關于電氣設計說明書寫作的探討

摘要：設計說明是工程設計中一項非常重要的內容，它直接反應了設計負責人對工程設計的指導思想和設計方案，設計說明書根據設計的不同設計階段分為可研、初設和施工圖設計說明，其中以初設階段設計說明最為最為詳盡，本文以某大型給水工程為例，較完整地闡述了初設階段的電氣設計說明的寫作方式及內容。

關鍵詞：電氣設計說明書 設計依據 設計范圍 供配電設計

中圖分類號：TM7 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X(2011)12(b)-0000-00

2 設計范圍

電氣設計范圍原則上以凈水廠、廠外配水廠圍墻為界，內容有：供配電設計、電氣控制設計、照明設計、導線敷設設計及防雷接地設計。

3 供配電設計

3.1負荷等級：

本工程一期為40萬噸/日規模，二期為60萬噸/日規模，屬于大型給水工程，若突然斷電，將對企業生產和城市生活帶來較大范圍的影響，為保證水廠連續、可靠地運行，本工程電源負荷等級按二級確定。

3.2 供電電源及電壓：

本工程凈水廠和廠外配水廠均按2回路10kV電源供電設計，一用一備，分別由2個上級變電站引來，每路電源均應能承擔全廠100%的負荷運行。

3.3 電力計量

（1）本工程電能計量采用高供高計，10kV系統設置專用計量柜，生活照明用電在低壓側單獨計量。

（2）為了便于今后業主管理上的需要，0.4kV一級變配電所至0.4kV二級配電所的饋電線路均設計量表計。

3.4功率因數補償

通過計算表明，補償前功率因數不能滿足供電部門的要求。因此，本工程需要對功率因數進行補償，以提高系統的功率因數，并減少系統的線路損耗和變壓器損耗。0.4kV設備負荷由于設置地點分散，功率因數補償采用低壓側集中自動補償方式，補償后的功率因數可達0.92以上。

3.5 負荷計算及變壓器容量選擇：

全廠用電負荷分為工業動力負荷和輔助照明負荷兩大類，主要動力設備負荷為泵類及風機負荷。主要動力設備負荷按照軸功率法計算；其余機械設備負荷采用需要系數法計算；輔助照明負荷及辦公用電負荷按單位建筑面積用電指標計算。

10kV電動機負荷分布在凈水廠送水泵房及廠外增壓泵房。凈水廠0.4kV用電負荷主要分布在炭濾池反沖洗房、砂濾池反沖洗房、臭氧車間、泥砂脫水間、中間提升及臭氧接觸池、送水泵房、預處理投劑間、加氯間、加藥間、綜合樓、餐廳及值班宿舍、機修間等，另有其它生產用電及辦公用電；廠外增壓泵房0.4kV用電負荷主要分布在綜合樓、增壓泵房和加氯間。

3.6變配電站設置：

本凈水廠工程共設變配電站4座，即：1#號變配電站（位于送水泵房側）、2#變配電站（位于炭濾池反沖洗房側）、3#變配電站（位于泥砂脫水間側）、4#號變配電站（位于臭氧車間側）。

1#變配電站10kV配電系統服務范圍為：全廠變壓器、送水泵房10kV電機。

1#變配電站0.4kV/0.23kV低壓配電系統服務范圍為：送水泵房及變配電間、綜合樓、餐廳及值班宿舍、機修間；

2#變配電站0.4kV/0.23kV低壓配電系統服務范圍為：炭濾池反沖洗房及變配電間、中間提升及臭氧接觸池、活性炭濾池、回收水池，另外向砂濾池反沖洗房及配電間二級配電所供電；砂濾池反沖洗房及配電間二級配電所服務范圍為：砂濾池反沖洗房及配電間、砂濾池。

3#變配電站0.4kV/0.23kV低壓配電系統服務范圍為：泥砂脫水間及變配電間、預臭氧接觸池、平流沉淀池、沉淀池排泥水調節池、泥砂濃縮池，另外向預處理投劑間二級配電所供電；預處理投劑間二級配電所服務范圍為：預處理投劑間。

4#變配電站0.4kV/0.23kV低壓配電系統服務范圍為：臭氧車間及變配電間，另外分別向加氯間、加藥間二級配電所供電；加氯間二級配電所服務范圍為：加氯間；加藥間二級配電所服務范圍為：加藥間。

廠外配水廠工程共設變配電站2座，即：1#號變配電站（位于增壓泵房側）、2#變配電站（位于綜合樓）。

廠外1#變配電站10kV配電系統服務范圍為：全廠變壓器、增壓泵房10kV電機。

廠外1#變配電站0.4kV/0.23kV低壓配電系統（所用變供電）服務范圍為：增壓泵房及變配電間、加氯間。

廠外2#變配電站0.4kV/0.23kV低壓配電系統服務范圍為：綜合樓。

各變配電所布置特點是：

(1) 整體布局合理，交通便利；

(2) 靠近負荷中心，進出線方便；

(3) 全部采用單層布置，巡視管理方便。

3.7 供電系統：

10kV配電系統：凈水廠和廠外配水廠10kV配電系統均采用單母線分段中間設母聯斷路器的結線方式。10kV兩只電源進線斷路器及母聯斷路器之間設置電氣及機械聯鎖，以確保在任何情況下只允許其中2臺斷路器同時合閘。正常情況下，兩只電源進線斷路器合閘，母聯分閘運行；當一路供電電源故障時，由另一路電源負擔主要負荷運行，母聯斷路器手動投切。

一級0.4kV配電系統：均采用單母線分段結線方式。

送水泵房及變配電間、炭濾池反沖洗房及變配電間、臭氧車間及變配電間內的兩臺變壓器均并列運行，正常運行狀態下母聯開關合閘；當一臺變壓器發生故障時，由另一臺變壓器負擔系統主要負荷，此時需切除部分不重要的低壓負荷以免變壓器過載。

凈水廠泥砂脫水間及變配電間、配水廠綜合樓兩臺變壓器分列運行，正常運行狀態下母聯開關分閘；當一臺變壓器發生故障時，母聯開關合閘，由另一臺變壓器負擔系統主要負荷，此時需切除部分不重要的低壓負荷以免變壓器過載。

配水廠增壓泵房及變配電間的兩臺所用變一用一備，采用單母線不分斷結線。

二級0.4kV配電系統：砂濾池反沖洗房及配電間二級0.4kV配電系統采用單母線分斷結線；其余二級0.4kV配電系統均采用單母線不分斷結線。

3.8配電方式：

一級變配電所至生產類二級0.4kV配電系統電源饋線均采用雙回路供電，一用一備，由兩段母線分別饋出；至維修（倉庫、車庫）非生產類二級0.4kV配電系統采用單電源供電。低壓饋線均采用放射式電纜配線。

3.9 控制與保護

（1）本工程送水泵房1800kW/10kV電動機采用軟啟動器啟動，另有部分電動機根據工藝需要采用變頻調速啟動，其余所有電動機單機容量較小（最大900kW/10kV ，90kW/0.4 kV），均采用全壓直接起動。

（2）采用技術先進、安全可靠的自動監測和控制方式，實現廠內各主要用電設備的現場就地手動控制與PLC的自動控制。二者可以通過設于機旁的手、自動轉換開關進行選擇。手動控制主要用于設備的檢修、調試情況下，也可作為生產過程中臨時、應急操作手段；正常情況下，由PLC自控系統根據工藝流程要求實現自動控制。

（3）10kV繼電保護系統采用分布式電站自動化系統。

（4）低壓設備均采用常規保護器件（如斷路器、熔斷器、熱繼電器等）進行保護。

4主要設備選型

設備選擇是一項非常重要的工作，應以先進、可靠、實用的原則來選擇設備，同時也應注意經濟上的合理性。

（1）10KV開關柜，采用金屬鎧裝抽出式(中置式)開關柜，主開關采用真空斷路器，操作機構為彈簧機構，其具有操作輕松，極少維護的特點。

（2）0.4KV低壓柜采用組合式開關柜，功能分隔明確，安全性高。

（3）變壓器10KV/0.4KV干式電力變壓器，該產品具有體積小、機械強度高、抗短路沖擊能力強、負載損耗低等特點。

（4）直流操作電源選用免維護、智能型鉛酸電池直流屏。

上述設備的配套性對今后的運行管理比較有利，可大大節省了日常維護、保養的工作量，并具有壽命長、可靠性高、技術先進的特點。

5照明

在保證照度的前提下，優先采用高效節能燈具和使用壽命長、光色好的光源，以降低能源損耗和運行費用。

室內照明以高效熒光燈為主，其中會議室、接待室可根據裝修特點采用裝飾燈具，廠房內一般采用防腐型金屬鹵化物燈具，配電間、總控制室等重要場所設應急照明燈具。

室外以庭圓燈、草坪燈為主，燈具形式與建筑物風格和廠區綠化環境相諧調。

6防雷接地

本工程建（構）筑物根據GB50057-94規范按三類防雷設防。

變配電站高壓配電母線裝設避雷器防雷裝置。低壓配電系統裝設電涌防護器，避免直擊雷與感應電壓損壞設備。

全廠0.4/0.23kV低壓配電系統采用TN- S接地系統。

防直擊雷接地和防雷電感應，電器設備等接地共用同一接地裝置，并與埋地金屬管道相連，其接地電阻R≤1Ω。

對于手握式電氣設備加裝漏電保護開關，以進一步提高安全性。

7電纜敷設

高壓電源進出線為YJV-8.7/10kV系列電纜，低壓配線則采用YJV-0.6/1kV系列電纜，戶內電纜以在電纜溝及托盤內敷設為主，戶內導線則需根據具體情況在施工圖設計時確定。

參考文獻

[1] 市政工程設計文件編制深度規定（2004年版）.

[2] 建筑工程設計文件編制深度規定（2008年版）.

[3] 工業與民用配電設計手冊（第三版）.