建筑配套电气、电信控制系统的设计分析

宋 玮

（南京扬子动力工程有限责任公司，江苏 南京 210048）

1 工程背景

扬子热电厂目前每天产生粉煤灰的实际体积约为1838～2035m3，炉渣排放量约为400t，但是现有的粉煤灰钢板库及煤灰渣堆场存储量很少，缓冲时间相对较短，动力公司没有现成的储库和堆场，储存时间和数量上具有很大的不确定因素。为了缓解以上出灰、出渣压力大的问题，拟对扬子热电厂灰渣的综合利用进行改造，新建灰渣存储建筑，并主要对灰渣存储建筑配套的电气、电信控制系统设计进行详细分析，从而保证建筑的安全。

2 电气工程

2.1 设计范围

（1）新建煤灰渣堆场、粉煤灰钢板库（30000m3与5000m3两种规格）、中转仓、罗茨风机房动力、照明、接地设计。

（2）在除灰变电所新增低压开关柜，要求新增低压开关柜与原有开关柜并柜连接，且满足新增负荷的配电需求。

2.2 用电负荷

（1）装置用电量。该热电厂灰渣综合利用改造项目，低压负荷增加的用电量约为555.24kVA。

（2）负荷等级。该热电厂灰渣综合利用改造的重点是对灰渣存储建筑的改造。若长时间中断供电而停止灰渣输送，有可能影响装置的连续运行，继而影响其他工艺生产装置的连续运行。根据用电负荷对供电可靠性的要求及在化工安全生产过程中的重要性，并结合实际情况和工艺生产特点等因素综合考虑，将大部分用电负荷设为二级。

2.3 供电电源的选择

在除灰变电所新增低压开关柜与原有低压开关柜并柜安装中，该新增负荷配电电源引自新增低压开关柜；低压开关柜进线电源引自除灰变电所原有变压器；新增负荷就近引自新增低压开关柜。在罗茨风机房二层设置电气机柜间，电气机柜间设置2套配电柜，分别用于粉煤灰钢板库系统、输送系统的配电；配电柜的电源引自除灰变电所；配电柜的设计及供货由粉煤灰钢板库系统、输送系统负责。电气机柜间设2套PLC系统，用于粉煤灰钢板库系统、输送系统的集中控制；PLC控制柜的设计及供货由粉煤灰钢板库系统、输送系统负责。PLC组成如图1所示。

图1 PLC组成图

2.4 供电方案原则

（1）中性点接地方式及系统电压等级。380/220V：交流三相四线制，TN-S接地系统，380V5%。

（3）厂区配电系统标准电压。厂区配电系统如图2所示。低压电动机（160kW以下）、低压负荷配电的设计：380V/220V，50Hz，三相，中性点直接接地。

图2 配线系统

（4）动力插座：380/220V，50Hz，三相+N，中性点直接接地。

（5）照明系统：380/220V，50Hz，三相+N，中性点直接接地。

（6）照明、常用插座及其他负荷：220V，50Hz，单相+N。

（7）低压电动机控制中心控制回路：AC220V，50Hz，单相+N。

（8）PLC及工艺重要仪表、调度电话、有线及无线通信系统：220V，50Hz，单相+N，不间断，由UPS装置供电。

（9）仪表电源：220V，50Hz，单相+N。

采用排放绩效标准作为反映火电机组发电过程中兼顾能源利用效率与污染物排放控制的综合指标，根据火电机组发电量来计算其污染物许可排放量，使所有火电企业遵循同等的环境管理要求，在大气污染物总量控制方面不仅可以有效促进火电行业的清洁化发展，还可以提高发电效率。由此，实施统一的基于产出的排放绩效标准，一方面在环境管理政策方面操作简单而公平，另一方面为火电企业提供有效的竞争机制，促进火电行业的绿色持续发展。

（10）手提安全灯：AC24V，由降压照明变压器供电。

2.5 电缆选择及敷设方式

在设计电压不大于10kV的供配电电缆线路时，采用的是铜芯交联聚乙烯绝缘铠装阻燃电缆。电缆的敷设方式设计为电缆沿桥架架空敷设，局部采用电缆沟或直埋敷设。将具有高效抗腐蚀能力的铝合金设计为电缆桥架的原始材料。为防止日光直晒，室外水平布置的多层电缆桥架最上层加盖。

2.6 照明

按照应急照明和正常照明两种供电网络分开供电的方式设计，其中两种供电方式的电压均为AC220V。

应急照明采用带蓄电池组灯具，应急时间为60min；正常照明采用照明配电箱供电方式，就近变电所低压开关柜为照明配电箱供电。

装置区宜选用防尘密闭型灯具照明，光源采用LED灯。

2.7 接地

（1）一般原则。接地系统采用TN-S系统。并且严格按照化工装置、建筑物的防雷、放电及接地规范进行设计。在设计防雷、放电、保护接地等电位连接时，应共用一个接地网；设计不同用途的接地时，共用一个总的接地装置，注意接地电阻值应符合其中最小值的要求。

（2）保护接地。低压用电设备的金属外壳采用多芯动力电缆中的一芯作为保护接地线（PE线），该保护接地线引自低压开关柜内PE母排。

（3）等电位连接。在生产装置区设置等电位连接线，同防雷、放电、保护接地等各种共用人工接地装置、自然接地体相连接构成等电位连接的接地网。在设计生产装置区内的保护接地干线、各种输送管道和类似金属部件、接地干线或总接地端子时，应做等电位连接。

3 电信工程

3.1 概述

该电信设计是为满足扬子石化分公司热电厂灰渣综合利用改造项目界区红线内各项电信系统的需求。设计内容主要包括火灾报警系统、电视监视系统及工程界区内电信线路的内容设计。

3.2 系统组成

（1）火灾报警系统。火灾报警设备设置在电厂灰渣改造新建机柜间，其报警设备均通过火灾报警系统模块箱接入就近的火灾报警系统控制器。

（2）电视监视系统。新建灰渣综合利用改造项目设置了一套独立的电视监视系统，在灰渣场内共设置了8台摄像机用于监视灰渣场的运行情况，在新建机柜间内设置了电视监视系统机柜、客户端及显示设备，新增摄像机均接入该电视监视系统设备柜。

3.3 电信线路

拟建工程界区内的电信电缆由火灾报警系统电缆、电视监视系统、电话配线组成，并且各系统电缆单独敷设、互不影响，均独立构成网络。

电信电缆或桥架敷设，或穿钢管保护敷设，对此根据现场具体情况进行设计。将室外火灾报警电缆系统沿通信管道埋地的方式敷设。

火灾报警系统电缆根据不同的终端设施，选用了耐火型屏蔽控制电缆、阻燃型计算机屏蔽电缆、铜芯双绞线等。

在设计电视监视系统电缆时，通过比较，选用了铜芯屏蔽导线、视频电（光）缆、控制电缆、电源电缆。

3.4 保护接地

电信系统中所有设备的安装支架、配线保护钢管、金属外壳、电信桥架等部件均与电气接地系统直接连接，从而确保电信各系统的安全运行，保证存储建筑的正常使用，避免发生人身伤害事故。

3.5 电信防护要求

凡是使用的电信设施，必须采用与使用环境一致的防护措施。在该工程区域使用的电信设施，其设备外壳、电路板、电源装置、设备支架，以及相应的电缆桥架、线缆保护钢管等金属件，在设计时必须与生产装置的联合接地系统直接可靠连接，从而保证灰渣存储建筑的安全使用，避免漏电事故的发生。

4 结论

文章以扬子热电厂新建灰渣存储建筑配套的电气、电信控制系统建设为工程依托，对电气、电信控制系统的设计范围、供电原则及系统组成等进行系统总结；并给出电气、电信控制系统在设计、供电时的注意事项及具体要求，为类似电气、电信系统的建设提供参考。