建筑配套電氣、電信控制系統的設計分析

宋 瑋

（南京揚子動力工程有限責任公司，江蘇 南京 210048）

1 工程背景

揚子熱電廠目前每天產生粉煤灰的實際體積約為1838～2035m3，爐渣排放量約為400t，但是現有的粉煤灰鋼板庫及煤灰渣堆場存儲量很少，緩沖時間相對較短，動力公司沒有現成的儲庫和堆場，儲存時間和數量上具有很大的不確定因素。為了緩解以上出灰、出渣壓力大的問題，擬對揚子熱電廠灰渣的綜合利用進行改造，新建灰渣存儲建筑，并主要對灰渣存儲建筑配套的電氣、電信控制系統設計進行詳細分析，從而保證建筑的安全。

2 電氣工程

2.1 設計范圍

（1）新建煤灰渣堆場、粉煤灰鋼板庫（30000m3與5000m3兩種規格）、中轉倉、羅茨風機房動力、照明、接地設計。

（2）在除灰變電所新增低壓開關柜，要求新增低壓開關柜與原有開關柜并柜連接，且滿足新增負荷的配電需求。

2.2 用電負荷

（1）裝置用電量。該熱電廠灰渣綜合利用改造項目，低壓負荷增加的用電量約為555.24kVA。

（2）負荷等級。該熱電廠灰渣綜合利用改造的重點是對灰渣存儲建筑的改造。若長時間中斷供電而停止灰渣輸送，有可能影響裝置的連續運行，繼而影響其他工藝生產裝置的連續運行。根據用電負荷對供電可靠性的要求及在化工安全生產過程中的重要性，并結合實際情況和工藝生產特點等因素綜合考慮，將大部分用電負荷設為二級。

2.3 供電電源的選擇

在除灰變電所新增低壓開關柜與原有低壓開關柜并柜安裝中，該新增負荷配電電源引自新增低壓開關柜；低壓開關柜進線電源引自除灰變電所原有變壓器；新增負荷就近引自新增低壓開關柜。在羅茨風機房二層設置電氣機柜間，電氣機柜間設置2套配電柜，分別用于粉煤灰鋼板庫系統、輸送系統的配電；配電柜的電源引自除灰變電所；配電柜的設計及供貨由粉煤灰鋼板庫系統、輸送系統負責。電氣機柜間設2套PLC系統，用于粉煤灰鋼板庫系統、輸送系統的集中控制；PLC控制柜的設計及供貨由粉煤灰鋼板庫系統、輸送系統負責。PLC組成如圖1所示。

圖1 PLC組成圖

2.4 供電方案原則

（1）中性點接地方式及系統電壓等級。380/220V：交流三相四線制，TN-S接地系統，380V5%。

（3）廠區配電系統標準電壓。廠區配電系統如圖2所示。低壓電動機（160kW以下）、低壓負荷配電的設計：380V/220V，50Hz，三相，中性點直接接地。

圖2 配線系統

（4）動力插座：380/220V，50Hz，三相+N，中性點直接接地。

（5）照明系統：380/220V，50Hz，三相+N，中性點直接接地。

（6）照明、常用插座及其他負荷：220V，50Hz，單相+N。

（7）低壓電動機控制中心控制回路：AC220V，50Hz，單相+N。

（8）PLC及工藝重要儀表、調度電話、有線及無線通信系統：220V，50Hz，單相+N，不間斷，由UPS裝置供電。

（9）儀表電源：220V，50Hz，單相+N。

采用排放績效標準作為反映火電機組發電過程中兼顧能源利用效率與污染物排放控制的綜合指標，根據火電機組發電量來計算其污染物許可排放量，使所有火電企業遵循同等的環境管理要求，在大氣污染物總量控制方面不僅可以有效促進火電行業的清潔化發展，還可以提高發電效率。由此，實施統一的基于產出的排放績效標準，一方面在環境管理政策方面操作簡單而公平，另一方面為火電企業提供有效的競爭機制，促進火電行業的綠色持續發展。

（10）手提安全燈：AC24V，由降壓照明變壓器供電。

2.5 電纜選擇及敷設方式

在設計電壓不大于10kV的供配電電纜線路時，采用的是銅芯交聯聚乙烯絕緣鎧裝阻燃電纜。電纜的敷設方式設計為電纜沿橋架架空敷設，局部采用電纜溝或直埋敷設。將具有高效抗腐蝕能力的鋁合金設計為電纜橋架的原始材料。為防止日光直曬，室外水平布置的多層電纜橋架最上層加蓋。

2.6 照明

按照應急照明和正常照明兩種供電網絡分開供電的方式設計，其中兩種供電方式的電壓均為AC220V。

應急照明采用帶蓄電池組燈具，應急時間為60min；正常照明采用照明配電箱供電方式，就近變電所低壓開關柜為照明配電箱供電。

裝置區宜選用防塵密閉型燈具照明，光源采用LED燈。

2.7 接地

（1）一般原則。接地系統采用TN-S系統。并且嚴格按照化工裝置、建筑物的防雷、放電及接地規范進行設計。在設計防雷、放電、保護接地等電位連接時，應共用一個接地網；設計不同用途的接地時，共用一個總的接地裝置，注意接地電阻值應符合其中最小值的要求。

（2）保護接地。低壓用電設備的金屬外殼采用多芯動力電纜中的一芯作為保護接地線（PE線），該保護接地線引自低壓開關柜內PE母排。

（3）等電位連接。在生產裝置區設置等電位連接線，同防雷、放電、保護接地等各種共用人工接地裝置、自然接地體相連接構成等電位連接的接地網。在設計生產裝置區內的保護接地干線、各種輸送管道和類似金屬部件、接地干線或總接地端子時，應做等電位連接。

3 電信工程

3.1 概述

該電信設計是為滿足揚子石化分公司熱電廠灰渣綜合利用改造項目界區紅線內各項電信系統的需求。設計內容主要包括火災報警系統、電視監視系統及工程界區內電信線路的內容設計。

3.2 系統組成

（1）火災報警系統?；馂膱缶O備設置在電廠灰渣改造新建機柜間，其報警設備均通過火災報警系統模塊箱接入就近的火災報警系統控制器。

（2）電視監視系統。新建灰渣綜合利用改造項目設置了一套獨立的電視監視系統，在灰渣場內共設置了8臺攝像機用于監視灰渣場的運行情況，在新建機柜間內設置了電視監視系統機柜、客戶端及顯示設備，新增攝像機均接入該電視監視系統設備柜。

3.3 電信線路

擬建工程界區內的電信電纜由火災報警系統電纜、電視監視系統、電話配線組成，并且各系統電纜單獨敷設、互不影響，均獨立構成網絡。

電信電纜或橋架敷設，或穿鋼管保護敷設，對此根據現場具體情況進行設計。將室外火災報警電纜系統沿通信管道埋地的方式敷設。

火災報警系統電纜根據不同的終端設施，選用了耐火型屏蔽控制電纜、阻燃型計算機屏蔽電纜、銅芯雙絞線等。

在設計電視監視系統電纜時，通過比較，選用了銅芯屏蔽導線、視頻電（光）纜、控制電纜、電源電纜。

3.4 保護接地

電信系統中所有設備的安裝支架、配線保護鋼管、金屬外殼、電信橋架等部件均與電氣接地系統直接連接，從而確保電信各系統的安全運行，保證存儲建筑的正常使用，避免發生人身傷害事故。

3.5 電信防護要求

凡是使用的電信設施，必須采用與使用環境一致的防護措施。在該工程區域使用的電信設施，其設備外殼、電路板、電源裝置、設備支架，以及相應的電纜橋架、線纜保護鋼管等金屬件，在設計時必須與生產裝置的聯合接地系統直接可靠連接，從而保證灰渣存儲建筑的安全使用，避免漏電事故的發生。

4 結論

文章以揚子熱電廠新建灰渣存儲建筑配套的電氣、電信控制系統建設為工程依托，對電氣、電信控制系統的設計范圍、供電原則及系統組成等進行系統總結；并給出電氣、電信控制系統在設計、供電時的注意事項及具體要求，為類似電氣、電信系統的建設提供參考。