涉外工程（越南制罐）的供配電設(shè)計分析

摘 要：工業(yè)廠房供配電系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)全面考慮工程實際情況以及用電負荷分配，并以此確定設(shè)計方案。供配電設(shè)計應(yīng)在符合規(guī)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(tǒng)能夠安全穩(wěn)定運行。文章結(jié)合專業(yè)知識和工作經(jīng)驗，對越南制罐項目供配電設(shè)計中的相關(guān)要點進行了分析。

關(guān)鍵詞：工業(yè)配電；適用性；系統(tǒng)設(shè)計

1 概述

工業(yè)廠房的供配電系統(tǒng)設(shè)計是一項內(nèi)容繁多、涉及面廣的綜合性設(shè)計工作，且每個工程項目都有其自身的特點。供配電設(shè)計應(yīng)該要做到保障人身和設(shè)備的安全，供電可靠，還應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，適當考慮廠房擴建的可能性。從全局出發(fā)，完善和細化各供電區(qū)域內(nèi)的供配電系統(tǒng)設(shè)計。文章結(jié)合制罐項目主要說明了供配電系統(tǒng)設(shè)計的合理性和需要注意的問題，并針對供配電設(shè)計中越南當?shù)嘏c國內(nèi)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(chǎn)202/204型330ml和202型Sleek的鋁制二片罐。鋁罐生產(chǎn)線的設(shè)計能力為2200CPM（罐/分），年生產(chǎn)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(nèi)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(chǎn)區(qū)和輔助區(qū)，具體設(shè)備用電見表1。

2.2 精確的負荷計算

通過對全廠用電設(shè)備進行負荷計算，確定項目總負荷量，以此為依據(jù)向供電部門申請電源及確定供配電系統(tǒng)所需變壓器的容量、數(shù)量。同時通過對這些數(shù)據(jù)整理能夠計算出區(qū)域的分負荷，進而可以確定區(qū)域配電柜的容量，本項目生產(chǎn)線部分根據(jù)工藝段劃分共設(shè)置8套現(xiàn)場DP柜，再由現(xiàn)場DP柜完成對單體設(shè)備的供電。

3 供配電系統(tǒng)設(shè)計及常見問題的分析

3.1 高低壓配電系統(tǒng)的構(gòu)成

根據(jù)本工程電力負荷及當?shù)仉妷旱燃墸╇婋妷簽?2kV，由當?shù)毓╇娋重撠?zé)引一路22kV電源至高壓進線開關(guān)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(wǎng)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(lián)合配電室；該變電所設(shè)置有高壓開關(guān)柜、變壓器、低壓開關(guān)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(tǒng)接地制式為TN-S系統(tǒng)。

原設(shè)計考慮采用國內(nèi)某合資品牌干式變壓器，但由于設(shè)備認證標準差異及當?shù)毓╇姴块T要求等原因，同時當?shù)刈儔浩髦髁餍问綖橛徒?，本工程最終施工投產(chǎn)的也為當?shù)夭少徲徒阶儔浩?。高壓開關(guān)柜、低壓開關(guān)柜等均為國內(nèi)成套。

低壓供電系統(tǒng)中2臺變壓器二次側(cè)0.4kV低壓采用單母線分段，設(shè)母線聯(lián)絡(luò)斷路器，母聯(lián)開關(guān)和2臺進線開關(guān)互為機械電氣聯(lián)鎖，并且相同時間內(nèi)只允許合2個開關(guān)，正常情況下母線聯(lián)絡(luò)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(lián)絡(luò)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(lián)聯(lián)絡(luò)，將兩段母線連通，以保證滿足部分重要生產(chǎn)和生活負荷的供電。

3.2 低壓系統(tǒng)的無功補償

無功補償方面，采用低壓側(cè)集中補償方式，在每段低壓母線上設(shè)功率因數(shù)補償裝置，補償之后的功率因數(shù)為0.95以上。為了更加合理地控制功率補償，安裝了動態(tài)無功功率補償裝置。同時，越南當?shù)毓╇姴块T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(shè)

制罐生產(chǎn)線機組用電設(shè)備隨工藝產(chǎn)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(shè)備平面布置的中心。變壓器至低壓開關(guān)柜及低壓開關(guān)柜母聯(lián)均選用密集銅母線。電氣室低壓配電柜至現(xiàn)場DP柜電纜沿主廠房電纜橋架放射式鋪設(shè)，最大程度上減少電纜纏繞，節(jié)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(tǒng)

該項目中主廠房建在工業(yè)園區(qū)內(nèi)，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(jīng)計算雷擊次數(shù)為0.22次/年，屬于三類建筑。

防雷接地系統(tǒng)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(shè)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(jié)構(gòu)立柱及混凝土立柱內(nèi)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(chǔ)內(nèi)及承臺內(nèi)鋼筋做接地體，并將各基礎(chǔ)樁用-40x4鍍鋅扁鋼連成環(huán)形接地網(wǎng)，其它建筑物接地極采用打人工接地體方式。最終將廠區(qū)各單體建筑（如綜合樓、水泵房等）接地網(wǎng)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(lián)合接地方式，接地電阻不大于1歐姆。

在室內(nèi)設(shè)置總等電位箱，進入建筑物的給排水管、空調(diào)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(zhì)，土壤電阻率較高，設(shè)計中應(yīng)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(shè)計要求需增打接地極。

除上述防雷接地措施外，根據(jù)當?shù)匾笳麄€廠區(qū)還需設(shè)置單獨避雷針式防雷系統(tǒng)。具體要求如下：

避雷系統(tǒng)根據(jù)TCN46-84越南國標第20號標準設(shè)計。

使用現(xiàn)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(guī)格為φ60的熱鍍鋅金屬鋼管制成。

引下線以規(guī)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(guī)格為φ20的PVC管。

接地井深度15米。

在規(guī)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(yīng)小于10歐，若果接地電阻無法小于該值則應(yīng)增加接地井深度，并使用化工產(chǎn)品進行處理。

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

4 結(jié)束語

目前，越南制罐生產(chǎn)線已順利投產(chǎn)，從工程實施過程中可以看出，目前國內(nèi)供配電規(guī)范標準普遍符合當?shù)匾?guī)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?shù)仨椖繒r應(yīng)提前做出供配電設(shè)計方案與當?shù)毓╇?、消防部門進行交流，并能確定最終的設(shè)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(fù)修改，以及人力物力浪費，工程延期等情況的發(fā)生。

參考文獻

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