某水過(guò)濾膜制造工廠供配電設(shè)計(jì)淺析

石磊

【前言】

自從進(jìn)入第三次工業(yè)革命后，生產(chǎn)制造各個(gè)環(huán)節(jié)已越來(lái)越離不開(kāi)電。不管是機(jī)械驅(qū)動(dòng)做功，改變物料的位置或改變物料的形態(tài);還是加熱改變物料的溫度及物料的物理狀態(tài)，乃至是保持制造環(huán)境的溫度、濕度的保持;甚至是自動(dòng)化控制需要的電信號(hào)傳導(dǎo);這些多是建立在電力應(yīng)用之上。電這種應(yīng)用場(chǎng)景多、易控制、清潔衛(wèi)生的能源，可以說(shuō)已經(jīng)成為了現(xiàn)在工業(yè)的靈魂。所以對(duì)于一座新工廠的建設(shè)，其整體的電力設(shè)計(jì)則至關(guān)重要。

一、工程簡(jiǎn)介

某環(huán)保技術(shù)有限公司一車間，地上三層，建筑面積23377㎡。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，現(xiàn)澆混凝土保溫上人屋面。層高7m，建筑高度21.15m。丙類廠房。該企業(yè)為中國(guó)膜工程協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng)單位和高新技術(shù)企業(yè)，主要從事電除鹽（EDI）、超濾（UF）、微濾（MF）和膜生物反應(yīng)器（MBR）膜產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、和銷售，是國(guó)內(nèi)膜行業(yè)中少數(shù)產(chǎn)品覆蓋齊全的企業(yè)之一。

二、變配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.負(fù)荷等級(jí)及容量

根據(jù)本工程各類負(fù)荷的重要性和對(duì)供電可靠性要求，依據(jù)《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50052-2009）及《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，應(yīng)急照明、消防水泵等消防用電等為二級(jí)負(fù)荷。其它用電負(fù)荷為三級(jí)負(fù)荷為三級(jí)負(fù)荷。

總計(jì)算負(fù)荷為：984.15kva.由廠區(qū)10kV總開(kāi)關(guān)所引來(lái)兩路10kV電源至車間變電所高壓開(kāi)關(guān)室。

2.變配電所

在車間一層中間設(shè)置一10kV車間變電所，設(shè)有高壓開(kāi)關(guān)室、低壓開(kāi)關(guān)室、變壓器室，選用兩臺(tái)干式變壓器，變壓器變壓比10kV/0.4kV;接線組別Dyn11;容量為1250kva，負(fù)荷率0.78%。

高壓系統(tǒng)采用單母線接線方式。低壓系統(tǒng)采用單母線分段方式。兩臺(tái)進(jìn)線開(kāi)關(guān)與母線開(kāi)關(guān)互為機(jī)械電氣連鎖，同時(shí)只能合兩個(gè)開(kāi)關(guān)。在平時(shí)母聯(lián)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。本工程低壓系統(tǒng)采用TN-S系統(tǒng)接地形式。

功率補(bǔ)償：采用低壓側(cè)集中補(bǔ)償，設(shè)置無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償柜垢，補(bǔ)償后功率因數(shù)將達(dá)0.95.

3.配電系統(tǒng)

（1）10kv電源進(jìn)線采用鎧裝高壓聚氯乙烯電纜YJV22-10kv，沿室外電纜溝敷設(shè)。高壓柜至變壓器采用高壓聚氯乙烯電纜YJV-10kv.

（2）變壓器至低壓配電室低壓配電柜采用密集銅母線。

（3）低壓配電系統(tǒng)。采用400/230v低壓供電。

（4）由低壓配電室放射室供電至各開(kāi)關(guān)柜，再由開(kāi)關(guān)柜送電到照明箱和各設(shè)備動(dòng)力箱。每個(gè)低壓回路負(fù)荷控制在2500kw內(nèi)，線路長(zhǎng)度均小于200m。電纜采用阻燃聚氯乙烯電纜WDZA-YJV-1kV/0.75kV。

電纜沿電纜橋架敷設(shè)。電纜橋架利用廠房鋼屋架或混凝土柱子懸吊支撐。懸吊支架間距不大于1.5m。電纜托盤(pán)容積率不超過(guò)40%。

4.照明系統(tǒng)

整個(gè)廠房照明包括正常照明及應(yīng)急疏散照明。

廠房大部分采用熒光燈，光照明光源采用顯色指數(shù)Ra大于80;統(tǒng)一眩光值UGR控制在18以內(nèi)。熒光燈安裝方式主要采用懸吊鋁合金線槽布燈及敷設(shè)線路。

在紡絲間和精餾塔區(qū)域采用防爆燈具并采用鋼管配線，照明開(kāi)關(guān)安裝在房門(mén)外側(cè)墻上。應(yīng)急疏散照明采用自帶蓄電池?zé)艟?，其連續(xù)供電時(shí)間不小于60分鐘，變配電所、水泵房供電時(shí)間為連續(xù)180分鐘），采用220V電源供電，光源為壽命長(zhǎng)的節(jié)能燈管。疏散指示標(biāo)志間距按照≤20m設(shè)置。

5.防雷接地

（1）防直擊雷：本工程按第二類防雷設(shè)計(jì)，主要防直擊雷沖擊及感應(yīng)雷擊。由于各建筑主體結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)，因此，混凝土屋面采取在屋面女兒墻上敷設(shè)φ12鍍鋅圓鋼避雷帶，廠房采用鋼屋面作防雷接閃器，并在整個(gè)屋面組成不大于10m*10m或12m*8m的網(wǎng)格。在建筑屋面四周平均選擇間距不大于18m的框架柱內(nèi)對(duì)角兩根主筋作為防雷接地引下線。

（2）防感應(yīng)雷及雷電波入侵措施：在高壓配電裝置各相裝設(shè)避雷器;在低壓配電裝置及各層配電箱裝設(shè)過(guò)電壓保護(hù)器;在電話系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及有線電視系統(tǒng)進(jìn)線端裝設(shè)過(guò)電壓保護(hù)器。

（3）接地：本工程將防雷接地及保護(hù)接地采用共用接地網(wǎng)，高壓部分采用接地保護(hù)，低壓部分采用接零保護(hù)，要求所有用電設(shè)備不帶電金屬外殼及金屬管道、支架等均與共用接地網(wǎng)連接，以保證安全。共用接地網(wǎng)要求接地電阻不大于1歐姆。

三、設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的若干因素

1.應(yīng)遵循的原則

（1）設(shè)計(jì)過(guò)程中首先應(yīng)遵守規(guī)程、執(zhí)行政策。這是最重要的一點(diǎn)原則，這關(guān)乎到工程的嚴(yán)謹(jǐn)性，風(fēng)險(xiǎn)整體可控性以及全局的服從性。

（2）同時(shí)也要考慮配電系統(tǒng)的安全可靠、先進(jìn)合理。安全是1，效率是1后面的0，沒(méi)有安全的效率對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)是沒(méi)有效益的。

（3）然后不光是只考慮近期產(chǎn)能，還需要根據(jù)市場(chǎng)前景合理規(guī)劃未來(lái)的產(chǎn)能擴(kuò)充預(yù)留。

（3）最后整個(gè)工廠的配電設(shè)計(jì)要從全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。不能一味為了本專業(yè)的方便而忽視相關(guān)配合專業(yè)的實(shí)施困難，這回造成工程整體的成本、進(jìn)度、安全不可控，同時(shí)也難以達(dá)到最終預(yù)設(shè)的目標(biāo)。

2.應(yīng)注意的要點(diǎn)

（1）首先要考慮的是負(fù)荷計(jì)算的準(zhǔn)確性，計(jì)算過(guò)程中不僅要考慮好設(shè)備暫載率，還應(yīng)考慮好和工藝設(shè)備使用的同時(shí)系數(shù)，然后計(jì)算得出準(zhǔn)確的需要系數(shù)。再結(jié)合考慮cosψ，最終算得準(zhǔn)確的視在功率。

（2）變電所位置盡可能靠近負(fù)荷中心，同時(shí)考慮電源進(jìn)線方向、土建結(jié)構(gòu)、通風(fēng)換氣、消防疏散等諸多因素。以此來(lái)滿足配電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、可靠性、安全性。

（3）改善功率因數(shù)裝置設(shè)計(jì)根據(jù)負(fù)荷的具體情況計(jì)算出總降壓變電所的功率因數(shù)，通過(guò)查表計(jì)算出達(dá)到供電部門(mén)要求數(shù)值所需補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功率。

（4）工程配電設(shè)計(jì)中要考慮二次諧波危害的防護(hù)。二次諧波隔離成功與否，直接影響工廠設(shè)備的可靠性及稼動(dòng)率。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，現(xiàn)代化生產(chǎn)工廠正逐步由工業(yè)3.0邁步到工業(yè)4.0的智能化生產(chǎn)，電能除了擁有動(dòng)力屬性外，更多的是控制屬性，其供電的電能質(zhì)量直接關(guān)乎生產(chǎn)的效率、質(zhì)量、安全。因此通過(guò)對(duì)供配電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、不斷完善，盡可能提高電能的可靠性，是未來(lái)發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)：

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[5]胡玉霞：淺論諧波污染與治理;（2010）