吉尔吉斯斯坦某项目电气设计优化方案简介

张 煜，丛培泽，李金海，张 龙

1 项目概况

1.1 项目简介

该项目的合同主体是在吉尔吉斯斯坦奥什地区，建设一条从石灰石破碎至老厂熟料库的熟料生产线。项目位于吉尔吉斯斯坦第二大城市奥什西南部，距离市中心20km，与中国新疆维吾尔自治区喀什市的公路运输距离约为540km。项目现场三面环山，一面靠近公路。

1.2 自然环境条件

该项目所在地区的自然环境如表1所示，地震级别、环境温度及雷暴日等需要在电气设计及采购招标中予以考虑。

2 电气技术方案

2.1 电源

本项目用电由业主建设的总降压变电站提供，规格为：110kV/10.5kV。厂区设计630kVA柴油发电机作为保安电源。

2.2 中压配电系统

表1 自然环境条件

为便于配电系统集中管理与操作，减少电缆敷设，生产线拟建一座10.5kV配电站，再由配电站向各10kV中压电机、10.5/0.4kV车间变压器放射式馈电。

原料磨配电站的供电范围包括：石灰石破碎、粘土输送、铁矿石破碎、煤预均化堆场、原料调配、原料磨、废气处理、生料库、烧成窑头、烧成窑尾、煤磨、中控楼、污水处理、循环水泵站及配套空压机站等。

2.3 配电电压（见表2）

表2 配电电压

3 电气设计采购优化方案

3.1 低压柜设计

本项目在设计时低压柜采用了二分之一抽屉形式，这样设计可以节省一定数量的低压柜，降低电气工程量成本，同时电力室面积会因此有所减小，土建施工成本降低。具体设计原则见表3。低压电机回路全部采用马达保护器，这样可以全面保护电机，在电机出现超时启动、过流、欠流、断相、堵转、短路、过压、欠压、漏电（接地）、三相不平衡等情况时予以保护并报警。

表3 低压柜抽屉模数选择

3.2 预招标方式

电气采购采用了预招标的形式。在正式开始电气设计前，就开始进行部分电气设备的招标，如低压柜、中压柜及照明均采用了此种方式。同时在该项目中，加大国产优质电气设备及元器件的使用，这样，在施工图设计阶段更能够做到有的放矢。

图1 该项目DCS系统图

3.3 大量采用Profibus-DP通讯方式

电气设计中增加了Profibus-DP通讯方式的使用。如图1所示，大型控制柜如原料磨、煤磨控制柜、大收尘器控制柜、篦冷机控制柜、生料库底控制箱、堆取料机控制柜、联合水泵站控制柜、给水处理控制柜、污水处理控制柜等均采用了Profibus-DP通讯方式，有效减少了DCS系统的IO点数。虽然后期DCS调试通讯的复杂程度会增加，但可有效降低工程施工成本（电缆采购量、电缆施工量）。此外，在设计中还对控制箱的信号电缆、检修电源箱的馈电回路、仪表的信号电缆进行了优化，节省了部分电缆数量。在铝、铜等原材料价格涨幅较大的情况下，电缆采购依然做到了降低成本，整个项目施工实际采购的电缆相比于报价阶段的估算降低了10%。

3.4 照明设计

本项目照明设计全面采用LED灯，LED灯的价格与荧光灯、高压钠灯等相比相差无几，但其更具有节能、使用寿命长、无频闪、照明效果好等优点。200W LED灯与400W高钠灯总光通量比较如下：

200W LED泛光灯具发出的总光通量为：200（功率）×100（发光效率）×85%（灯具效率）=17 000 lm。

400W高压钠灯灯具发出的总光通量为：400（功率）×70（发光效率）×55%（灯具效率）=15 400 lm。

由上可知，200W LED泛光灯具发出的总光通量大于400W高压钠灯灯具发出的总光通量，200W LED灯具照明效果明显优于400W高压钠灯。

3.5 BIM三维设计手段的使用

随着BIM（建筑信息模型）概念的不断深化，由Autodesk公司推出的Revit三维制图软件的使用也在不断深化。BIM的应用是设计行业的一次革命，它的意义远大于从手工绘图到计算机辅助设计的变革。BIM不仅仅是从传统的二维设计到三维设计的转变，更是一种设计理念的转变。其注重的不仅是模型，更重要的是信息传递。尤其对于电气专业，需要接收大量其他专业以及本专业内部的资料及信息，保证信息传递的及时和准确十分重要。其可通过良好的协同设计BIM技术和Revit软件来实现。

该项目在施工图设计中，全面使用了BIM技术，利用Revit软件多专业协同设计，在一个中心文件上进行数据共享。对电气设计来说，采用BIM技术不仅提高了与其他专业的协同效率，更有效地实现了多专业查返，便于发现设计过程中的问题，减少现场施工过程中的返工。在管线综合中，能够更好地反映碰撞问题，但同时也存在耗时更多的问题。图2是该项目煤磨车间的三维模型图，在该模型下，各专业联合设计，配合更加密切。对电气专业而言，电缆和桥架的敷设更直观。

图2 煤磨车间三维图

3.6 国产优秀DCS系统的使用

本项目采用了浙大中控的DCS系统，该系统融合了最新的现场总线技术、嵌入式软件系统、先进控制技术与网络技术，充分应用了信号处理技术、网络通讯技术，实现了多种总线兼容和异构系统综合集成，具有可靠性、扩展性、先进性及开发性等特点。在我们编程调试期间，国产DCS系统体现了优秀的性能，其技术水平与世界上知名的DCS系统相当。

4 结语

本项目在电气设计上做了很多的优化工作，同时该项目采取了设计与采购一体化的方式，统一管理，配合密切，提高了设计与采购的效率，使该项目电气设计进度比项目设计要求的时间节点提前了一个月。此外，采购的所有电气设备和材料均未超过预算，设计采购的电气工程量与报价相比节省了近25%。该项目为我们今后实施EPC总承包工程项目提供了良好的设计思路和经验。■