某湿法冶金生产车间低压配电系统设计改进.pdf

4 2 有色冶金节能 口电力 节能 ’ 。 ‘ 奇‘ 夺 ‘ 夺 ’ 夺 ‘ 夺 ’ ． { 电力节能 ； 。 ． ． 々 ． 夺 ． 牵 ． 々． 々 ． 々． 夺 ． K 某 湿 法 冶 金 生 产 车 间 低 压 配 电 系 统 设 计 改 进 周 栋 梁 白银有色非金属材料有限公司， 甘 肃 白银 7 3 0 9 0 0 [ 摘 要 ] 针对 某湿法冶金生产车间低压配 电系统的现状 ， 制定 了根据生产环境选 择电缆桥 架等常规 电气设备 及 材料 、 利用原有梁柱 等结构件作 为电缆桥架 支撑 的设 计改 进方案 ， 通过灵活应用规范 ， 解决了生产实际问题。 [ 关键词 ] 设备腐蚀 ； 电力 电缆 ； 低 压配电系统 ；电缆桥架 [ 中图分类号 ]T M2 6 6 ． 2 [ 文献标志码]B [ 文章编号 ]1 0 0 8 5 1 2 2 2 0 1 4 0 6 0 0 4 2 0 3 I m p r o v e me n t De s i g n o f Lo w- v o l t a g e Di s t r i b ut i o n S y s t e m i n a Hy d r o me t a l l u r g i c a l Pr o d u c t i o n W o r k s h o p ZHOU Do n g l i a ng Abs t r a c t Ai m a t t h e e x i s t i n g c i r c u ms t a n c e s o f l o w v o l t a g e d i s t r i b u t i o n s y s t e m i n a h y d r o me t a l l u r g i c a l p r o d u c t i o n wo r k s h o p，a n i mp r o v e me n t d e s i g n i s d e v e l o p e d b y s e l e c t i n g c a b l e t r a y a n d o t h e r c o n v e n t i o n a l e l e c t r i c a l e q u i p me n t a n d ma t e r i a l s i n a c c o r da n c e wi t h t he pr o d u c t i o n e n v i r o n me n t ，a n d u s i ng t h e o r i g i n a l b e a ms a n d o t h e r s t r u c t u r a l pa r t s a s c a b l e s u p p o r t ，a n d t h r o ug h t h e f l e x i b l e a p p l i c a t i o n o f n o r ms t o s o l v e t h e e x i s t e d pr o b l e ms i n p r o d u c t i o n． Ke y wo r dse q u i p me n t c o r r o s i o n；e l e c t r i c c a bl e；l o w v o l t a g e d i s t r i bu t i o n s y s t e m ；c a b l e t r a y 1 某湿法冶金生产车间原供 电系统概况 1 ． 1原 供 电系统 设计 1 供 电方 式 低 压 配 电主 要 采 用 一 级 放 射 式 配 电方 式 ； 部分 小容 量 的用 电负荷 采用链 式 配 电 、 现 场设配 电箱 的方 式配 电 ， 车间 内设 内附式 变配 电室 。 2 线 路敷设 中压 电源 自厂 区 配 电室 ， 由室 外 电缆桥 架 沿厂 区原有 桁架 架空 敷设 至 内附式 变 电所 外墙后 ， 利用电缆支架引入室 内， 经 电缆支架上绝缘 子引 至变 压器一 次侧 母线 。配 电电缆沿 配 电室 内电 缆沟 敷设 ， 引 出配 电室 沿 电 缆 桥架 C T 敷设 ， 出桥 架 的电缆 穿钢 管保 护后 ， 沿钢 楼板 、 柱 明设 C L E 敷 [ 收稿 日期 ]2 0 1 4 0 41 6 [ 作者简 介]周栋梁 1 9 6 8 一 ， 男 ， 甘肃榆 中人 ， 大学 本 科 ， 电气 工程师 ， 主要从事 电气技术管理工作 。 设至设 备 。 电缆穿钢 管 到配 电箱 时局部 穿金 属 电线 保 护 套管 ， 金属 电线 保 护 套 管 和钢 管 采 用 金 属 电线 保护 套管 的标 准连 接器 连接 。 1 ． 2原供 电 系统存在 的 主要 问题 原供 电系统是 1 9 9 6年在 原 基 础 上 进 行 局 部 改 造而成 ， 多年来受药剂腐蚀的影响 ， 很多设施和设备 元器 件存 在不 同程 度 的破 损 ， 多数 已无 法 使 用 。二 级配电柜 、 按钮控制盘电缆桥架 、 动力 电缆 、 控制 电 缆多年来没有进行过大修 ， 安全性能极差 ， 现有的设 备设施 已到了大修高峰期 ， 近年来故障频发 ， 如不及 时改造 ， 将严 重影 响生 产 和技术 指标 的完成 ， 同时高 故障率也增加了维修人员的劳动强度 。 车 间供 配 电系 统 近年 来 故 障频 发 ， 已严 重 影 响 产量和技术指标的完成 ， 影 响安全生产。2 0 1 0年 8 月由于厂房漏雨 曾造成 系统全部停车长达 1 4 h ； 因 系统低 压室 电缆 老化 ， 电缆 沟 内电缆 敷设 密度 过大 ， 2 0 1 4年 l 2月第 6期 某湿法冶金生产车间低压配 电系统设计改进周栋梁 4 3 导致电缆散热不 良， 绝缘受损后短路着火 ， 造成系统 2 0 0 5～ 2 0 1 2年 非计 划 停 车 1 0 0 h 。通 过对 车 间低 压 配 电系统 调查 ， 存 在 的主要 问题 为 1 设备 装 备 水 平 低 ， 属 于 高 耗 能 设 备 且 维修 备件成本高 。 2 设 备元件 老 化 ， 电缆 绝 缘 部分 破 损 ， 故 障频 发 。 3 电器元 件过 时 ， 采 购 困难 。 4 电缆桥架腐蚀非常严重 ， 大多地方都 已坍 塌 ， 动力电缆及控制电缆现用皮带或绑线绑扎悬挂 ， 还有 部分 电缆 被结 成 硬 块 的矿 浆 埋住 ， 部分 损坏 的 电缆桥架拆除后 ， 电缆只靠焊接的角铁悬挂， 漏 电现 象 时有 发生 ， 易造 成 岗位人 员触 电 ， 无 法保 证职 工 的 安 全 。 5 低压 配 电室低 压 进 线柜 、 母 联 柜 、 电容 补偿 柜 采用 的 D W1 0 2 5 0 0 ／ 3型 框 架 式 断路 器 属 于 淘 汰 产 品 ， 电动 操作 机构 损 坏 ， 保 护 功 能 不 完 善 ， 备 件 无 法采 购 。 6 同步电动机励磁柜故障率 高， 调试 困难 ， 对 生产影 响 大 。 2 改造方 案 为 了确 保 车 间设 施 的稳定 运 行 ， 对 以上设 施 进 行大修 ， 具体改造内容为 1 现有 二 级 配 电方 式 不 做 变 动 ， 更 换 二 级 配 电箱共 3 8面 。 2 电缆 及 桥 架 全 部 拆 除更 换 ， 电缆 桥 架 利 用 原有梁 、 柱 、 墙体作为基础支撑 ， 选用槽钢做立柱， 托 臂用角钢制作 ， 焊接在立柱上。 3 按钮 控制 盘全 部 拆 除 ， 更换 为按 钮 控 制 箱 ， 并 采用 槽钢 焊接 成 门形支 架 。 3 桥架选择 3 ． 1材质 选择 车间作 业 环境 为强腐 蚀性 ， 故 采用 玻璃 钢桥 架 。 玻 璃 钢桥架 由玻 璃纤 维增 强 塑料 和阻燃 剂及 其它 材 料 组 成 ， 通 过 复合模 压 料 加 夹 不 锈 钢 屏蔽 网压 制 而 成。由于所选材料具有较低的导热系数及含阻燃剂 使产品不仅具有耐火隔热性 、 自熄性 ， 而且具有很高 的 耐腐蚀 性 ， 同时还 具 有强度 高 、 重量 轻 、 结 构合 理 、 造 价低 、 寿 命 长 、 防 腐性 强 、 施 工 简单 、 配 线灵 活 、 安 装标准等优点， 本生产作业区选用此桥架符合使用 环 境要求 。 3 ． 2桥 架宽 度选择 民用建筑电气设计规范 规定 ， 根据 电缆截面 技 术参 数选 择桥 架 宽 度及 高 度 ， 所 选 电缆 参 数 如 表 1 因 电缆 在 桥 架 上 并 排 敷 设 ， 会 降 低 电缆 的 载 流 量 ， 按设计规范 ， 选择电缆 时， 载流量 比设备需求电 流 提高 了 2 0 ％ 。 表 1电缆参数 桥 架 宽度 b n 1 d l 1 n 2 d 2 k 2 n 3 d 3 后 3 ⋯ ⋯ 1 d 。 ， d ， d ， d ， ⋯为 电缆直 径 ； n ， n ， n ， ， n ， ⋯为相 应 电缆直径 的根数 ； k ， ， k ， ， k ， ⋯为相应 电缆 间距 。 代人表 1 数据 ， 得 b n l d 1 1 n 2 d 2 k 2 n 3 d 3 3 ⋯ ⋯ 7 6 26 2 ／ 4十1 X 3 9 ． 4 23 9 ． 4 2 ／ 42 1 X 1 5 ． 2 81 5 ． 2 8 ／ 4 2 1 9 ． 3 91 9 ． 3 9 ／ 4 1 2 2 ． 5 42 2 ． 5 4 ／ 41 1 X 2 4 ． 3 9 2 4 ． 3 9 ／ 4 3 1 5 ． 2 81 5 ． 2 8 ／ 4 1 4 6 2 m m 选 择宽 度 4 0 0 m m， 高度 1 5 0 m m 的桥 架 ， 每个 桥 架 摆放 两 层 电 缆 ， 安装 两 层 桥 架 ， 可 摆放 宽 度 1 6 0 0 mm， 大于 1 4 6 2 mm， 满 足需 求 。 两层桥 架 的总横 截 面积 s4 0 01 5 0 X 2 1 2 0 0 0 0 m m 。 电缆 的总 截面积 n l 1n 2 2十凡 3 X 3⋯ ⋯ 2 n ， ， n 为相 应 电缆 直径 的根数 。 s 。 ， s ， s ， ⋯为相应电缆的截面积。 代入表 1数据 ， 则 s 7 3 ． 1 4 6 2 ／ 2 3 ． 1 4 X 3 9 ． 4 2 ／ 2 2 13 ． 1 4 X 1 5 ． 2 8 ／ 2 23 ． 1 4 1 9 ． 3 9 ／ 2 3 ． 1 4 2 2 ． 5 4 ／ 2 1 1 X 3 ． 1 4 2 4 ． 3 9 ／ 2 33 ． 1 4 1 5 ． 2 8 ／ 2 3 2 8 6 7 mm 4 4 有色冶金节能 口电力节能 所 选 电缆 桥 架 的 填 充率 为 s ／ s 3 2 8 6 7 ／ 1 2 0 0 0 0 2 7． 3 9％ 为了满足 电力 电缆敷设在桥架上的散热需求， 按设计 规 范 ， 电缆 桥 架 的填 充 率 要 小 于 4 0 ％ ， 所 选 电缆 桥架 也满 足敷设 电缆 的散 热需 求 。 3 ． 3 桥 架 荷载计 算 G n l q l n 2 q 2 n 3 q 3 ／／ 4 q 4 ⋯⋯ 3 q ， q ， q 一 为 电缆每单位长的重量； ／ 7 , ， r t ， n ， ， n ， ⋯为相应 电缆直径 的根 数 。 贝 0 G 凡 l q 1 ／2 2 q 2 ／2 3 q 3 n 4 q 4⋯⋯ 7 X 1 0 ． 6 4 14． 41210． 2 62 0． 7 2 1 X 1 ． 0 7 1 11 ． 3 6 30． 3 41 02 ． 8 4 kg ／m 查桥架手册 ， 宽度 4 0 0 m m， 高度 1 5 0 m m 的桥 架 ， 不 同跨 距下 最 大允 许 均 布 h1 5 0 ， 支 撑 问距 为 2 m 时 荷载 为 2 0 1 k g ／ m 大 于 1 0 2 ． 8 4 k g ／ m， 满足 荷 载要 求 。 3 ． 4 桥架安装及注意事项 因原 有生产 车 间配置 了许 多具 有腐 蚀性 液体 的 管道 ， 安 装过程 尽 量避免 在其 下方 或上 方平行 安 装 。 当无 法避 免时 ， 间距 应 不 小 于 5 0 0 m m， 且 其 间 应 用 防腐隔板隔开。穿墙安装时 ， 采用密封装置 ， 从室 内 穿墙 至室 外时 ， 在 墙 的外侧 采 取 防雨 措 施 。与 热 力 管道 平行 架设 时 ， 热 力 管道 有 保 温 层 时 问距 不 小 于 5 0 0 m m， 无 保温 层时 不小 于 1 0 0 0 m m。 本 次改 造 桥架 安 装 方 式 主要 采 取楼 板 、 梁 下 吊 装 ， 室内墙壁 、 柱壁上的侧装 ， 水平 、 垂直敷设 。 梁下 吊装 是 在 钢 梁 上 焊 接 固 定 。支 架 间 距 2 m， 支架 及承 载 电气 设 备 的构 架 和 金 属 外 壳 均 可 靠 接地 ， 具 体安装 见 图 1 。 楼板 图 1 梁下 吊装示意圈 室 内墙壁 、 柱 壁 上 的侧 装 采 用槽 钢 膨 胀 螺 栓 固 定方式。支架 间距 2 m， 支架及 承载电气设备的构 架和金属外壳均可靠接地 ， 具体安装见图2 。 柱 。 1 0 槽钢 ， 厂 ／一 、 ≥ 赝 ● 焊接 BQJGC一 F101A 400150 一 恚 g 卜 ／ 6 3 6／ 于 一 4 4 0 2 3 0 』 6 7 0 图 2室 内墙壁 、 柱 壁侧 装示意图 4 电缆安装 因该工 程为 改造工 程 ， 土建部 分 已经施 工完 毕 ， 现场尺寸明确 ， 没有变动 的可能 ， 破损 电缆全部更 换 ， 电缆 自配 电室 电缆 沟引 出后 全部 沿桥架 敷设 ， 电 缆主要敷设于配电室电缆沟内， 见 图 3 。 图 3电缆 安 装 平 面 图 下转 第 1 2页