試論自動化工廠電氣系統設計規劃與設備選型

莫 易

杭州中深電力技術有限公司 浙江 杭州 310000

當前,自動化工廠在現代技術的應用下,已經逐漸實現了高水平的建設和廣泛應用,提高了生產的效率和生產的質量之余,對于電氣系統的設計和整體規劃也提出了更高的挑戰,既要能夠從全局和全過程角度去進行科學的設計和規劃,同時也要能夠全面掌握各項設備的具體功能與技術參數。

一、自動化工廠電氣系統臨時用電設施的設計規劃與設備選型

首先,要重視臨時用電容量的設計。

電氣系統臨時用電的容量必須要依據工程建設不同階段不同環節的用電標準需求,以及參考以往的工程項目經驗合理進行單機調試、用電等多項參數情況的考慮,并準確估算出工程項目建設施工當中所需用電的最大負荷,以此為依據向電力能源部門申請用電容量或做到與工程項目所處位置周邊施工電源的匹配。

其次,要重視工程項目所處周邊環境情況。

自動化工廠電氣系統建設中,考慮其工程的周邊環境因素影響較為重要,因此,要仔細觀察和調查是否存在其他工廠或其他電源能夠作為臨時施工電源應用,要仔細的勘察工程項目所處周邊環境高壓線路的接入點位置,并確定從電源接入點至工程項目臨時配電室的路徑是否能夠運用原有路徑或渠道,還要根據實際調查數據進行相關方案的制定,例如,進行頂管或架空線路的接通,或到當地供電部門了解臨時用電政策,要明確變壓器容量大小以及最高值收費標準,通常工業用電需要大于250k VA,這就涉及到需要選用符合標準容量的變壓器,并運用干式安裝,此外,還要計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當中所涉及的各項設備與設施施工成本。

再次,臨時用電設備的選型。

依據當前現行的相關用電方案和用電容量合理性來進行配電柜的選擇。配電柜主要包括功率因數表、計量表、電容補償柜。通常情況下,工程項目使用電焊機、切割機等單向雙向設備較多,容易引起電網功率因素的偏低,如果沒有配備電容補償會引起多余的電能成本費用。而配電柜要能夠準確的設計相應的開關及電表設備。此外,還要根據用電容量、用電設備類型來進行變壓器、電纜的規劃與設計,要優先選擇油浸式變壓器,其變壓器心藥選用銅芯或鋁芯,而且還要根據用電負荷分布的實際情況來進行臨時用電線路路徑的規劃,確保供電點分布圖的合理設計。

臨時用電電纜可以選擇銅芯、鋁芯或鋁合金電纜,其敷設方式需要依據實際工程項目地現場情況或選擇埋地或選擇架空,優先級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勢。而埋地方式的優點則在于不影響交通情況和施工進度。埋地電纜需要選用鋁裝電纜,并做好接頭絕緣保護的設計。

二、自動化工廠正式用電氣系統設計規劃及設備選型

自動化工廠正式用電器系統的設計規劃和設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。

首先要確定自動化工廠電氣系統正式用電容量核算,其直接關系到用電容量的申請、變壓器母線槽的選型,所以,關于容量的估算方法是將所有用電設備的功率進行集中去除備用設備的功率乘以同時用電系數就獲得了復合值。

對于變壓器的選型,主要是確定電容量后,根據自動化工程電氣系統自身需求和防爆標準進行變壓類型的選擇,主要考慮油浸式變壓器,其具有過載能力強。的優勢,但其不足之處在于需要單獨設置變壓器室,所占空間較大。而干式電壓器優點則是占用空間小,能夠與低配貴共同設置,但缺點是成本較高,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、占用空間小的優點,低壓多路器需要選擇四段保護,要具備瞬時保護、接地故障保護、短延時保護和長延時保護,要注意防止出現漏電誤報的情況。電機控制柜則需要依據電機功率選擇集中式、獨立式。

儀表閥門的選型需要依據相關設計參數和相關標準以及運行環境進行充分的考量,常規的工藝參數主要包括溫度、流量、壓力、介質和粘稠度等等。儀表可以分為1、2、3級,要建立備用庫存,并針對較為重要的部分優先使用精度高且品質較好的儀表。溫度和壓力傳感器需要設計現場指針表,以便于能夠隨時進行觀察和校正。溫度傳感器則需要結合自身需求,根據介質、溫度,選擇延長徑的長度,盡量選擇量程較大傳感器。液位傳感器則是在有雜質的介質中,應考慮選擇延長段的型號,防止出現淤堵而影響精度。開關閥門和比例調節閥門選型主要考慮的是電源優先選用直流24V作為選擇閥門的重要參數,除考慮溫度、壓力流量、介質之外,還要注意閥前、閥后壓力和泄漏等級以及墊片、材質、閥芯、閥體材質。例如,閥芯和閥桿的材質需要優先考慮不銹鋼材質。

PLC的選型,首先要能夠明確數字量輸入輸出模擬量輸出的點數,并進行后期可能提高的設備點數預估,預留出10%左右的點位用以備用。再選擇cpu、電源和UPS等等。

電纜主要是需要依據電壓等級和實際用途來進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,要優先考慮A級阻燃電纜,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。

結束語

自動化工程電氣系統設計規劃和設備選型中,要求電氣系統設計人員具備較高的專業技術水平,同時還要能夠做好相關項目地管理,尤其在自動化工廠當中,電氣系統各項用電設施和相關設備的選擇尤為重要,其直接決定了自動化工廠運行的安全性與穩定性以及可靠性,是確保能夠實現自動化工廠生產效率、生產質量以及生產安全的重要保障。