水泥生產(chǎn)線電氣設計布置方案

　　10000t/d熟料水泥生產(chǎn)線是我們設計的第一條萬噸級水泥生產(chǎn)線項目，業(yè)主也相當重視此工程，專門聘請了國際知名咨詢公司DCPL對本項目的設計及現(xiàn)場質(zhì)量進行控制。針對電氣專業(yè)，咨詢公司參照的是IEC標準(國際電工委員會標準)。因此在設計和工程施工上必須滿足上述標準，否則咨詢公司不會批準設計圖紙。

　　1.2高壓供電系統(tǒng)

　　高壓供電系統(tǒng)采用兩路33kV電纜進線至總降，兩臺2.5 MVA 33/6.6kV主變壓器一次側采用封閉式電纜進線，二次6.6kV側采用封閉母線橋與中壓進線柜連接。變壓器室采用半敞開式，便于變壓器的散熱，并節(jié)省了土建費用。同時變壓器一二次側均采用封閉式接線，避免了由于廠區(qū)灰塵多影響變壓器瓷瓶、母線的絕緣性能。主變壓器采用油浸自然冷卻方式(ONAN)，設計時已綜合考慮了變壓器室的朝向，現(xiàn)布置為東南朝向，僅在上午有2-3h要曬到太陽。當?shù)?月份50℃左右氣溫為年氣溫最高月份，日產(chǎn)量持續(xù)在額定產(chǎn)量10000t，主變壓器油溫最高為92℃，設置的變壓器油溫跳閘值為130℃，在環(huán)境酷熱的條件下主變壓器也無須再采用風冷方式(ONAF)。中壓柜采用KYN28中置柜，斷路器采用ABB VD4真空斷路器。微機綜合保護裝置采用施耐德Sepam系列，4200 kW生料磨磨主電機及5000kW循環(huán)風機采用Sepam M87電機差動保護裝置。

　　1.3水泥生產(chǎn)線低壓供電系統(tǒng)

　　各電氣室電源均由總降引來，電氣室配電變壓器油采用耐高溫油油浸自然冷卻方式(ONAN)，變壓器室同樣采用半敞開式。在8月全線達到產(chǎn)量額定情況下，沒有一臺變壓器因為油溫高報警。低壓配電柜(MCC馬達控制中心)采用抽屜式，便于設備的維護與調(diào)試。MCC柜采用3P+PE(3相銅母排+PE銅母排)方式給電動機及其他3相用電負荷(就地控制箱、照明電源、輔助電源)配電，避免了以往工程中零(N線)地(PE線)的混亂狀況。照明電源及輔助電源(儀表電源等)采用獨立的干式變壓器進行配電，避免由于大功率電機啟動對照明電源及輔助電源的干擾，同時便于分別考核生產(chǎn)設備與照明設備的電耗。

　　應急電源考慮有1l00kW的柴油發(fā)電機，提供窯輔傳、高溫風機輔傳、蓖冷機高溫段3臺冷卻風機、燃燒器應急風機、照明等應急負荷在全廠停電故障J清況下的應急電源，確保設備安全。在2007年6月一次當?shù)貐^(qū)域變電站故障造成全廠停電，柴油發(fā)電機在短時間內(nèi)啟動起來，所有應急設備均運轉，在緊急情況下確保了設備的安全。每個電氣室PLC柜及中控室DCS操作系統(tǒng)均提供有UPS電源(不間斷電源)。每個電氣室的照明電源都從不同配電變壓器電源引有聯(lián)絡電源，作為本電氣室配電變壓器故障時的事故照明電源。

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　　1.4 控制系統(tǒng)

　　本項目的DCS(集散控制系統(tǒng))自動控制系統(tǒng)采用西門子PCS7，CPU采用S7-400，DCS網(wǎng)絡采用環(huán)網(wǎng)。在中控室設有4個操作站，一個工程師站，兩個服務器(雙冗余);各電氣室設現(xiàn)場站(現(xiàn)場PLC柜)，內(nèi)設CPU、通訊模塊、電源模塊、I/O模塊。

　　電機控制采用中控優(yōu)先方式，所有控制信號進PLC柜(包括現(xiàn)場啟/停按鈕信號)，設備的啟停均由中控控制，這樣即使是現(xiàn)場單機啟動設備都可以實現(xiàn)設備的保護連鎖，中控對設備無論在現(xiàn)場啟動還是中控啟動的狀態(tài)都一目了然。采用中控優(yōu)先方式相關費用會有增加(電纜、模塊等費用)，但提高了設備運行的自動化程度。

　　自動化儀表中的溫度、壓力變送器、料位計、料位開關均采用西門子系列產(chǎn)品，針對固體料位(配料庫、均化庫等)采用雷達式料位計，針對液體水位儀(循環(huán)水池等)采用超聲波式水位儀。預熱器氣體分析儀采用西克麥哈克產(chǎn)品(兩個高溫氣體分析儀用在煙室及分解爐、兩個低溫氣體分析儀用在C1筒出口)。由于窯三次風管布置在窯筒體正上方，因此窯筒體3個墩子兩側都有鋼結構支架，妨礙了窯筒體掃描儀的工作。為了能完整地監(jiān)視全窯筒體溫度，我們采用了兩個窯筒體掃描儀相互對三個支架的陰影部分進行補償，使得操作員在中控室能在沒有陰影的情況下觀察全窯體表面真實溫度，這對于窯的保護相當重要。窯頭罩及蓖冷機采用了帶溫度測量功能的高溫工業(yè)電視，操作員在中控室監(jiān)視畫面的同時，也能分辨出不同火焰區(qū)的溫度情況，有利于更好地操控水泥熟料生產(chǎn)。

　　2.設備安裝及調(diào)試

　　電氣設備的安裝調(diào)試包括電氣設備的檢查安裝、電纜敷設及檢查連接、相關電氣設備試驗。電氣設備安裝根據(jù)規(guī)范要求進行施工。在設備安裝及調(diào)試中，我們積極與業(yè)主和咨詢公司溝通，對于他們在檢查現(xiàn)場中提出的各種要求，只要是合理的，我們都會積極響應。

　　2.1電氣設備的檢查安裝

　　所有電氣設備(高低玉配電柜、變壓器、PLC柜等)在安裝前均要求進行外觀檢查，同時作好盤柜(變壓器)基礎的安裝記錄，校驗基礎的水平度及不直度(要求<lmm/m)，然后進行設備安裝并作好盤柜(變壓器)的安裝記錄，檢查盤柜的垂直度、水平偏差、盤間間隙等。

　　2.2電統(tǒng)教設及檢查連接

　　現(xiàn)場照明線路主回路基本都采用電纜，只是在主回路至燈具段采用常規(guī)的BV電線，這樣既使照明線路敷設在橋架中美觀，又使線路在高溫環(huán)境中不易老化。電纜連接至電機及現(xiàn)場控制箱均使用與電纜規(guī)格配套的鎖緊頭，完成對電纜的固定及設備的密封，這樣的安裝方式比較安全，現(xiàn)場看起來也非常整齊。國內(nèi)一般未采取這種方式，因此現(xiàn)場對電機接線盒及現(xiàn)場控制箱作了大量改造。

　　2.3調(diào)試

　　中壓柜微機綜合保護裝置Sepam在以往工程設計中采用過，但沒有在現(xiàn)場調(diào)試使用過。經(jīng)過大家對設備及資料的大量研究，工程師熟練掌握了Sepam的保護設定及調(diào)試，能夠根據(jù)設備要求完成各項試驗(包括相過流、速斷、零序動作的電流試驗，變壓器保護溫度、壓力、瓦斯在Sepam上信號校驗等)，同時能夠根據(jù)現(xiàn)場跳閘信息及時分析出故障原因。例如2號生料磨主電機(P=4200kW，Ie=423A)在今年2月由于其他原因更換了電機側差動保護用電流互感器，此后磨機啟動時經(jīng)常報差動故障跳閘，但只要啟動起來后就沒有問題。當時根據(jù)這個現(xiàn)象對主電機、液體啟動柜、電纜均進行了檢查，一直沒有查出故障原因。后來在查對灰鉀叨故障信息記錄時發(fā)現(xiàn):差動故障總在啟動2-3s時間內(nèi)報警;故障相不固定，有時A相，有時B相。根據(jù)此信息我們判定肯定是更換的電流互感器有問題，檢查時果然發(fā)現(xiàn)電流互感器的級次在訂貨時被弄錯，造成設備在啟動瞬間啟動電流在824A左右時電機側及中壓柜側差動保護用電流互感器磁飽和度不一樣，從而產(chǎn)生差動電流。