某林產(chǎn)工業(yè)木材加工項目的電氣設(shè)計

王 琪

(國家林業(yè)局林產(chǎn)工業(yè)規(guī)劃設(shè)計院，北京 100010)

某林產(chǎn)工業(yè)木材加工項目的電氣設(shè)計

王 琪

(國家林業(yè)局林產(chǎn)工業(yè)規(guī)劃設(shè)計院，北京 100010)

以某林產(chǎn)工業(yè)木材加工項目的電氣設(shè)計作為實例，介紹了項目中10 kV/0.4 kV變、配電系統(tǒng)，低壓配電系統(tǒng)，照明系統(tǒng)，建筑物防雷、接地及安全措施，火災(zāi)自動報警及消防聯(lián)動系統(tǒng)等的設(shè)計情況，總結(jié)了木材加工項目電氣設(shè)計中的一些做法以及需要注意的問題。

木材加工項目，配電系統(tǒng)，照明系統(tǒng)，建筑物防雷

某林產(chǎn)工業(yè)木材加工項目建設(shè)在廣西省南寧市，是一個大型的木材加工項目，該項目園區(qū)總占地面積20 hm2，由19個工業(yè)建筑和4個配套建設(shè)的民用建筑構(gòu)成。設(shè)計周期10個月，于2013年6月交付施工圖，2013年9月生產(chǎn)試運行。甲方對本項目的設(shè)計要求較高，要求電氣專業(yè)設(shè)計要安全、實用、高效、節(jié)能。

筆者著重從工業(yè)建筑10 kV/0.4 kV變、配電系統(tǒng)，低壓配電系統(tǒng)，照明系統(tǒng)，建筑物防雷、接地及安全措施，火災(zāi)自動報警及消防聯(lián)動系統(tǒng)等幾個方面介紹該項目的電氣設(shè)計。

1 10 kV/0.4 kV變、配電系統(tǒng)

1)供電電源。該項目由供電部門引來一路35 kV供電線路，廠區(qū)內(nèi)設(shè)35 kV/10 kV變電所一座(此變電所甲方另行委托其他單位設(shè)計，相關(guān)的設(shè)計資料由本設(shè)計提供)，以給各10 kV/0.4 kV車間變電所和10 kV高壓電機供電。

2)根據(jù)全廠電力負荷的分布情況，該項目共設(shè)置4個10 kV/0.4 kV車間變電所。a.砂光工段變電所。主要給砂光工段和熱能中心及附近用電負荷供電，變壓器容量為2 500 kVA，變電所主接線為單母線接線。砂光變電所變壓器：設(shè)備容量Pe=2 940 kW(除去備用容量)，需要系數(shù)按0.6計，計算負荷有功功率Pjs=1 764 kW，經(jīng)無功補償后計算負荷視在功率Sjs=1 960 kVA，變壓器負載率為78%。b.備料工段變電所。主要給備料工段及附近用電負荷供電，變壓器容量800 kVA，變電所主接線為單母線接線。砂光變電所變壓器：設(shè)備容量Pe=877 kW(除去備用容量)，需要系數(shù)按0.65計，計算負荷有功功率Pjs=570 kW，經(jīng)無功補償后計算負荷視在功率Sjs=633 kVA，變壓器負載率為79%。c.生活區(qū)變電所。利用原有500 kVA油浸式變壓器，給四個民用建筑用電負荷供電。生活區(qū)變電所變壓器：設(shè)備容量Pe=559 kW，需要系數(shù)按0.65計，計算負荷有功功率Pjs=363 kW，經(jīng)無功補償后計算負荷視在功率Sjs=404 kVA，變壓器負載率為81%。d.主線變電所。主要給主車間成型、熱壓、熱磨、后處理等工段及附近用電負荷供電。變電所內(nèi)設(shè)2 000 kVA變壓器兩臺，互為備用，變電所主接線為單母線分段的接線方式。正常兩段母線分段運行，母線聯(lián)絡(luò)設(shè)自投自復(fù)/手動轉(zhuǎn)換開關(guān)。當(dāng)一臺變壓器故障時，母聯(lián)閉合，并斷開一些非重要負荷，以保證生產(chǎn)線主要設(shè)備繼續(xù)運行，維持生產(chǎn)。低壓主進線開關(guān)與母聯(lián)之間設(shè)電氣聯(lián)鎖，在任何情況下只能有兩個開關(guān)處于閉合狀態(tài)，以保證兩臺變壓器不并列運行。主線變電所1號變壓器：設(shè)備容量Pe=2 609 kW(除去備用容量)，需要系數(shù)按0.6計，計算負荷有功功率Pjs=1 565 kW，經(jīng)無功補償后計算負荷視在功率Sjs=1 739 kVA，變壓器負載率為87%。主線變電所2號變壓器：設(shè)備容量Pe=2 564 kW(除去備用容量)，需要系數(shù)按0.6計，計算負荷有功功率Pjs=1 538 kW，經(jīng)無功補償后計算負荷視在功率Sjs=1 709 kVA，變壓器負載率為85%。

3)自備電源。在成型、熱壓工段有些電機突然停電會造成設(shè)備損壞，它們屬于二級負荷；消防水泵及其他消防設(shè)備用電亦屬于二級負荷。為了保證這些重要負荷用電，該項目選用400 kW柴油發(fā)電機組一臺，作為自備電源接至應(yīng)急段以供重要負荷用電。

4)功率因數(shù)補償。各車間變電所0.4 kV母線均設(shè)有功率因數(shù)自動補償裝置。電容器組采用自動循環(huán)投切方式，各變電所補償后的功率因數(shù)不小于0.9。

5)低壓保護裝置和低壓斷路器分段能力。低壓主進線開關(guān)和母聯(lián)開關(guān)設(shè)過載長延時、短路短延時脫扣器，其他低壓斷路器設(shè)過載長延時、短路瞬時脫扣器。對于2 500 kVA干式變壓器(Uk=6%),低壓斷路器要求運行分段能力在41 kA以上；2 000 kVA干式變壓器(Uk=6%),低壓斷路器要求運行分段能力在35 kA以上；800 kVA干式變壓器(Uk=6%),低壓斷路器要求運行分段能力在17 kA以上。

2 低壓配電系統(tǒng)

1)220 V/380 V低壓配電系統(tǒng)主要采用放射式供電，對于需供電的MCC柜和動力配電箱均由變電所的低壓配電柜引一路電源供電，供電線路一般采用YJV型電纜在橋架上敷設(shè)。2)該項目由設(shè)備制造廠成套供應(yīng)的MCC柜至各電機的線路由各設(shè)備制造廠指導(dǎo)安裝。3)由動力配電箱至各非工藝生產(chǎn)線上的設(shè)備亦采用放射式供電，供電線路一般采用BV導(dǎo)線穿管敷設(shè)。4)MCC柜在MCC室落地安裝；一般動力配電箱亦落地安裝，其基礎(chǔ)高出地面0.1 m；體積較小的動力配電箱掛墻安裝，其下底邊距地1 m。5)接地采用TN-S系統(tǒng)，PE線和N線相互絕緣，嚴(yán)格分開。

3 照明系統(tǒng)

1)該項目主要場所設(shè)計照度值及照明功率密度值見表1。2)燈具和光源。燈具采用高效節(jié)能的工廠燈。在層高較高的生產(chǎn)車間和庫房，光源主要采用金屬鹵化物燈并配節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器；在層高較低(小于4 m)的場所，光源主要采用T5管熒光燈或各種節(jié)能燈。除特殊情況(比如：壓機地坑24 V照明)，一般不采用白熾燈。3)照明線路均為單相三線(其中一根PE線接燈具外殼)，一般采用BV型銅芯導(dǎo)線穿薄型鋼管敷設(shè)。4)在丙類生產(chǎn)車間和庫房設(shè)有消防應(yīng)急照明。在控制室、MCC室、變配電室、柴油發(fā)電機室和消防泵房的全部燈具均為消防應(yīng)急照明燈具。以保證萬一發(fā)生火災(zāi)時，這些房間仍有正常照明的照度。在疏散走道和安全出口設(shè)有疏散指示燈和安全出口標(biāo)志燈。5)在廠區(qū)道路設(shè)有道路照明；在儲料場設(shè)有以投光燈作為光源的照明。

表1 主要場所設(shè)計照度值及照明功率密度值

4 建筑物防雷、接地及安全措施

1)該項目的主車間屬于第二類防雷建筑物，削片間、貼面車間、制膠車間、阻燃劑車間、熱能中心等屬于第三類防雷建筑物。對這些建筑物設(shè)置的防雷措施是：利用金屬屋面作接閃器；利用工字鋼立柱作引下線；利用基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋作接地裝置，另外還圍繞著建筑物敷設(shè)環(huán)形人工接地體與之并聯(lián)作為接地裝置。凸出屋面的各種金屬管道、金屬構(gòu)件等均與金屬屋面可靠連接；進出建筑物的電纜金屬外皮、電纜橋架等均與接地裝置可靠連接。2)由于該廠區(qū)所處的南寧地區(qū)雷電活動頻繁，對于那些年預(yù)計雷擊次數(shù)小于0.05次/年的建筑(比如生活區(qū)變電所)，在不增加建設(shè)費用的原則下，也盡可能采取措施防止雷擊。3)車間內(nèi)各種不同用途的接地，如電源系統(tǒng)的工作接地、保護接地、防雷接地、防靜電接地等使用一個總的接地裝置，其接地電阻小于1 Ω。4)該項目各建筑物均做總等電位聯(lián)結(jié)。在電源進線處，設(shè)總等電位聯(lián)結(jié)端子箱MEB，建筑物內(nèi)各種工藝管道、上下水管、配電箱金屬外殼和PE母線排、建筑物基礎(chǔ)鋼筋等金屬物體均用等電位連接線接至等電位聯(lián)結(jié)端子箱。

5 火災(zāi)自動報警及消防聯(lián)動系統(tǒng)

1)該項目的丙類生產(chǎn)廠房按照《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定，設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。保護對象分級按二級設(shè)置，采用集中報警控制系統(tǒng)，系統(tǒng)按兩總線環(huán)路設(shè)計，任一點斷線不影響系統(tǒng)報警。2)消防聯(lián)動控制。火災(zāi)報警后，消防控制臺根據(jù)火災(zāi)情況開啟相關(guān)的雨淋閥和噴淋泵。在泵房設(shè)有兩臺(一用一備)消火栓泵，該泵的控制滿足以下要求：a.平時由壓力開關(guān)自動控制穩(wěn)壓泵，維持管網(wǎng)壓力，壓力過低直接啟動泵；b.消火栓按鈕動作啟動泵；c.消防控制臺手動控制泵；d.泵房手動控制泵。

6 結(jié)語

隨著工業(yè)建設(shè)的迅速發(fā)展，工業(yè)廠房建筑電氣的設(shè)計也在隨之發(fā)展。合理設(shè)計、降低損耗、高效利用，已成為工業(yè)廠房電氣設(shè)計的重點。

[1] GB 50052—2009，供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范[S].

[2] GB 50054—2011，低壓配電設(shè)計規(guī)范[S].

[3] GB 50053—2013，20 kV及以下變電所設(shè)計規(guī)范[S].

[4] 水利電力西北電力設(shè)計院.電力工程電氣設(shè)計手冊[M].北京：中國電力出版社，2011.

[5] 中國航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計研究院.工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊[M].北京：中國電力出版社，2012.

On electric design for timber process of some forest product industry

Wang Qi

(ForestryProductionandIndustrialPlanningandDesignInstitute,NationalForestryBureau,Beijing100010,China)

Taking the electronic design for the timber processing program of some forestry production industry, the paper introduces the design for 10 kV/0.4 kV substation and distraction system, low-voltage distribution system, lighting system, lightening protection of buildings, grounding and safety measures, fire automatic alert system, and fire-fighting linkage system, and sums up some method and attentive problems in the electronic design of the timber processing program.

timber processing program, distribution system, lighting system, lightening protection of buildings

2015-04-21

王 琪(1981- )，女，工程師

1009-6825(2015)19-0111-02

TM923

A