电气设计标准

恒丰纸业工程部电气设计标准

审核：

编制：许志强

李天龙

第一章：负荷计算

计算负荷是按发热条件选择电气设备及导体的重要依据。它是通过统计、计算求出来的。电气计算负荷方法有需要系数法、二项式法、利用系数法。由于造纸用电设备台数较多且各台用电设备的容量相差不十分悬殊，因此适合用需要系数法。

需要系数法计算公式： 有功计算负荷：Pj=Kd*Pe 无功计算负荷：Qj=P*tg Φ 视在计算负荷：Sj=22Q P 下表为造纸车间打浆工段计算负荷表（一）：

此表可以求出造纸车间各工段供电系统的计算负荷。

第二章：高压系统设计标准

1．变压器的设计标准

1.1变压器容量确定：

根据造纸车间工段计算负荷及变压器的负荷率η（0.7~0.8）计算出所需变压器的容量：

S≈Sj/η

如第一章表中所示：计算负荷Sj =1500，我们要求变压器的负载率为0.75那么计算出的变压器的容量为：S=Sj/η=1500/0.75=2000KV A

1.2技术数据：

1.2.1变压器的使用条件

1.1.环境温度：-40?C-+40?C

1.2.环境年平均相对湿度：71-76%

1.3.海拔高度：227m

1.4.电源电压： 6.3KV

1.5.频率： 50Hz

1.2.2.变压器的型号规格和参数

1.6.变压器型号：SCB10-2000/6.3/0.4 （目前我公司主要用环氧树脂浇注干式变压器）

1.7.额定容量： 2000KVA （根据1.1中的计算结果进行设计）

1.8.电压等级： 6.3/0.4KV

1.9.绝缘等级： H级

1.10.相数：三相

1.11.分接范围：±2?

2.5%

1.1

2.连接组标号：Dyn11

1.13.阻抗电压Uk%: 6%

1.14.外壳防护等级：IP23

1.15.低压出线方式：标准电缆

1.2.3.执行标准：

GB 1094 《电力变压器》

GB 1094.11 《干式电力变压器》

GB 311.1~311.6 《高压输变电设备的绝缘配合》

GB 7328-87 《变压器和电抗器声级测量》

GB 10230-88 《有载分接开关》

GB/T 10228-2008 《干式电力变压器技术参数和要求》

GB/T 17211-1998 《干式电力变压器负载导则》

JB/T 501-91 《电力变压器试验导则》

ZBK41005-89 《6~220kV级变压器声级》

1.3.配件

1.3.1风机

变压器配有幅流式风机，具有噪音低、省电、冷却均匀、易安装的优点。

1.3.2温度控制装置

变压器配有电子式温度控制器1套，其功能为:

1）输出4路温度传感信号（含铁芯），对三组线圈和铁心的热点温度显示。

2）对风机投入运行与否进行控制（任何一路温度达到100℃风机开，温度下降到80℃风机停）。

3）过温报警（任何一路温度达120℃则送出“报警开关”接通信号）。

4）超温跳闸（任何一路温度达145℃则送出“变压器过温跳闸”回路接通信号）。

5）带标准计算机接口，(RS485)。

1.3.3 防护外壳

符合IEC529要求，防护等级IP20喷塑钢板。

1.3.4 铁芯

铁心采用优质冷轧硅钢片制造， 45°全斜接缝结构，心柱采用绝缘带绑扎。铁芯表面采用绝缘树脂密封以防潮防锈。

2．高压柜的设计标准

变压器及高压电机所用的高压柜按其额定容量设计。进线高压柜容量按所有高压设备的额定容量之和设计，这主要是因为变压器及高压电机台数较少且同时系数高，因此按其额定功率之和来求计算负荷做为设计标准。这样整个车间高压系统的设备容量就确定下来。

2.1．技术要求

高压开关柜必须满足的技术条件：

（1）高压开关柜的额定电压：7.2kV （用于变压器及进线柜）

（2）F-C柜的额定电压： 7.2KV （高压电机）

（3）高压开关柜的额定频率：50Hz

（4）温升：主回路在额定电流和额定频率下的温升除应遵守

GB763《交流高压电器在长期工作时的发热》的规定外，再作如下补充：

a.柜内各组件的温升值不得超过20k。

b.可触及的外壳和盖板的温升不得超过20K.

（5）额定短路开断电流和关合电流：

a.额定短路开断电流：31.5KA

b.额定短路关合电流（峰值）为相应额定短路开断电流的2.5倍。

（6）额定热稳定电流：31.5KA

（7）额定动稳定电流（峰值）为额定热稳定电流的2.5倍。

（8）额定热稳定时间：4S

（9）分、合闸机械和辅助回路的额定电压：直流220V

（10）额定绝缘水平：

高压开关柜额定绝缘水平应符合下表规定：

单位：kV

（12）高压开关柜的结构应保证工作人员的安全和便于运行、维护、检查、监视、检修和试验。

（13）高压开关柜中各组件及其导体的连接处，还应考虑在夏季高温期间是否会超过有关标准规定的使用温度。（14）对组（部）件的要求：

a.同型产品内额定值和结构相同的组件应能互换。

b.装于高压开关柜上的各组件，应符合各自的技术标准。

（15）防护等级和内部故障：

a.防污要求

爬电距离：瓷质：不小于210mm

有机质：不小于230mm

b.防护等级: IP4X

c.对于内部故障，应满足下列要求：

应采取防止人为造成内部故障的措施，加装防止误操作闭锁装置。还应考虑到由于内部组件的故障引起隔室过压及压力释放装置喷出的影响。

2.2．板材：

开关柜板材标准：2MM敷铝锌板。

2.3．颜色：

浅驼皱。静电喷涂。

2.4．主要元件设计标准

为保证高压电气设备的稳定运行，必须同时满足高压系统在正常条件下及短路故障条件下的工作条件。国此在选择高压电器设备时，应按正常条件下的选择，按短路条件校验。

A．断路器：按正常条件下的电压、电流、断流容量来进行选择。校验动稳定、热稳定。

B．接触器：同上

C．电流互感器：按正常条件下的电压、电流进行选择。校验动稳定、热稳定。

电压互感器：按正常条件下的电压进行选择

D．避雷器带计数器：

E．综合保护器：

F．继电器、按钮、指示灯等元件：

G．I/O模块：

2.5．高压配电室及变压器室的要求

（1）高压配电室宜设不能开启的自然采光窗，窗台距室外地坪不宜低于1.8米；

（2）变压器室、配电室、电容器室的门应向外开启。相邻配电室之间有门时，此门应能双向开启，或向低压方向开启；

（3）长度大于7米的配电室应设两个出口，并宜布置在配电室的两端，长度大于60米时，宜增加一个出口；

（4）配电所、变电所的电缆夹层、电缆沟和电缆室，应采取防水、排水措施；

（5）在采暖地区，控制室应采暖，采暖计算温度为18度，控制室内和配电装置室内的采暖装置，宜采用钢管焊接，且不应有法兰、螺纹接头和阀门等；

（6）变压器室、电容器室、配电装置室、控制室内不应有与其无关的管道，明敷线路通过；

（7）当高压开关柜的数量为6台及以下时，可与低压配电屏设置在同一房间内；

（8）落地式配电箱的底部宜抬高，室内宜高出地面50mm以上，室外应高出地面200mm以上，底座周围应采取封闭措施，并应能防止蛇鼠类小动物进入；

（9）变压器室各种通道的最小宽度：（见下表）

（10）高压开关柜通道最小宽度：（见下表）

第三章：低压系统设计标准1.MCC低压柜设计标准

1技术要求：

1.1设计基础资料

供电电源 400V，AC，50Hz

环境温度 -100C - +400C

年平均相对湿度 71-76%

海拔高度 227m

地震烈度 6

1.2标准和规范

低压电气元件：GB 、IEC 60947

配电系统：GB 、IEC 439

JB/ZQ4286 包装通用技术要求

GB4720 电控设备第一部分低压电器电控设备

GB7251 低压成套开关设备

GBJ55 工业与民用通用设备电力装置设计规范

GB/T14048.1-93 《低压开关设备和控制设备总则》

GB7947-87 《绝缘导体和裸导体的颜色标志》

IEC/EN60439-1

EN61000-4-4 电磁兼容性

IEC61131-3 编程系统国际标准

1.3低压配电柜布置要求

成排布置的配电屏，其屏前屏后的通道最小宽度应符合下表中的要求：单位(m)

（1）受限制时是指受到建筑平面的限制，通道内有柱等局部突出的物限制。

（2）屏后操作通道是指需要在屏后操作运行的开关设备的通道。

2．主要电气元件与导体的选择

2.1.用电设备电压偏差允许范围：

正常运行情况下，用电设备端子处电压偏差允许值宜符合下列要求：

A．电动机为±5%额定电压。

B.照明：在一般工作场所为±5%额定电压，对于远离变电所的小面积一般工作场所，难以满足上述要求时，可为

+5%——-10%额定电压；应急照明，道路照明和警卫照明等为+5%——-10%额定电压。

C.其他设备无特殊规定时为±5%额定电压。

2.2.低压配电设计所选用的电器，应符合下列要求：

A．电器额定电压与回路标称电压相适应。

B.电器的额定电流不应小于所在回路的计算电流。

C.电器的额定频率与所在回路的频率相适应。

D.电器应适应所在场所的环境条件。

E．电器应满足短路条件下的动稳定与热稳定的要求，用于断开短路电流的电器，应满足短路条件下的通断能力。

F.接地故障保护：

当配电线路过长，接地故障电流Id 较小，短路保护电器往往难以满足接地故障保护灵敏性的要求，可采取以下措施：

1. 提高接地故障电流值：1)选用D,Yn11接线组别变压器；2)加大相导体及保护接地导体截面。3)改变线路结

构。

2. 采用带短延时过电流脱扣器的断路器。采用熔断器或断路器的瞬时过电流脱扣器不能满足接地故障要求时，

则可采用带短延时过电流脱扣器的断路器作接地故障保护，其短延时过电流脱扣器整定电流值Iset2应负荷下式要求：Id ≥1.3Iset2

3. 采用带接地故障保护的断路器：零序电流保护和剩余电流保护

2.3导体的选择：

A ．导体的类型应按敷设方式及环境条件选择，绝缘导体除满足上述条件外，尚应符合工作电压的要求。 B.选择导体截面，应符合下列要求：

①线路电压损失应满足用电设备正常工作及起动时端电压的要求。 ②按敷设方式确定的导体载流量，不应小于计算电流。 ③导体应满足动稳定与热稳定的要求。 ④导体最小截面应满足机械强度的要求。

C.导体允许载流量，应根据敷设处的环境温度进行校正，温度校正系数可按下式计算： 2

10

1t t t t K --=

K-----温度校正系数

1t ----导体最高允许工作温度（℃）

0t ----敷设处的环境温度（℃）

2t ----导体载流量标准中所采用的环境温度（℃）

D.在三相四线制配电系统中，中性线的允许载流量不应小于线路中最大不平衡负荷电流，且应计入谐波电流的

影响。

E.以气体放电灯为主要负荷回路中，中性线截面不应小于相线截面。

F ．采用单芯导线作保护中性线（以下简称PEN 线）干线，当截面为铜材时，不应小于10mm 2

；当为铝材时，不

应小于16mm 2

；采用多芯电缆的芯线作PEN 干线时，其截面不应小于4mm 2

。

G.当保护线（以下简称PE 线）所用材质与相线相同时，PE 线最小截面应符合下表规定：

H.PE线采用单芯绝缘导线时，按机械强度要求，其截面不应小于下列数值：

无机械性的保护是为4 mm2

有机械性的保护是为2.5 mm2

I.装置外可导电部分严禁用作PEN线。

J.裸导体（矩形母线）长期允许载流量：

矩形母线载流量计算公式：

40℃时的铜排载流量=排宽*厚度系数

厚度系数为：

双层铜排40℃=（1.56-1.58）*单层铜排40℃

三层铜排40℃=2*单层铜排40℃

四层铜排40℃=2.5*单层铜排40℃

铜排40℃=铜排25℃*0.85

铝排40℃=铜排40℃/1.3 K.常用电缆载流量表(1KV) 见下表:

3．配电线路的保护

A.短路保护

①配电线路的短路保护，应在短路电流对导体和连接件产生热作用和机械作用造成危害之前切断短路电流。 ②绝缘导体的热稳定校验：（截面校验） 当短路持续时间不大于5s 时： t K

I

S ≥

S---绝缘导体线芯截面 I---短路电流有效值

t---在已到达允许最高持续工作温度的导体内短路电流持续作用时间。 K---不同绝缘的计算系数 不同绝缘的K 值

当短路持续时间小于0.1S 时，应计入短路电流非周期分量的影响，大于5S 时应计入散热的影响。 ③当保护电器为符合《低压断路器》（JB1284-85）的低压断路器时，短路电流不应小于低压断路器瞬时或短延

时过电流脱扣器整定电流的1.3倍。

B.过负载保护

过负载保护电器的动作特性应同时满足下列条件：

Z

Z N B I I I I I 45.12≤≤≤

B I ----线路计算负载电流

N I ----熔断器熔体额定电流或断路器额定电流或整定电流 Z I ----导体允许持续载流量

2I ----保证保护电器可靠动作的电流。当保护电器为低压断路器时，2I 为约定时间内的约定动作电流；当

为熔断器时，2I 为约定时间内的约定熔断电流；

注：按上面2个公式校验过负载保护电器的动作特性，当采用符合《低压断路器》（JB1284-85）的低压

断路器时，延时脱扣器整定电流（N I ）与导体允许持续载流量（Z I ）的比值不应大于1.

3．电气附件

3.1抽屉柜内的转接件、插接件应选择质量好的产品。

3.2信号灯一律为发光二极管LED，外壳所采用材料应保证在灯泡长期工作时不会软化损坏。

3.3 开关板上电流表和电压表应为电磁式仪表，嵌入式安装，指针量程具有90°偏转角，精度为0.5级。

3.4 接线端子采用菲尼克斯凤凰弹簧接线端子以保证运输过程中不掉线。

4.母排

母排材质应是纯紫铜，开关柜母排之间为空气绝缘，母排接头应镀锡处理，母排上应有相序识别的标志。

5.柜体颜色

柜体颜色由需方指定。

第四章：配电线路敷设及桥架

1.配电线路敷设应符合下列条件

①符合场所环境的特征

②符合建筑物和构筑物的特征

③人与布线之间可接近的程度

④由于短路可能出现的机电应力

⑤在安装期间或允许中布线可能遭受的其他应力和导线的自重

2.线路安全距离

①绝缘导线直敷布线应采用护套绝缘导线，其截面不宜大于6 mm2，布线的固定点间距，不应大于300mm。

②绝缘导线至地面的最小距离应符合下表规定：

当导线垂直敷设至地面低压1.8m时，应穿管保护。

③电线管与热水管、蒸汽管同侧敷设时，应敷设在热水管、蒸汽管的下面。当有困难时，可敷设在其上面，其相互间

净距不易小于下列数值：

当电线管敷设在热水管的下面时为0.2m，在上面时为0.3m。

当电线管敷设在蒸汽管的下面时为0.5m，在上面时为1m。

当不能符合上述要求时，应采取隔热措施。对有保温措施的蒸汽管，上下净距均可减至0.2m。

电线管与其他管道的平行净距不应小于0.1m，当与水管同侧敷设时，宜敷设在水管上面。

3.钢索布线

①钢索布线所采用的铁线和钢绞线的截面，应根据跨距、荷重和机械强度选择，其最小截面不易小于10 mm2，中间

支持点的间距不应大于12m。

②在钢索上吊装金属管或塑料管布线时，应符合下列要求：

支持点最大间距符合下表要求：

③钢索上吊装护套线绝缘导线布线时，应符合下列要求：采用铝卡子直敷在钢索上，其支持点间距不应大于500mm，

卡子距离接线盒不应大于100mm；采用橡胶和塑料护套绝缘线时，接线盒应采用塑料制品。

④钢索上电缆布线吊装时，电力电缆固定点的间距不应大于0.75m，控制电缆固定点的间距不应大于0.6m；

4.电缆敷设

①无铠装电缆在屋内明敷，当水平敷设时，其至地面的距离不应小于2.5m，当垂直敷设时，其至地面的距离不应小

于1.8m。当不能满足上述要求时应有防止电缆机械损伤的措施；当明敷在配电室、电机室、设备层等专用房间内时，不受此限制。

②相同电压的电缆并列明敷时，电缆的净距不应小于35mm，且不应小于电缆外径；当在桥架、托盘和线槽内敷设时，

不受此限制；1KV以下电缆及控制电缆与1KV以上的电力电缆宜分开敷设，当并列敷设时，其净距不应小于150mm。

③电缆在屋外直接埋地敷设的深度不应小于700mm，当直埋在农田时，不应小于1m。应在电缆上下各均匀铺设细沙

层，其厚度宜为100mm，在细沙层上覆盖混凝土保护板等保护层，保护层宽度应超出电缆两侧各50mm，在寒冷地区，电缆应埋设于冻土层下。当受条件限制不能深埋时，可增加细沙层的厚度，在电缆上方和下方各增加的厚度不易小于200mm。

④电缆在电缆沟和隧道内敷设时，其支架层间垂直距离和通道宽度的最小净距应符合下表：

5.桥架部分

5.1桥架用板材允许最小厚度：（mm）(桥架用钢材规格为Q235A钢)

5.2桥架型式及品种的选择

①需屏蔽电气干扰的电缆回路，或有防护外部影响如油、腐蚀性气体、液体、易燃粉尘等环境的要求时，需选用

有盖槽式桥架。

②在易积灰和其他需遮盖的环境或户外场所，槽式和梯式桥架宜带有盖板。

③在公共通道或户外跨越道路段，底层桥架的底部宜加垫板或在该段使用槽式。

④当低压动力电缆与控制电缆在同一个槽式或梯式桥架时，相互间宜设置隔板。在伸缩缝处应配置伸缩缝连接板。

5.3桥架规格的选择

电缆在桥架内的填充率应不超过国家现行有关标准的规定值：动力电缆取40%--50%，控制电缆可取50%---70%，且宜预留10%---25%的工程发展裕量。

5.3桥架支吊架配置

①垂直单层布置时，支架间距不应大于1m。

垂直多层布置时，支架间距不应大于0.5m。

②多层水平布置中心距为200、250、300、350mm。

③户内支吊架短跨距一般取1.5-3m

户外立柱中跨距一般取6m

④直线段每隔50m应预留伸缩缝20-30mm

5.4桥架接地

桥架系统应具有可靠的电气连接并接地，允许利用桥架系统构成接地干线回路时应符合下列要求：

①桥架端部之间连接处的接触电阻应不大于0.00033欧姆，接地孔应清除绝缘涂层。

②在伸缩缝或连续铰接处应采用编织铜线连接，截面不小于6 mm2

③沿桥架全长另敷设接地干线时，每段最少应有一点与接地干线可靠连接。

④接地部位连接处的螺栓应配置弹簧垫圈。

5.5需注意的问题

①直线段注明全长、层数、标高、型号及规格。

②拐弯点、分支点注明转变接板的型号规格。

③升降段注明标高变化，也可用局部大样图或剖面图表示。

⑤电缆桥架应高出地面2.2m以上，顶部距顶棚或其他障碍物不应小于0.3m，宽度不小于0.1m。

⑥注意与其他管线位置冲突（水暖、消防、工艺）。

⑦不同电压、不同用途电缆不易敷设在同一层桥架内：

1KV以上和1KV以下的电缆

同一路径向一级负荷供电的双回路电缆

应急照明和其他照明的电缆

电力、控制和电信、通信电缆

VV与YJV等不同类型的电缆