某码头配电工程电气设计

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1、某码 头配 电工 程电 气设 计 杨 兴 媚 江 苏 安 科 瑞 电 器 制 造 有 限 公 司 1 工 程 现 状 及 供 电 负 荷 该 工 程 码 头 平 面 布 置 形 式 为 突 堤 式 布 置 ， 码 头 泊 位 长 3 5 0 m ， 宽 5 4 m ， 突 堤 南 侧 布 置 7 万 吨 级 专 业 泊 位 1 个 ， 设 计 年 吞 吐 量 5 0 0 万 吨 。 港 区 主 要 工 艺 设 备 有 ： 机 械 式 连 续 卸 船 机 1 台 ， 1 6 吨 带 斗 式 门 机 2 台 ， 托 辊 皮 带 机 4 条 ， 气 垫 皮 带 机 2 2 条 ， 埋 刮 板 机 7

2、 条 ， 斗 提 机 2 台 ， 电 子 灌 包 设 备 1 6 套 ， 计 量 称 2 台 ， 散 装 骑 车 设 备 2 套 ， 工 艺 流 程 达 2 0 8 个 。 码 头 工 程 筒 仓 作 业 区 共 建 设 1 2 座 钢 板 筒 仓 ， 陆 域 部 分 生 产 、 生 产 辅 助 建 筑 物 有 码 头 转 运 站 、 计 量 楼 、 灌 包 楼 、 转 接 楼 、 廊 道 、 泵 房 、 空 压 站 、 带 包 仓 库 、 前 方 侯 工 楼 等 。 供 电 部 分 为 ： 改 扩 建 西 港 区 中 心 变 配 电 所 1 座 、 新 建 西 港 2 # 变 电 所 、 3

3、 # 变 电 所 2 座 。 码 头 港 区 原 有 西 港 区 中 心 变 电 所 1 座 ， 内 有 1 0 k V 电 缆 进 线 一 路 ， 设 1 0 0 0 k V A 的 变 压 器 1 台 。 码 头 工 程 总 负 荷 见 表 1 。 表 1 码 头 工 程 总 负 荷 2 供 配 电 系 统 设 计 该 港 区 码 头 供 电 系 统 工 程 是 根 据 总 平 面 布 置 、 装 卸 工 艺 系 统 、 除 尘 系 统 、 通 风 系 统 、 消 防 系 统 等 对 供 电 可 靠 性 的 要 求 及 以 中 断 供 电 在 政 治 、 经 济 上 所 造 成 的 损 失

4、 或 影 响 的 程 度 指 定 的 ; 该 电 力 系 统 负 荷 性 质 为 二 级 ; 以 供 电 的 安 全 可 靠 、 电 能 损 耗 低 、 节 省 投 资 、 便 于 运 行 维 护 管 理 为 原 则 ; 结 合 西 港 区 远 期 规 划 ， 土 建 及 电 气 工 程 设 计 中 均 考 虑 在 满 足 使 用 要 求 的 前 提 下 适 度 改 造 ， 充 分 利 用 原 有 变 电 所 中 的 数 量 。 2 . 1 中 压 配 电 设 计 方 案 各 变 电 所 中 压 进 线 电 源 均 为 双 电 源 ; 港 区 各 变 配 电 所 的 中 压 配 电 系 统 以

5、 放 射 、 环 网 相 结 合 的 方 式 。 本 系 统 中 所 有 变 电 所 中 的 中 压 及 低 压 母 线 均 采 用 单 母 线 分 段 的 接 线 。 变 电 所 的 进 线 及 馈 出 线 均 采 用 断 路 器 ， 确 保 上 下 级 保 护 装 置 动 作 相 互 配 合 ， 使 保 护 装 置 具 有 可 选 择 性 。 配 电 所 主 接 线 图 如 图 1 所 示 。 中 压 配 电 柜 采 用 S F 6 绝 缘 紧 凑 型 开 关 柜 ， 进 线 及 母 联 采 用 真 空 开 关 ， 配 置 A M 5 - F 进 线 保 护 装 置 ， 配 有 三 段 式

6、 定 时 限 过 流 保 护 、 两 段 式 零 序 定 时 限 保 护 ;母 联 柜 设 电 流 速 断 、 过 电 流 保 护 ; 进 线 及 母 联 开 关 采 取 防 并 联 措 施 ， 即 三 个 开 关 最 多 只 能 有 两 个 开 关 同 时 处 于 合 闸 位 置 。 操 作 机 信 号 电 源 为 直 流 1 1 0 V ， 6 5 A h 。 变 压 器 出 线 柜 配 A M 5 - T 变 压 器 保 护 装 置 ， 设 有 三 段 式 定 时 限 过 流 保 护 、 变 压 器 高 温 告 警 、 超 温 跳 闸 、 门 误 开 跳 闸 ; 1 0 k V 电 机

7、出 线 柜 配 A M 5 - M 电 动 机 保 护 装 置 ， 设 有 过 电 流 、 过 负 荷 、 接 地 故 障 、 低 电 压 保 护 等 。 普 通 馈 线 柜 配 A M 4 - I 微 机 保 护 装 置 ， 设 有 定 时 限 过 流 、 反 时 限 过 流 保 护 。 为 实 时 、 有 效 的 计 量 线 路 的 电 能 和 考 核 管 理 ， 监 测 回 路 电 能 质 量 ， 在 每 个 出 线 回 路 上 配 设 了 A P M D 系 列 电 能 质 量 分 析 仪 表 。 中 压 配 电 设 计 中 配 置 的 各 设 备 清 单 见 表 2 。 图 1 1

8、0 k V 配 电 图表 2 中 压 配 电 二 次 方 案 2 . 2 低 压 配 电 设 计 方 案 本 系 统 的 低 压 配 电 系 统 采 用 树 干 式 配 电 方 式 ， 对 于 筒 仓 的 通 风 、 清 仓 、 除 尘 、 电 动 闸 阀 门 等 用 电 设 备 进 行 分 类 组 合 至 现 场 配 电 柜 、 分 线 箱 、 再 经 柜 、 箱 以 放 射 式 配 电 方 式 到 各 用 电 设 备 ， 以 减 少 变 电 所 的 出 现 回 路 数 ， 节 省 电 缆 ， 便 于 维 护 和 故 障 查 询 。 低 压 系 统 的 配 电 按 图 2 设 计 ， 变 电

9、 所 设 在 钢 筒 仓 的 西 南 侧 ， 灌 包 站 西 侧 ， 内 设 2 台 2 5 0 0 k V A 的 变 压 器 ， 为 转 运 站 、 转 接 楼 、 空 压 楼 、 灌 包 楼 、 钢 筒 仓 等 建 筑 物 和 构 筑 物 内 的 所 需 供 配 电 设 备 进 行 供 电 。 图 2 低 压 配 电 图 由 于 非 线 性 负 载 的 存 在 会 产 生 谐 波 ， 导 致 微 机 保 护 装 置 误 动 作 ， ， 造 成 不 必 要 的 供 电 中 断 ; 谐 波 还 会 使 电 气 测 量 仪 表 计 量 不 准 确 ， 产 生 计 量 误 差 ， 因 为 须 有

10、 效 的 抑 制 谐 波 干 扰 。本 方 案 的 低 压 配 电 系 统 设 计 时 ， 在 1 0 k V / 0 . 4 k V 进 线 柜 上 装 设 A C R 3 3 0 系 列 谐 波 监 测 仪 表 ， 用 于 监 测 2 - 3 1 次 谐 波 ; 进 线 柜 之 后 配 置 无 功 补 偿 柜 ， 其 上 装 设 A R C 系 列 无 功 补 偿 投 切 装 置 ; 在 配 电 前 端 设 置 安 科 瑞 公 司 的 A N A P F 有 源 滤 波 器 ， 采 用 集 中 方 式 抑 制 谐 波 ; 在 各 出 线 柜 上 配 置 A C R 3 3 0 系 列 谐

11、波 监 测 仪 表 ， 用 于 监 测 2 - 3 1 次 谐 波 。 A P F 滤 波 器 以 并 联 方 式 接 入 电 网 ， 通 过 实 时 监 测 负 载 的 谐 波 和 无 功 分 量 ， 采 用 P W M 变 流 技 术 ， 从 变 流 器 中 产 生 一 个 和 当 前 谐 波 分 量 和 无 功 分 量 对 于 的 反 响 分 量 并 注 入 电 力 系 统 ， 实 现 谐 波 治 理 和 无 功 补 偿 。 具 体 抑 制 方 案 如 图 3 设 计 。 低 压 配 电 系 统 中 的 谐 波 抑 制 方 案 设 备 清 单 如 表 3 。 图 3 低 压 配 电 系

12、统 谐 波 抑 制 方 案表 3 低 压 配 电 二 次 方 案 2 . 3 对 变 电 所 的 要 求 功 能 上 的 要 求 ： 码 头 在 港 区 中 属 较 复 杂 的 工 艺 系 统 ， 工 程 又 分 为 码 头 工 程 、 筒 仓 续 建 工 程 、 并 分 步 实 施 。 而 对 于 新 建 变 电 所 中 土 建 要 求 一 次 性 完 成 ， 新 、 老 变 电 所 、 近 期 、 远 期 供 电 系 统 容 量 的 预 留 、 配 电 间 的 预 留 等 内 容 均 应 在 供 电 系 统 工 程 中 一 次 完 成 。 对 建 筑 物 综 合 利 用 的 要 求 ： 根

13、 据 负 荷 的 分 步 ， 本 次 工 程 新 建 2 座 变 电 所 ， 同 时 改 扩 建 一 个 变 电 所 。 为 减 少 港 区 建 筑 单 体 的 数 量 、 节 省 土 地 、 设 备 、 人 力 等 资 源 ， 2 # 变 电 所 是 集 变 电 、 配 电 、 控 制 、 监 控 、 管 理 、 指 挥 、 办 公 的 中 心 。 变 电 所 的 要 求 ： 港 区 各 变 电 所 内 电 气 设 备 均 采 用 室 内 布 置 ， 按 无 人 值 班 设 计 。 采 用 分 区 域 、 多 变 电 所 配 有 1 套 电 气 值 班 人 员 方 式 ， 定 期 巡 查 。

14、 并 借 助 于 各 变 电 所 中 设 有 A c r e l - 2 0 0 0 监 控 系 统 级 网 络 仪 表 ， 确 保 供 电 系 统 的 安 全 运 行 。 2 . 4 电 量 监 测 系 统 为 实 现 对 港 内 变 配 电 所 的 中 、 低 压 系 统 进 行 远 距 离 的 遥 测 、 遥 信 、 遥 控 。 在 变 配 电 站 内 设 置 了 A c r e l - 2 0 0 0 用 户 端 智 能 配 电 系 统 。 该 系 统 由 中 、 低 压 配 电 系 统 里 配 置 的 A C R 系 列 网 络 电 力 仪 表 ， 微 机 保 护 装 置 、 工 作

15、 站 组 成 。 1 ) 系 统 结 构 系 统 采 用 分 层 分 布 式 设 计 ， 分 站 控 管 理 层 、 网 络 通 讯 层 和 现 场 设 备 层 。 系 统 配 有 A c r e l - 2 0 0 0 监 控 软 件 ， 能 够 模 拟 码 头 变 电 所 的 供 配 电 全 网 络 ， 提 供 遥 测 、 遥 信 、 遥 控 、 遥 调 、 告 警 、 跳 闸 、 报 表 、 事 件 记 录 等 功 能 。 2 ) 系 统 主 要 功 能电 站 系 统 具 有 自 动 记 录 电 力 参 数 变 异 的 功 能 ， 当 事 故 发 生 时 可 以 迅 速 了 解 故 障

16、原 因 ， 减 少 查 询 时 间 ， 加 速 恢 复 正 常 供 电 ， 为 各 部 门 的 用 电 提 供 安 全 可 靠 保 障 。 通 过 该 系 统 网 络 可 将 卸 船 机 、 带 式 输 送 机 、 斗 提 机 、 埋 刮 板 机 等 工 艺 设 备 的 运 行 电 量 送 至 中 控 室 内 的 监 控 操 作 站 ， 并 将 所 监 测 到 的 数 据 记 录 到 数 据 库 中 ， 供 管 理 系 统 使 用 。 图 4 1 0 k V 码 头 工 程 A C R E L 2 0 0 0 监 测 系 统 拓 扑 图 3 线 缆 的 选 择 及 敷 设 1 ) 电 缆 的 选 择 ： 对 中 压 配 电 线 路 的 选 择 按 电 缆 额 定 电 压 、 额 定 电 流 及 所 在 环 境 条 件 下 确 定 截 面 ， 还 应 对 短 路 电 流 校 验 其 热 稳 定 性 是 否 满 足 要 求 。 2 ) 港 区 线 路 敷 设 ： 以 变 配 电 所 为 中 心 ， 供 电 、 自 控 、 工 业 电 视 、 生 产 广 播 调 度 系 统 的 布 线 均