梁紅
廣東省輕紡建筑設(shè)計(jì)院 廣東省 510800
摘要:近年來(lái),我國(guó)工業(yè)不斷發(fā)展,工業(yè)企業(yè)數(shù)量不斷增多,規(guī)模不斷擴(kuò)大,在工業(yè)企業(yè)的日常運(yùn)作中,電氣設(shè)計(jì)的重要性逐漸凸顯,科學(xué)合理的電氣設(shè)計(jì)是企業(yè)正常運(yùn)作的重要前提。本文以大型工業(yè)企業(yè)大型廠房的電氣設(shè)計(jì)為例,分析了工業(yè)廠房在供配電、照明方式、電氣設(shè)備選擇等方面設(shè)計(jì)需要注意的問(wèn)題以及電氣設(shè)計(jì)的節(jié)能措施。
關(guān)鍵詞:大型工業(yè)企業(yè);大型廠房;電氣設(shè)計(jì)
工業(yè)企業(yè)數(shù)目的增多,規(guī)模的擴(kuò)大為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)做出了巨大的貢獻(xiàn),做好大型工業(yè)企業(yè)的電氣設(shè)計(jì),可以保證企業(yè)的正常運(yùn)轉(zhuǎn),保證企業(yè)用電安全。大型工業(yè)企業(yè)電氣設(shè)計(jì)涉及內(nèi)容比較多,包括變電所位置的設(shè)置和變壓器選型、配電設(shè)計(jì)、照明設(shè)計(jì)、防雷與接地設(shè)計(jì)以及消防設(shè)計(jì)等,是一項(xiàng)十分巨大的工程,需要設(shè)計(jì)人員在充分了解廠房實(shí)際情況的基礎(chǔ)上進(jìn)行,還要考慮安全性與節(jié)能技術(shù)。
1.大型工業(yè)企業(yè)電氣設(shè)計(jì)
1.1變電所位置的設(shè)置和變壓器選型
變電所的位置選擇會(huì)極大地影響大型工業(yè)企業(yè)電氣設(shè)計(jì),因?yàn)榇笮凸I(yè)企業(yè)電氣設(shè)計(jì)的線路眾多,為了保證進(jìn)出線路的方便,同時(shí)滿足供電壓降需求等,需要將變電所設(shè)置在負(fù)荷中心或者接近負(fù)荷中心的位置。廠房?jī)?nèi)變壓器可以選擇干式變壓器,配電變壓器接線組可以分別選擇D,Yn11接線組別的變壓器。
1.2動(dòng)力配電設(shè)計(jì)
大型工業(yè)企業(yè)廠房配電采用樹(shù)干式供電,為了減少電壓的損失,大多使用封閉母線槽分三段供電。其中,起重機(jī)的電源直接引自變電所低壓屏,經(jīng)過(guò)放射性供電到達(dá)配電箱,然后再到達(dá)安全滑觸線,如果起重機(jī)供電線路的電壓損失超過(guò)了允許值,就要增加滑觸線供電點(diǎn)進(jìn)行供電。
1.3照明配電設(shè)計(jì)
大型工業(yè)企業(yè)的光源以及燈具選擇要遵循壽命長(zhǎng)、性能高、投資一次性、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性等原則,還要根據(jù)廠房的實(shí)際環(huán)境選擇燈具的光色以及色溫,并考慮燈具的維護(hù)以及廠房電壓等條件的影響。大型工業(yè)企業(yè)一般不適用白熾燈、鹵鎢燈,其性能太低;而熒光燈一般適用于高度在5m以內(nèi)的建筑照明,但是大型工業(yè)廠房的高度大多在10m以上;無(wú)極燈的價(jià)格較為昂貴,一次性投資較大,性價(jià)比較低,因此較少使用;金屬鹵化物等能夠滿足焊接廠房工業(yè)照明的各項(xiàng)要求,因此得到了較為廣泛的使用。大型工業(yè)企業(yè)照明燈具功率的選擇一般在滿足眩光限值的基礎(chǔ)上,盡量選擇功率較大的照明燈具,可以在一定程度上減少燈具的使用數(shù)量,減少工業(yè)企業(yè)照明配電的一次性投資,也方便維修,能夠節(jié)省維護(hù)成本。
大型工業(yè)企業(yè)照明箱供電采用樹(shù)干式供電方法,由于工業(yè)廠房的高度大多在10m以上,所以照明配電的每一跨都要采用兩段干線,照明燈具的電源按照就近原則,引自附近的變電所,工業(yè)廠房燈具布線一般采取與窗平行的布線方式,能夠達(dá)到節(jié)能的目的。在焊接廠房中得到廣泛使用的金屬鹵化物燈一般會(huì)采用節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器進(jìn)行功率補(bǔ)償,采用這種補(bǔ)償辦法可以使金屬鹵化物燈具的照明功率因數(shù)保持在0.9以上。
1.4防雷與接地設(shè)計(jì)
工業(yè)企業(yè)大型工業(yè)廠房電氣設(shè)計(jì)的防雷與接地設(shè)計(jì)與一般廠房的設(shè)計(jì)基本相同,均要按照國(guó)家防雷與接地設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范以及文件要求進(jìn)行施工與設(shè)計(jì)。如果工業(yè)廠房采用鋼結(jié)構(gòu)屋面,就可以采用屋面彩鋼板做接閃器,彩鋼板的厚度要符合《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》,利用鋼屋架、鋼柱作為引下線,基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋作為接地極,還要進(jìn)行廠房總等電聯(lián)結(jié)和局部等電位聯(lián)結(jié)。
2.工業(yè)企業(yè)電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能技術(shù)
2.1選擇低損耗、高效率的變壓器
為了減少工業(yè)企業(yè)能耗,我國(guó)早在1983年就發(fā)出了“關(guān)于停止裝用高耗能配電變壓器的通知”,S7和SL7型變壓器取代了傳統(tǒng)變壓器,新型的變壓器使用新材料,新工藝,與傳統(tǒng)變壓器相比,具有體積小、重量輕、能耗低等特點(diǎn),具有很好的節(jié)能效果。此后我國(guó)又研發(fā)了S9系列變壓器,取代了S7和SL7型變壓器,使節(jié)能效果更加明顯,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,低損耗、高效率的變壓器會(huì)不斷開(kāi)發(fā)出來(lái),大型工業(yè)企業(yè)電能設(shè)計(jì)的節(jié)能效果就能更加明顯。
2.2變壓器容量的合理選擇與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行
選擇變壓器容量時(shí)要根據(jù)大型工業(yè)廠房負(fù)荷量的特點(diǎn),設(shè)備容量的實(shí)際需求等,如果工業(yè)企業(yè)使用的變壓器是連續(xù)性負(fù)荷而且負(fù)荷的變化較為平穩(wěn),就要按照經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率合理選擇變壓器容量,如果電負(fù)荷量的變化幅度較大時(shí),就要選擇
多臺(tái)變壓器,按照負(fù)荷的變化調(diào)整運(yùn)行的變壓器數(shù)量,以此達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。
2.3改善功率因素
根據(jù)物理學(xué)知識(shí)可以知道,當(dāng)有功功率一定的時(shí)候,視在功率與負(fù)載電流都會(huì)隨著功率因數(shù)的增加而減少,因此提高功率因數(shù)就可以提高發(fā)電機(jī)以及變壓器的容量利用率,降低發(fā)電機(jī)以及變壓器的電能損耗,同時(shí)還能在一定程度上減少輸電線路的電能損耗。因此,為了改善功率因素,電氣設(shè)計(jì)要盡量提高用電設(shè)備的自然功率因數(shù),改善設(shè)備的運(yùn)行方式,避免空載運(yùn)行,還可以使用同步電動(dòng)機(jī)或者移相電容器等進(jìn)行功率因數(shù)的補(bǔ)償。
2.4降低配電線路損耗
大型工業(yè)企業(yè)的配電線路總長(zhǎng)度十分驚人,電能損耗十分巨大,因此電氣設(shè)計(jì)要在一定程度上加大配電線路的橫截面,減少線路的電阻值。
3.消防
3.1防火墻、防火卷簾與防火分區(qū)
大型工業(yè)企業(yè)廠房的消防設(shè)計(jì)需要在不影響廠房正常工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行,還要滿足工業(yè)連續(xù)生產(chǎn)的需求以及相關(guān)的工藝需求,因此在普通建筑消防中普遍采用的防火墻和防火卷簾設(shè)計(jì)不是大型工業(yè)企業(yè)電氣設(shè)計(jì)中消防設(shè)計(jì)的首選。防火墻和防火卷簾會(huì)將整個(gè)連貫的工業(yè)廠房空間認(rèn)為地劃分為多個(gè)防火分區(qū),難以滿足工業(yè)連貫生產(chǎn)以及相關(guān)工藝需求,在生產(chǎn)實(shí)踐中較難實(shí)現(xiàn),即便使用防火卷簾、防火墻對(duì)廠房進(jìn)行防火分區(qū),也會(huì)給以后的使用以及消防檢修工作帶來(lái)不便。
3.2自動(dòng)噴水滅火與防火分區(qū)設(shè)計(jì)分析
工業(yè)企業(yè)大型工業(yè)廠房消防設(shè)計(jì)可以采用自動(dòng)噴水滅火裝置,這樣的消防設(shè)計(jì)可以滿足消防規(guī)范以及設(shè)計(jì)要求,但是在實(shí)際應(yīng)用中也會(huì)存在一定問(wèn)題,因?yàn)楣I(yè)廠房的高度相對(duì)較高,大都在10米以上,但是自動(dòng)噴水滅火裝置適用于8米以下的大空間建筑物,因此可能存在噴水死角,此外,設(shè)置自動(dòng)噴水滅火裝置的成本相對(duì)較大,因此消防成本高,經(jīng)濟(jì)效益不是很好。
3.3水幕與防火分區(qū)
獨(dú)立水幕是大型工業(yè)廠房消防設(shè)計(jì)較為可行的方案,在使用獨(dú)立水幕分割廠房空間的基礎(chǔ)上,在搭配消火栓及滅火器,可以構(gòu)成較為完備的消防體系。獨(dú)立水幕的設(shè)置要根據(jù)廠房實(shí)際,設(shè)置較為靈活多變,相比于防火墻、防火卷簾分區(qū)較為容易實(shí)現(xiàn),相比于設(shè)置自動(dòng)噴水滅火裝置較為經(jīng)濟(jì)實(shí)用,同時(shí)也不會(huì)對(duì)廠房?jī)?nèi)正常的生產(chǎn)活動(dòng)產(chǎn)生影響,在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)揮了較好的消防作用。
3.4消防炮與防火分區(qū)
消防炮滅火系統(tǒng)應(yīng)用到大型工業(yè)廠房電氣設(shè)計(jì)的消防設(shè)計(jì)中是一種創(chuàng)新,這種消防手段以往主要應(yīng)用在各類易燃易爆的石化企業(yè)以及倉(cāng)庫(kù)消防中,隨著大空間建筑消防設(shè)計(jì)的需求,消防炮滅火系統(tǒng)很好的在保證建筑空間完全通透性的基礎(chǔ)上,起到了良好的消防作用。消防炮滅火系統(tǒng)消防耗水量較大,因此在大型工業(yè)廠房外部需要設(shè)置消防水池。目前,消防炮滅火系統(tǒng)還沒(méi)有普遍應(yīng)用到大型工業(yè)企業(yè)電氣設(shè)計(jì)的消防設(shè)計(jì)中,有待于進(jìn)一步研究與探索。
4.結(jié)語(yǔ)
大型工業(yè)企業(yè)為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)做出了很大的貢獻(xiàn),因此必須具有合理的電氣設(shè)計(jì),為工業(yè)企業(yè)的正常運(yùn)作保駕護(hù)航。大型工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)要考慮多個(gè)問(wèn)題,包括變電所位置的設(shè)置、變壓器選型、動(dòng)力配電設(shè)計(jì)等。如今,資源短缺已經(jīng)成為制約世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要障礙,我國(guó)積極推動(dòng)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,倡導(dǎo)節(jié)能減排,大型工業(yè)企業(yè)電氣設(shè)計(jì)具有極大的節(jié)能潛力,因此需要不斷探索電氣設(shè)計(jì)中的節(jié)能技術(shù)。
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