試論自動(dòng)化工廠電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)劃與設(shè)備選型

莫 易

杭州中深電力技術(shù)有限公司 浙江 杭州 310000

當(dāng)前,自動(dòng)化工廠在現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用下,已經(jīng)逐漸實(shí)現(xiàn)了高水平的建設(shè)和廣泛應(yīng)用,提高了生產(chǎn)的效率和生產(chǎn)的質(zhì)量之余,對(duì)于電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和整體規(guī)劃也提出了更高的挑戰(zhàn),既要能夠從全局和全過程角度去進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)和規(guī)劃,同時(shí)也要能夠全面掌握各項(xiàng)設(shè)備的具體功能與技術(shù)參數(shù)。

一、自動(dòng)化工廠電氣系統(tǒng)臨時(shí)用電設(shè)施的設(shè)計(jì)規(guī)劃與設(shè)備選型

首先,要重視臨時(shí)用電容量的設(shè)計(jì)。

電氣系統(tǒng)臨時(shí)用電的容量必須要依據(jù)工程建設(shè)不同階段不同環(huán)節(jié)的用電標(biāo)準(zhǔn)需求,以及參考以往的工程項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)合理進(jìn)行單機(jī)調(diào)試、用電等多項(xiàng)參數(shù)情況的考慮,并準(zhǔn)確估算出工程項(xiàng)目建設(shè)施工當(dāng)中所需用電的最大負(fù)荷,以此為依據(jù)向電力能源部門申請(qǐng)用電容量或做到與工程項(xiàng)目所處位置周邊施工電源的匹配。

其次,要重視工程項(xiàng)目所處周邊環(huán)境情況。

自動(dòng)化工廠電氣系統(tǒng)建設(shè)中,考慮其工程的周邊環(huán)境因素影響較為重要,因此,要仔細(xì)觀察和調(diào)查是否存在其他工廠或其他電源能夠作為臨時(shí)施工電源應(yīng)用,要仔細(xì)的勘察工程項(xiàng)目所處周邊環(huán)境高壓線路的接入點(diǎn)位置,并確定從電源接入點(diǎn)至工程項(xiàng)目臨時(shí)配電室的路徑是否能夠運(yùn)用原有路徑或渠道,還要根據(jù)實(shí)際調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)方案的制定,例如,進(jìn)行頂管或架空線路的接通,或到當(dāng)?shù)毓╇姴块T了解臨時(shí)用電政策,要明確變壓器容量大小以及最高值收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn),通常工業(yè)用電需要大于250k VA,這就涉及到需要選用符合標(biāo)準(zhǔn)容量的變壓器,并運(yùn)用干式安裝,此外,還要計(jì)算多少容量的變壓器所需配備的配電室以及變壓器安裝時(shí)當(dāng)中所涉及的各項(xiàng)設(shè)備與設(shè)施施工成本。

再次,臨時(shí)用電設(shè)備的選型。

依據(jù)當(dāng)前現(xiàn)行的相關(guān)用電方案和用電容量合理性來進(jìn)行配電柜的選擇。配電柜主要包括功率因數(shù)表、計(jì)量表、電容補(bǔ)償柜。通常情況下,工程項(xiàng)目使用電焊機(jī)、切割機(jī)等單向雙向設(shè)備較多,容易引起電網(wǎng)功率因素的偏低,如果沒有配備電容補(bǔ)償會(huì)引起多余的電能成本費(fèi)用。而配電柜要能夠準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)相應(yīng)的開關(guān)及電表設(shè)備。此外,還要根據(jù)用電容量、用電設(shè)備類型來進(jìn)行變壓器、電纜的規(guī)劃與設(shè)計(jì),要優(yōu)先選擇油浸式變壓器,其變壓器心藥選用銅芯或鋁芯,而且還要根據(jù)用電負(fù)荷分布的實(shí)際情況來進(jìn)行臨時(shí)用電線路路徑的規(guī)劃,確保供電點(diǎn)分布圖的合理設(shè)計(jì)。

臨時(shí)用電電纜可以選擇銅芯、鋁芯或鋁合金電纜,其敷設(shè)方式需要依據(jù)實(shí)際工程項(xiàng)目地現(xiàn)場(chǎng)情況或選擇埋地或選擇架空,優(yōu)先級(jí)主要是選擇架空方式,原因在于架空方式具有線纜明處、不容易受地下施工或氣候條件等因素的影響這一優(yōu)勢(shì)。而埋地方式的優(yōu)點(diǎn)則在于不影響交通情況和施工進(jìn)度。埋地電纜需要選用鋁裝電纜,并做好接頭絕緣保護(hù)的設(shè)計(jì)。

二、自動(dòng)化工廠正式用電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)劃及設(shè)備選型

自動(dòng)化工廠正式用電器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)劃和設(shè)備選型主要包含變壓器、低壓配電柜、儀表閥門、PLC選型、電纜選型。

首先要確定自動(dòng)化工廠電氣系統(tǒng)正式用電容量核算,其直接關(guān)系到用電容量的申請(qǐng)、變壓器母線槽的選型,所以,關(guān)于容量的估算方法是將所有用電設(shè)備的功率進(jìn)行集中去除備用設(shè)備的功率乘以同時(shí)用電系數(shù)就獲得了復(fù)合值。

對(duì)于變壓器的選型,主要是確定電容量后,根據(jù)自動(dòng)化工程電氣系統(tǒng)自身需求和防爆標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行變壓類型的選擇,主要考慮油浸式變壓器,其具有過載能力強(qiáng)。的優(yōu)勢(shì),但其不足之處在于需要單獨(dú)設(shè)置變壓器室,所占空間較大。而干式電壓器優(yōu)點(diǎn)則是占用空間小,能夠與低配貴共同設(shè)置,但缺點(diǎn)是成本較高,過載能力不足。

低壓配電柜選擇則建議選盡量選取C型母排,具有載流量大、占用空間小的優(yōu)點(diǎn),低壓多路器需要選擇四段保護(hù),要具備瞬時(shí)保護(hù)、接地故障保護(hù)、短延時(shí)保護(hù)和長(zhǎng)延時(shí)保護(hù),要注意防止出現(xiàn)漏電誤報(bào)的情況。電機(jī)控制柜則需要依據(jù)電機(jī)功率選擇集中式、獨(dú)立式。

儀表閥門的選型需要依據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行充分的考量,常規(guī)的工藝參數(shù)主要包括溫度、流量、壓力、介質(zhì)和粘稠度等等。儀表可以分為1、2、3級(jí),要建立備用庫(kù)存,并針對(duì)較為重要的部分優(yōu)先使用精度高且品質(zhì)較好的儀表。溫度和壓力傳感器需要設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)指針表,以便于能夠隨時(shí)進(jìn)行觀察和校正。溫度傳感器則需要結(jié)合自身需求,根據(jù)介質(zhì)、溫度,選擇延長(zhǎng)徑的長(zhǎng)度,盡量選擇量程較大傳感器。液位傳感器則是在有雜質(zhì)的介質(zhì)中,應(yīng)考慮選擇延長(zhǎng)段的型號(hào),防止出現(xiàn)淤堵而影響精度。開關(guān)閥門和比例調(diào)節(jié)閥門選型主要考慮的是電源優(yōu)先選用直流24V作為選擇閥門的重要參數(shù),除考慮溫度、壓力流量、介質(zhì)之外,還要注意閥前、閥后壓力和泄漏等級(jí)以及墊片、材質(zhì)、閥芯、閥體材質(zhì)。例如,閥芯和閥桿的材質(zhì)需要優(yōu)先考慮不銹鋼材質(zhì)。

PLC的選型,首先要能夠明確數(shù)字量輸入輸出模擬量輸出的點(diǎn)數(shù),并進(jìn)行后期可能提高的設(shè)備點(diǎn)數(shù)預(yù)估,預(yù)留出10%左右的點(diǎn)位用以備用。再選擇cpu、電源和UPS等等。

電纜主要是需要依據(jù)電壓等級(jí)和實(shí)際用途來進(jìn)行不同電纜外皮顏色的選取,例如高壓電纜需要用橘紅色,220V、38V電纜則使用黑色,24V儀表電纜則使用藍(lán)色,而沒有防爆要求的儀表電纜則選擇使用灰白色,儀表電纜需要使用金屬屏蔽層,要優(yōu)先考慮A級(jí)阻燃電纜,例如ZYGV系列,其截面積需要確保滿足六立方毫米以下條件,建議選用軟芯電纜。

結(jié)束語(yǔ)

自動(dòng)化工程電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)劃和設(shè)備選型中,要求電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員具備較高的專業(yè)技術(shù)水平,同時(shí)還要能夠做好相關(guān)項(xiàng)目地管理,尤其在自動(dòng)化工廠當(dāng)中,電氣系統(tǒng)各項(xiàng)用電設(shè)施和相關(guān)設(shè)備的選擇尤為重要,其直接決定了自動(dòng)化工廠運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性以及可靠性,是確保能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化工廠生產(chǎn)效率、生產(chǎn)質(zhì)量以及生產(chǎn)安全的重要保障。