會占用兩臺泵之間的維修通道，應(yīng)和相關(guān)主導(dǎo)專業(yè)確認(rèn)是否滿足要求。

3.2 電動機(jī)主接線盒內(nèi)接地端子數(shù)量太少，不滿足接線要求

主電機(jī)動力電纜采用雙拼ZRA-BPYJVP22-0.6/1kV-3×150mm2+3×35mm2，其中，3×35mm2為零線絕緣線，需要接地。另外鎧裝屏蔽層也需要接地。則電纜進(jìn)入主接線盒內(nèi)需有8個點(diǎn)需要接地，至少需要4個接地端子。但是現(xiàn)場主接線盒里只有一個接地端子，完全無法滿足要求。

在與電動機(jī)廠家溝通之后，決定采用如下方法解決問題：在原有接地螺栓的基礎(chǔ)上增加一塊接地銅排，銅排上設(shè)置3個接地端子。接地銅排及端子與電動機(jī)相線銅排間距應(yīng)滿足JB/T 10634—2006規(guī)范第3.8條之要求，即電氣間隙不小于9.5mm，爬電間隙不小于9.5mm；另考慮現(xiàn)場海拔高度影響，要求接地排及端子距離相線銅排之間電氣間隙不小于10mm，爬電間隙不小于10mm。如間隙不滿足要求，在中間增加電工絕緣板隔離。接地銅排截面積不小于電動機(jī)相線銅排的1/2。

由于主接線盒內(nèi)部為電動機(jī)廠家設(shè)計(jì)并制造，屬于電動機(jī)整體的一部分，因此現(xiàn)場有任何改動需和電動機(jī)廠家進(jìn)行溝通，避免擅自修改引發(fā)的責(zé)任糾紛。最好的辦法是碰到類似的情況，在采購環(huán)節(jié)技術(shù)澄清時要求廠家增加接線盒內(nèi)接地端子或者接地銅排，以滿足變頻電纜的接線要求。

4 結(jié)束語

本文從石化項(xiàng)目中低壓大功率變頻電動機(jī)的配電設(shè)計(jì)入手，介紹了電纜的選型及校驗(yàn)、電動機(jī)的起動及諧波電流的計(jì)算，同時根據(jù)設(shè)計(jì)中容易忽略的問題、現(xiàn)場配合施工過程中發(fā)現(xiàn)的安裝問題進(jìn)行分析和討論，并列出比選方案，提出合理化建議，供讀者參考。由于現(xiàn)場安裝問題具有不可預(yù)見的特點(diǎn)，筆者所了解的情況不一定全面，希望廣大電氣同行集思廣益，共同交流，提高設(shè)計(jì)水平。

[1]中國航空規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院有限公司.工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊[M].第四版.北京：中國電力出版社，2016.

[2]天津電氣傳動設(shè)計(jì)研究所.電氣傳動自動化技術(shù)手冊[M].第3 版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

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

[4]GB/T 14549，電能質(zhì)量 公共電網(wǎng)諧波[S].

[5]JB/T 10634，中小型籠型三相異步電動機(jī)接線盒[S].

[6]GB 50168，電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].

[7]GB 50217，電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[8]JB/T 11067，低壓有源電力濾波裝置[S].

Distribution Design of Low Voltage and Large Power Frequency Conversion Motor Used in Petrochemical Industry and Treatment of Onsite Problems

Cai Aoke
（SINOPEC Shanghai Engineering Co., Ltd, Shanghai 200120）

In this article, the distribution design of low voltage and large power frequency conversion motor was introduced, which was focused on the enhancement of electric power quality, such as the startup of motor, cable carrying capacity adjustment and harmonic current. At the same times, with respect to the electrical problems encountered in design and construction and onsite treatment measures, the analysis was performed. Some compared schemes were listed, and then several proposals were presented.

low voltage and large power; frequency conversion motor; electric power quality; onsite problem in construction

TM 921.51

：A

：2095-817X（2017）04-0013-007

2017-05-02

蔡奧克（1985—），工程師，注冊供配電電氣工程師，主要從事石化項(xiàng)目電氣專業(yè)設(shè)計(jì)。