涉外工程（越南制罐）的供配電設計分析

摘 要：工業廠房供配電系統設計時，應全面考慮工程實際情況以及用電負荷分配，并以此確定設計方案。供配電設計應在符合規范的前提下，除了要滿足工廠的基本用電需求，同時，要盡量保障工廠電力系統能夠安全穩定運行。文章結合專業知識和工作經驗，對越南制罐項目供配電設計中的相關要點進行了分析。

關鍵詞：工業配電；適用性；系統設計

1 概述

工業廠房的供配電系統設計是一項內容繁多、涉及面廣的綜合性設計工作，且每個工程項目都有其自身的特點。供配電設計應該要做到保障人身和設備的安全，供電可靠，還應根據生產特點、規模和發展規劃，適當考慮廠房擴建的可能性。從全局出發，完善和細化各供電區域內的供配電系統設計。文章結合制罐項目主要說明了供配電系統設計的合理性和需要注意的問題，并針對供配電設計中越南當地與國內不同特點進行了說明。

2 工程概況及負荷計算

2.1 主要工藝流程及用電負荷情況

項目概況：越南制罐主要生產202/204型330ml和202型Sleek的鋁制二片罐。鋁罐生產線的設計能力為2200CPM（罐/分），年生產能力為7億罐。

主要工藝流程：原料（鋁卷）→開卷及涂油→制杯→拉伸→修邊→清洗/干燥→（底漆涂層→底漆涂層烘干）→彩印→彩印烘干→內噴涂→烘干→縮頸/翻邊→光檢→視檢→堆垛/包裝。

制罐項目主要分為生產區和輔助區，具體設備用電見表1。

2.2 精確的負荷計算

通過對全廠用電設備進行負荷計算，確定項目總負荷量，以此為依據向供電部門申請電源及確定供配電系統所需變壓器的容量、數量。同時通過對這些數據整理能夠計算出區域的分負荷，進而可以確定區域配電柜的容量，本項目生產線部分根據工藝段劃分共設置8套現場DP柜，再由現場DP柜完成對單體設備的供電。

3 供配電系統設計及常見問題的分析

3.1 高低壓配電系統的構成

根據本工程電力負荷及當地電壓等級，供電電壓為22kV，由當地供電局負責引一路22kV電源至高壓進線開關柜，電源容量為4000kVA。

高壓采用單母線供電，一線兩變，高供高量。22kV進線引自市網架空線路，T接后電纜埋地引至高壓電氣室。

配電室為22kV高低壓聯合配電室；該變電所設置有高壓開關柜、變壓器、低壓開關柜。變壓器選用2臺容量為2000kVA的油浸變壓器，接線組別為Dyn11，負荷率為75%，變比為22kV/0.4kV。低壓配電系統接地制式為TN-S系統。

原設計考慮采用國內某合資品牌干式變壓器，但由于設備認證標準差異及當地供電部門要求等原因，同時當地變壓器主流形式為油浸式，本工程最終施工投產的也為當地采購油浸式變壓器。高壓開關柜、低壓開關柜等均為國內成套。

低壓供電系統中2臺變壓器二次側0.4kV低壓采用單母線分段，設母線聯絡斷路器，母聯開關和2臺進線開關互為機械電氣聯鎖，并且相同時間內只允許合2個開關，正常情況下母線聯絡斷路器處于分斷位置，兩臺變壓器分列運行，當一臺變壓器運行情況下，母線聯絡斷路器手動合上。

由于單臺變壓器容量沒有考慮100%備用，需要減負荷運行。通過母聯聯絡，將兩段母線連通，以保證滿足部分重要生產和生活負荷的供電。

3.2 低壓系統的無功補償

無功補償方面，采用低壓側集中補償方式，在每段低壓母線上設功率因數補償裝置，補償之后的功率因數為0.95以上。為了更加合理地控制功率補償，安裝了動態無功功率補償裝置。同時，越南當地供電部門要求低壓無功補償裝置容量要達到變壓器容量的40%，即2000kVA變壓器需一次性安裝800kva低壓補償裝置。

3.3 配電室所址選擇及電纜敷設

制罐生產線機組用電設備隨工藝產線沿廠房軸線從右至左通長布置，因此配變電所與主車間相鄰，位于主要用電設備平面布置的中心。變壓器至低壓開關柜及低壓開關柜母聯均選用密集銅母線。電氣室低壓配電柜至現場DP柜電纜沿主廠房電纜橋架放射式鋪設，最大程度上減少電纜纏繞，節約投資成本，并且能夠保證進出線比較方便。

3.4 防雷接地系統

該項目中主廠房建在工業園區內，總占地面積約22412m2，建筑面積約21271m2，面積較大。因周邊有更高的建筑物，經計算雷擊次數為0.22次/年，屬于三類建筑。

防雷接地系統的組成：廠房屋面采用0.8mm厚彩鋼板，可以利用其作為接閃器，但由于屋面上設有采光帶將采光板隔開，所以需將屋面彩鋼板與鋼屋架及檁條組合起來作為接閃器；利用鋼結構立柱及混凝土立柱內鋼筋作為引下線，引下線平均間隔不大于18m；主車間利用基礎內及承臺內鋼筋做接地體，并將各基礎樁用-40x4鍍鋅扁鋼連成環形接地網，其它建筑物接地極采用打人工接地體方式。最終將廠區各單體建筑（如綜合樓、水泵房等）接地網連接為一體。本工程防雷接地、保護接地、工作接地采用共用接地極的聯合接地方式，接地電阻不大于1歐姆。

在室內設置總等電位箱，進入建筑物的給排水管、空調管、建筑物的金屬管道、總配電箱PE線、信息中心接地線等均連接到總等電位箱。

由于越南表層土壤多為黃沙土質，土壤電阻率較高，設計中應充分利用水工建筑（如水井、水池等）以及其他與水接觸的金屬部分作為自然接地體，如還不滿足設計要求需增打接地極。

除上述防雷接地措施外，根據當地要求整個廠區還需設置單獨避雷針式防雷系統。具體要求如下：

避雷系統根據TCN46-84越南國標第20號標準設計。

使用現代引雷針（覆蓋半徑R=140米）。

用以安裝引雷針的柱子高5米，以規格為φ60的熱鍍鋅金屬鋼管制成。

引下線以規格為50mm2的裸銅線纜制作。屋頂至電阻測量箱之間的線纜外套規格為φ20的PVC管。

接地井深度15米。

在規格為φ20的白鋅金屬鋼管柱進行緊線并置于井底，引下線不得突然彎曲，最小彎曲半徑必須大于或等于20厘米。

接地電阻應小于10歐，若果接地電阻無法小于該值則應增加接地井深度，并使用化工產品進行處理。

進行避雷系統施工時，應先完成接地系統及引下線施工后才進行引雷針連接。如圖1、圖2所示。

4 結束語

目前，越南制罐生產線已順利投產，從工程實施過程中可以看出，目前國內供配電規范標準普遍符合當地規范要求，但在電壓等級、變壓器選型、無功補償量、防雷接地等方面，還存在著一定的差異。作者認為在涉及到當地項目時應提前做出供配電設計方案與當地供電、消防部門進行交流，并能確定最終的設計方案，從而有效的避免因與職能部門驗收標準不符，造成施工過程中反復修改，以及人力物力浪費，工程延期等情況的發生。

參考文獻

[1]毛航.有關工業配電設計中存在的相關問題與對策[J].建筑工程技術與設計，2014.

[2]常立勇.淺析工業供配電設計中常見問題及對策[J].應用技術，2011.

[3]李慶海.關于工業供配電設計若干問題的思考[J].設計與分析，2012.

作者簡介：鞠鳳濤（1981-），男，電氣工程及其自動化專業，現在寶鋼工程技術集團有限公司從事電氣設計工作，工程師。