某林产工业木材加工项目的电气设计

王 琪

(国家林业局林产工业规划设计院，北京 100010)

某林产工业木材加工项目的电气设计

王 琪

(国家林业局林产工业规划设计院，北京 100010)

以某林产工业木材加工项目的电气设计作为实例，介绍了项目中10 kV/0.4 kV变、配电系统，低压配电系统，照明系统，建筑物防雷、接地及安全措施，火灾自动报警及消防联动系统等的设计情况，总结了木材加工项目电气设计中的一些做法以及需要注意的问题。

木材加工项目，配电系统，照明系统，建筑物防雷

某林产工业木材加工项目建设在广西省南宁市，是一个大型的木材加工项目，该项目园区总占地面积20 hm2，由19个工业建筑和4个配套建设的民用建筑构成。设计周期10个月，于2013年6月交付施工图，2013年9月生产试运行。甲方对本项目的设计要求较高，要求电气专业设计要安全、实用、高效、节能。

笔者着重从工业建筑10 kV/0.4 kV变、配电系统，低压配电系统，照明系统，建筑物防雷、接地及安全措施，火灾自动报警及消防联动系统等几个方面介绍该项目的电气设计。

1 10 kV/0.4 kV变、配电系统

1)供电电源。该项目由供电部门引来一路35 kV供电线路，厂区内设35 kV/10 kV变电所一座(此变电所甲方另行委托其他单位设计，相关的设计资料由本设计提供)，以给各10 kV/0.4 kV车间变电所和10 kV高压电机供电。

2)根据全厂电力负荷的分布情况，该项目共设置4个10 kV/0.4 kV车间变电所。a.砂光工段变电所。主要给砂光工段和热能中心及附近用电负荷供电，变压器容量为2 500 kVA，变电所主接线为单母线接线。砂光变电所变压器：设备容量Pe=2 940 kW(除去备用容量)，需要系数按0.6计，计算负荷有功功率Pjs=1 764 kW，经无功补偿后计算负荷视在功率Sjs=1 960 kVA，变压器负载率为78%。b.备料工段变电所。主要给备料工段及附近用电负荷供电，变压器容量800 kVA，变电所主接线为单母线接线。砂光变电所变压器：设备容量Pe=877 kW(除去备用容量)，需要系数按0.65计，计算负荷有功功率Pjs=570 kW，经无功补偿后计算负荷视在功率Sjs=633 kVA，变压器负载率为79%。c.生活区变电所。利用原有500 kVA油浸式变压器，给四个民用建筑用电负荷供电。生活区变电所变压器：设备容量Pe=559 kW，需要系数按0.65计，计算负荷有功功率Pjs=363 kW，经无功补偿后计算负荷视在功率Sjs=404 kVA，变压器负载率为81%。d.主线变电所。主要给主车间成型、热压、热磨、后处理等工段及附近用电负荷供电。变电所内设2 000 kVA变压器两台，互为备用，变电所主接线为单母线分段的接线方式。正常两段母线分段运行，母线联络设自投自复/手动转换开关。当一台变压器故障时，母联闭合，并断开一些非重要负荷，以保证生产线主要设备继续运行，维持生产。低压主进线开关与母联之间设电气联锁，在任何情况下只能有两个开关处于闭合状态，以保证两台变压器不并列运行。主线变电所1号变压器：设备容量Pe=2 609 kW(除去备用容量)，需要系数按0.6计，计算负荷有功功率Pjs=1 565 kW，经无功补偿后计算负荷视在功率Sjs=1 739 kVA，变压器负载率为87%。主线变电所2号变压器：设备容量Pe=2 564 kW(除去备用容量)，需要系数按0.6计，计算负荷有功功率Pjs=1 538 kW，经无功补偿后计算负荷视在功率Sjs=1 709 kVA，变压器负载率为85%。

3)自备电源。在成型、热压工段有些电机突然停电会造成设备损坏，它们属于二级负荷；消防水泵及其他消防设备用电亦属于二级负荷。为了保证这些重要负荷用电，该项目选用400 kW柴油发电机组一台，作为自备电源接至应急段以供重要负荷用电。

4)功率因数补偿。各车间变电所0.4 kV母线均设有功率因数自动补偿装置。电容器组采用自动循环投切方式，各变电所补偿后的功率因数不小于0.9。

5)低压保护装置和低压断路器分段能力。低压主进线开关和母联开关设过载长延时、短路短延时脱扣器，其他低压断路器设过载长延时、短路瞬时脱扣器。对于2 500 kVA干式变压器(Uk=6%),低压断路器要求运行分段能力在41 kA以上；2 000 kVA干式变压器(Uk=6%),低压断路器要求运行分段能力在35 kA以上；800 kVA干式变压器(Uk=6%),低压断路器要求运行分段能力在17 kA以上。

2 低压配电系统

1)220 V/380 V低压配电系统主要采用放射式供电，对于需供电的MCC柜和动力配电箱均由变电所的低压配电柜引一路电源供电，供电线路一般采用YJV型电缆在桥架上敷设。2)该项目由设备制造厂成套供应的MCC柜至各电机的线路由各设备制造厂指导安装。3)由动力配电箱至各非工艺生产线上的设备亦采用放射式供电，供电线路一般采用BV导线穿管敷设。4)MCC柜在MCC室落地安装；一般动力配电箱亦落地安装，其基础高出地面0.1 m；体积较小的动力配电箱挂墙安装，其下底边距地1 m。5)接地采用TN-S系统，PE线和N线相互绝缘，严格分开。

3 照明系统

1)该项目主要场所设计照度值及照明功率密度值见表1。2)灯具和光源。灯具采用高效节能的工厂灯。在层高较高的生产车间和库房，光源主要采用金属卤化物灯并配节能型电感镇流器；在层高较低(小于4 m)的场所，光源主要采用T5管荧光灯或各种节能灯。除特殊情况(比如：压机地坑24 V照明)，一般不采用白炽灯。3)照明线路均为单相三线(其中一根PE线接灯具外壳)，一般采用BV型铜芯导线穿薄型钢管敷设。4)在丙类生产车间和库房设有消防应急照明。在控制室、MCC室、变配电室、柴油发电机室和消防泵房的全部灯具均为消防应急照明灯具。以保证万一发生火灾时，这些房间仍有正常照明的照度。在疏散走道和安全出口设有疏散指示灯和安全出口标志灯。5)在厂区道路设有道路照明；在储料场设有以投光灯作为光源的照明。

表1 主要场所设计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)该项目的主车间属于第二类防雷建筑物，削片间、贴面车间、制胶车间、阻燃剂车间、热能中心等属于第三类防雷建筑物。对这些建筑物设置的防雷措施是：利用金属屋面作接闪器；利用工字钢立柱作引下线；利用基础内钢筋作接地装置，另外还围绕着建筑物敷设环形人工接地体与之并联作为接地装置。凸出屋面的各种金属管道、金属构件等均与金属屋面可靠连接；进出建筑物的电缆金属外皮、电缆桥架等均与接地装置可靠连接。2)由于该厂区所处的南宁地区雷电活动频繁，对于那些年预计雷击次数小于0.05次/年的建筑(比如生活区变电所)，在不增加建设费用的原则下，也尽可能采取措施防止雷击。3)车间内各种不同用途的接地，如电源系统的工作接地、保护接地、防雷接地、防静电接地等使用一个总的接地装置，其接地电阻小于1 Ω。4)该项目各建筑物均做总等电位联结。在电源进线处，设总等电位联结端子箱MEB，建筑物内各种工艺管道、上下水管、配电箱金属外壳和PE母线排、建筑物基础钢筋等金属物体均用等电位连接线接至等电位联结端子箱。

5 火灾自动报警及消防联动系统

1)该项目的丙类生产厂房按照《火灾自动报警系统设计规范》的规定，设置火灾自动报警系统。保护对象分级按二级设置，采用集中报警控制系统，系统按两总线环路设计，任一点断线不影响系统报警。2)消防联动控制。火灾报警后，消防控制台根据火灾情况开启相关的雨淋阀和喷淋泵。在泵房设有两台(一用一备)消火栓泵，该泵的控制满足以下要求：a.平时由压力开关自动控制稳压泵，维持管网压力，压力过低直接启动泵；b.消火栓按钮动作启动泵；c.消防控制台手动控制泵；d.泵房手动控制泵。

6 结语

随着工业建设的迅速发展，工业厂房建筑电气的设计也在随之发展。合理设计、降低损耗、高效利用，已成为工业厂房电气设计的重点。

[1] GB 50052—2009，供配电系统设计规范[S].

[2] GB 50054—2011，低压配电设计规范[S].

[3] GB 50053—2013，20 kV及以下变电所设计规范[S].

[4] 水利电力西北电力设计院.电力工程电气设计手册[M].北京：中国电力出版社，2011.

[5] 中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册[M].北京：中国电力出版社，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，工程师

1009-6825(2015)19-0111-02

TM923

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