水泥工厂电气设计规范.docx

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水泥工厂电气设计规范

8电气及自动化

8.1一般规定

8.1.1电气及自动化设计必须满足生产工艺的要求，满足节能、降耗、保护环境和保障人身安全的要求，做到运行可靠、操作灵活、布置紧凑、维护管理方便。

8.1.2必须采取有效的防尘、绝缘等措施，减轻或防止粉尘对电器及仪表装置的危害。

8.1.3设计中应选用安全可靠、技术先进、经济实用及节能的成套设备和定型产品，严禁选用淘汰产品。

8.2供配电

8.2.1供电范围应包括厂区、石灰石矿山、其他原料矿山、码头、水源地及水处理厂、居住区等。

必须从全局出发、统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，确定合理的供配电方案。

8.2.2电力负荷分级应符合下列规定：

1一级负荷：

窑的辅助传动及润滑装置；高温风机的辅助传动及润滑装置；篦冷机的一室风机；磨机的高压油泵；中央控制室

重要设备电源；循环水泵房；无高位水池及消防时必须供水的消防水泵；重要或危险场所的应急照明；工艺要求的其他重要设备等。

2二级负荷：

主要生产流程用电设备；重要场所的照明及通讯设备等。

3三级负荷：

不属于一级和二级负荷者。

8.2.3供电电源应根据工厂规模、供电距离、工厂发展规划、当地电网现状和发展规划等条件，经过技术经济比较后确定，并应符合下列规定：

1根据当前我国供电情况及尽可能降低投资的要求，当供电电源为专用供电回路，且工厂附近又无其他电源时，宜采用单电源加柴油发电机供电方案。

2条件允许时，供电电源宜采用双电源双回路供电方案。

3当受到条件限制，不能取得双电源供电时，可采用一路工作电源和一路备用电源，或者一路工作电源和一路保安电源的供电方案。

4当供电电源（区域变电站）设在工厂边缘时，可结合用电负荷情况，采用多回路直接向工厂内负荷中心（配电站）及配电点的供电方案。

5不同规模工厂（包括矿山）的一级负荷保安电源容量不宜小于下列规定：

1）1000t/d级规模工厂为300KW；

2）2000t/d级规模工厂为500KW；

3）4000t/d级规模工厂为800KW。

8.2.4供电电压宜符合下列规定：

1日产熟料1000t以上规模的工厂，宜采用电压35-110KV供电。

2日产熟料2000t及以下规模的工厂，宜采用电压6-35KV供电。

3日产熟料2000t规模的工厂经技术经济比较合理时，也可采用6-10KV电压供电。

8.2.5供电系统应符合下列要求：

1有两个主电源供电时，应采用同级电压供电，当一个主电源和一个备用电源供电，或一个主电源和一个保安电源供

电时，可采用不同等级的电压供电。

2同时供电的两个回路，每个回路宜按用电负荷的100%设计。

3供电系统应简单可靠，同一电压的配电级数不宜多于两级。

4高、低压配电宜采用放射式为主。

5只设一台变压器的变电所，或电动机控制中心之间的低压回路，宜设置联络回路。

6供电电源电压为10KV时，高压电动机应采用10KV电压等级的电动机。

8.2.6无功功率补偿应符合下列规定：

1水泥工厂功率因数应满足供电部门的要求。

2无功功率补偿，宜采用高压补偿与低压补偿相结合，集中补偿与就地补偿相结合的补偿方式。

3低压无功功率补偿宜采用自动调节装置。

4成组电容器装置载流部分（开关设备、导体等）的长期允许电流、高压电容器不应小于电容器额定电流的1.35倍，低压电容器不应小于电容器额定电流的1.5倍。

8.335～110kV总降压站

8.3.1厂区总降压站,宜采用户内型。

8.3.2总降压站站址的选择，应符合本规范第3.2.5和7.2.8条的规定。

8.3.3主变压器和主结线的设计应符合下列规定：

1主变压器的台数和容量，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量、运行方式、工艺生产线数量等因素综合确定。

2装设两台主变压器的降压站，当断开一台时，另一台主变压器的容量不应小于60%-70%的全部负荷，并应保证用户的一二级负荷。

3需要三种电压的降压站，如通过主变压器各侧线圈的功率均达到该变压器容量的15%以上时，主变压器宜采用三线圈变压器。

4电力潮流变化大和电压偏移大的总降压站内，主变压器采用普通变压器不能满足电力系统和用户对电压质量的要求时，宜采用有载调压变压器。

5总降压站的主结线，应根据降压站负荷容量、变压器台数、出线回路、供电部门的要求等条件确定。

6当总降压站进线为两回路时，宜采用桥形接线。

7当总降压站有两台主变压器时，6-10kV侧宜采用分段单母线接线。

8接在母线上的避雷器和电压互感器，可合用一组隔离开关。

9当用电负菏小于1800kVA的线路终端降压站或分支降压站（如石灰石矿山35kV降压站），如能满足电力网安全运行和继电保护的要求，高压侧可采用熔断器保护。

8.3.4总降压站的站用电源和操作电源应符合下列规定：

1站用电源宜在总降压站设一台站用变压器，从附近变电所低压侧引一专用站用备用回路。

当总降压站为双电源、双变压器时，附近又没有低压电源，可设两台容量相同互为备用的站用变压器。

2操作电源宜采用镉镍蓄电池或免维护铅酸蓄电池作为直

流电源，并具有充电、浮充电用的硅整流装置。

蓄电池容量，应满足合闸、分闸、信号和继电保护的要求。

对小型降压站、可采用弹簧储能机构合闸和分闸的全交流操作。

8.3.5总降压站的控制室和控制方式应符合下列规定：

1控制室应位于运行管理方便，电缆较短，朝向良好和便于观察主要设备的地方。

2控制室中控制屏（台）的排列布置，宜与配电装置的排列次序相对应。

3控制室的建筑，应留有工厂扩建的可能性。

4当110kV总降压站中的110kV装置由地区供电部门控制与管理时，6kV或10kV装置宜另设控制室，由厂内控制与管理；或者总降压站以6-10kV供电给车间电力室（配电站），由工厂中央控制室控制与管理。

5控制屏（台）上，应设置主要设备各回路操作控制元件，及运行监视的指示和报警声光信号的元件。

8.3.6高压配电装置应选用带安全闭锁装置及联锁装置的产品，其布置应便于设备的操作、搬运、检修和实验、并使其进出线方便。

8.46～10kV配电站及车间变电所

8.4.1电源进线为6KV或10KV的配电站，进线侧宜装设断路器，对分配电所的电源进线开关可不装设断路器，而只设隔离开关。

其高压母线宜采用单母线或单母线分段接线方式。

8.4.2车间变电所的进线侧宜装设负荷开关或隔离开关。

其低压母线，宜采用单母线或单母线分段接线方式。

8.4.36KV或10KV固定式配电装置的出线侧，在有反馈可能的出线回路或架空出线回路中，宜装设线路隔离开关。

8.4.4接在母线上的阀型避雷器和电压互感器，宜合用一组隔离开关。

车间变电所或配电站的架空进、出线的阀型避雷器回路中，可不装设隔离开关。

8.4.5变压器低压侧的总开关和母线分段开关，宜采用低压断路器。

8.4.6配电站直流操作电源，宜采用一组镉镍蓄电池或免维护铅酸蓄电池，并具有充电、浮充电的硅整流装置。

电池容量应满足合闸、分闸、信号和继电保护的要求。

8.4.7配电站的站用电源，宜引自就近的变电所低压侧配电回路，在不能取得低压电源时可另设站用变压器。

8.4.8装有两台及以上变压器的变电所，当一台变压器断开时，其余变压器容量应保证一级负荷及部分二级负荷的用电。

8.4.9变电所中单台变压器（低压为0.4KV）的容量不宜大于1600KVA。

8.4.10配电站或变电所应接近负荷中心，宜采用电缆进线；当有良好的架空条件时，也可采用架空进线。

配电站或变电所位置应使进、出线方便。

8.4.11厂区的变电所或配电站宜采用户内式。

水源地、辅助原料矿山、爆破材料库区等场所，宜采用杆

上变压器型式。

8.4.12在TN及TT系统接地型式的低压电网中，选用低压配电变压器时，宜选用"D，ynll"接线组别的三相变压器.

8.5厂区配电线路

8.5.1工厂电源输电线路的厂外部分，宜采用架空线路，其终端杆宜设在厂区边缘。

当工厂以10kV及以下电压受电时，宜用电缆引入厂区总降压站或总配电站。

当电源以35kV及以上电压受电，总降压站设在厂区边缘时，电源应从终端杆架空引入。

当总降压站设在厂区内时，电源宜用电缆从终端杆引入；当采用架空引入时，厂内部分的架空线路，必须采取防污措施。

8.5.2厂外用电的配电线路宜采用电缆引至厂区边缘，再改用架空线路敷设。

8.5.3区及10kV以下高、低压配电线路，宜全部采用电缆。

对于一些不宜采用电缆，用电负荷小，用电点分散的辅助车间，可采用架空线路配电。

8.5.4厂区电缆的敷设方式可采用电缆沟、电缆隧道、电缆桥架或电缆通廊等。

当沿同一路径敷设的电力、控制缆线数量较少（少于8根）时，可采用直埋敷设方式。

8.5.5电缆敷设应选择最短路径，并避开规划中拟发展的地方；应减少与铁路、道路、排水沟、给排水管、热力管沟和其他管沟的交叉。

8.5.6敷设电缆和计算电缆长度时，应留有一定的余量。

8.5.7电缆在电缆沟或隧道内敷设，电缆埋地敷设应符合现行国家标准《低压配电装置及线路设计规范》的规定，并应符合本规范附录D、E、F的规定。

8.5.8电缆桥架的敷设应符合现行的国家标准《钢制电缆桥架工程设计规范》的规定。

8.5.9厂区道路照明线路设计应符合下列规定：

1大、中型厂厂区道路照明线路，宜采用电缆直埋敷设。

小型厂可采用架空敷设。

2厂区道路照明除各回路应设保护外，每个照明器宜单独设熔断器保护。

3照明线路三相负荷应分配均衡。

最大与最小相负荷电流差不宜超过30%。

8.6车间配电及拖动控制

8.6.1电动机的选择应符合下列规定：

1主机对起动条件、调速及制动无特殊要求时，应采用鼠笼型电动机。

2颚式破碎机、大容量锤式破碎机等对起动转矩、转动惯量、电源容量有特殊要求，当按起动条件不允许采用鼠笼型电动机时，应采用绕线型电动机。

3磨机电动机选型，应根据电源条件和磨机设备的要求，经过技术经济比较后，可选择鼠笼型电动机、绕线型电动机、同步电动机、感应同步电动机等。

4需要调速的风机电动机（如窑尾高温风机），根据不同的调速方案，经技术经济比较，可采用鼠笼型电动机、绕线型电动机或直流电动机。

5回转窑宜采用直流

电动机，并须满足起动转矩的要求。

6需要调速的各种喂料机，根据不同的调速要求，可以采用鼠笼型电动机变频调速、变极多速异步电动机、电磁调速异步电动机和直流电动机等。

7选择电动机的额定功率，应遵守下列规定：

1）对负荷平衡的连续工作方式的机械，应按机械的轴功率选择。

对装备飞轮等装置的机械，应计入转动惯量的影响。

2）对负荷变动的连续工作方式的机械，宜按等值电流或等值转矩法选择，并应按允许过载转矩校验。

3）选择电动机额定功率时，应根据机械类型及其重要性，计入储备系数。

8电动机使用地点的海拔高度和介质温度，应符合电动机的技术条件。

当与规定工作条件不符时，电动机的额定功率应按制造厂的资料予以校正。

9交流电动机的电压宜按容量选择。

200kW及以上时，采用6kV或10kV；200kW以下时，采用380V。

10电动机的型式及防护等级，应与周围环境条件相适应。

8.6.2电动机的起动方式应符合下列规定：

1鼠笼型电动机和同步电动机，当满足以下条件时，应采用全电压起动：

1）生产机械允许承受全电压起动时的冲击力矩；

2）电动机起动时，其端子电压应能保证机械要求的起动转矩，配电母线上的电压，应符合国家现行有关标准和规范的规定；

3）制造厂对电动机的运动方式无特殊要求。

2鼠笼电动机和同步电动机，当不符合全电压起动条件时，电动机宜降压起动，或选用其他起动方式。

低压电动机宜采用切换绕组接线，串接阻抗或自耦变压器起动。

高压电动机宜采用电抗器起动。

当不能同时满足降低起动电流和保证起动转矩的要求时，应采用自耦变压器起动。

轻载起动的低压鼠笼型电动机经技术经济比较合理时，也可选用软起动装置。

大型电动机（200kW以上）尚需根据电动机的结构条件、允许温升，以及制造厂规定的

方式起动。

3当有调速要求时，电动机的起动方式应与调速方式相配合。

4绕线型电动机，宜采用转子回路接入频敏变阻器或液体变阻器起动，其起动转矩应符合生产机械的要求。

5直流电动机，宜采用调节电枢电压降压起动，起动电流不应超过制造厂规定的允许值，起动转矩应符合生产机械的要求。

8.6.3电动机的调速方式应符合下列规定：

1电动机调速方案的选择，应满足工艺设备对调速范围、调速精度和平滑性的要求。

并应对调速方案的技术先进、安全可靠、节能效果、功率因数、谐波干扰、使用维护、投资等进行综合技术经济比较后选定。

2需要调速的喂料机、选粉机、冷却机

等宜采用变频调速，或采用直流可控硅调速，也可采用电磁调速异步电动机调速。

3回转窑宜采用数字式直流可控硅调速、调节电枢电压实现恒转矩调速。

回转窑采用双电机拖动时，应对两台电动机由于特性不一致引起的负荷分配不均衡采取措施。

4需要调速的风机（如窑尾高温风机等）的调速方案应经技术经济比较后确定。

可选用变频调速、数字式直流可控硅调速、可控硅逆变串级调速，以及调速型液力耦合器调速等。

5对于调速要求不多于四级，允许分级调速的机械，也可采用交流变极调速。

8.6.4电动机的保护应符合下列规定：

1低压交流电动机应装设短路保护和接地故障保护，并根据具体情况分别装设过负荷保护、断相保护和低电压保护，并应符合现行国家标准《通用用电设备配电设计规范》的规定。

2低压交流电动机的短路保护装置，宜采用低压断路器的瞬动过电流脱扣器或采用熔断器，并应满足灵敏度要求及电动机起动要求。

3低压交流电动机的接地故障保护应符合现行国家标准《低压配电装置及线路设计规范》的规定。

4低压交流电动机的过负荷保护装置，宜采用热继电器或低压断路器的长延时过电流脱扣器。

也可采用反时限或定时限过电流继电器，其时限应满足电动机正常起动不动作。

5低压交流电动机的断相保护装置，宜采用断相保护的三相热继电器，亦可采用温度保护或专用断相保护装置。

6交流电动机的低电压保护装置，宜采用接触器的电磁线圈或低压断路器的失压脱扣器作为低电压保护装置。

当采用电磁线圈作为低压保护时，其控制回路宜由电动机的主回路供电；当由其他电源供电主回路失压时，应自动断开控制电源。

7下列情况必须装设电动机的过负荷保护：

1）容易过负荷的电动机；

2）风机类电动机、磨机、破碎机电动机等起动困难，而需限制起动时间的电动机；

3连续运行无人监视的电动机。

8连续运行的三相电动机应装设断相保护装置。

9同步电动机应装设失步保护。

并宜在转子回路中加装失磁保护和强行励磁装置。

10直流电动机应装设短路保护、过负荷保护和失磁保护。

113-10kV异步电动机和同步电动机的保护，应符合现行国家标准《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》的规定。

8.6.5电动机的控制应符合下列要求：

1机旁手动操作长期运行的大、中型绕线电动机，应带有提刷装置，并设有电刷提起位置的联锁装置。

2电动机在集中控制时，凡控制岗位看不到的设备，在起动前应先发起动

预报信号；控制点应设电动机运行信号和故障报警信号；对于远离控制岗位的移动设备，应有设备位置信号。

生产上互有关联的集中控制点之间，或集中控制点与有关岗位之间，应设联络信号。

3正常生产时，集中控制的电动机应设有"集中--机旁"的控制方式选择。

选择在机旁方式时，电动机可通过机旁控制按钮进行单机试车。

在控制岗位看不到的设备，电动机应设带钥匙的紧急停车按钮。

4斗式提升机应在尾轮部位增设紧急停车按钮。

输送距离大于30m的带式输送机（不带保护罩），应在巡视通道侧（一侧或两侧）设拉绳开关，宜每隔50m安装一个。

与其他设备有联锁关系的输送设备，宜用速度开关作应答信号；移动机械（如卸料小车）有行程限制时，行程两端应设有限位保护。

5起吊设备、检修设备的电源回路，宜增设就地安装的保护开关，并应设漏电保护装置。

8.6.6车间控制应符合下列规定：

1车间控制水平应和工厂规模、工厂自动化水平相适应。

2大、中型新型干法水泥工厂的主要工艺流程控制（从预均化堆场或原料配料站到水泥入库），应采用全厂设中央控制室的计算机集散型控制方式。

其他车间可采用分点集中控制。

3小型新型干法水泥工厂的主要生产车间，以及有条件的车间，宜设控制室集中或分点集中控制。

4中央控制室应选择在靠近负荷中心、进出线方便、便于生产操作和监视电气设备的运行、有较好的采光和通风、噪音小、灰尘少、振动小、无有害气体侵袭的地方，宜与仪表室合建。

5电动机的联锁关系和逻辑控制，应满足工艺生产和设备保护的要求。

6当采用接触器转换开关（按钮）控制方式时，电动机宜采用设在控制箱上的操作开关控制，并应按逆工艺流程起动，顺工艺流程停车。

当电动机事故停车时，与其有联锁关系的电动机应顺序停车。

控制箱上应设解锁开关。

7工艺流程复杂的车间，在车间控制室宜设工艺流程模拟图。

8.6.7低压配电系统应符合下列规定：

1车间用电设备的交流低压电源，宜由设在电力室（或车间变电所）的变压器提供。

车间低压配电宜采用380/220V的TN系统。

2以一、二级负荷为主的电力室（或车间变电所）宜安装两台及以上变压器，单母线分段运行。

当只设一台变压器时，应设低压联络线，由附近电力室（或车间变电所）取得备用电源.

3供给三级负荷的车间变电所,可只设一台变压器。

4同一车间内、同一生产流程中的高、低压电动机，应由同一段高压母线供电。

平行的生产线，宜由不同段高压母线供电。

平

行生产线的公用设备，应能从供电给各平行生产线中的两路电源受电，并设电源切换装置。

5大、中型新型干法水泥工厂，有条件时，宜在电力室内设电动机控制中心，直接对车间用电设备放射式供电，对于非生产线的检修设备、可以采用放射式、树干式相结合的配电方式。

6小型新型干法水泥工厂，宜在车间变电所设低压配电屏，对每个车间以放射式供电。

容量55KW及以上的电动机，宜由车间变电所直接供电。

对于距离变电所较远的辅助车间，可以采用树干式供电方式。

7小型新型干法水泥工厂，宜在车间控制室或车间内负荷集中的地方，设置低压二次配电点，对本车间用电设备放射式供电，对非生产线的检修设备，可以采用放射式树干式结合的配电方式。

8车间的单相负荷，宜均匀地分配在三相线路中。

在TN及TT系统接地型式的低压电网中，当选用"D，yn0"结线组别的三相变压器时，其由单相不平衡负荷引起的中性线电流，不得超过低压绕组额定电流的25%，且其一相的电流在满载时，不得超过额定电流值。

9在同一工程中，变压器的型号应一致，并应减少规格。

8.6.8电气测量仪表的配置，应符合现行的国家标准《电力装置的电测量仪表装置设计规范的》规定，并应符合下列要求：

1各电力室、变电所的低压进线回路，宜装设带转换开关测三相电压的电压表、三相电流表、三相四线电度表。

2负荷容量在50KW以上，需要单独进行经济核算的馈电回路、总照明回路，应装三相电流表及三相四线有功电度表。

3容量在20KW及以上的电动机、调速电动机，经常过载的电动机（如提升机等）及工艺要求监视负荷的电动机，宜装设电流表。

55KW以上电动机应装单相电度表。

4装在车间内的配电箱或控制箱，应装指示电源电压的电压表。

5无功补偿电容器回路应装三相电流表、功率因数表、三相无功电度表。

6母线联络回路宜装三相电流表。

7供直流电动机用电的整流装置上，宜装设测电枢回路的直流电压表、电流表、测励磁回路的电压表、电流表及电动机转速表。

8同步电动机应装设交流电流表、电压表、功率因数表、直流励磁回路电压、电流表。

9当采用DCS控制时，高压电动机的功率，调速电动机的电流，工艺要求监视负荷的电动机电流，应变换成DCS可以接受的信号，送入DCS系统。

8.6.9车间配电线路及敷设应符合下列规定：

1车间配电设计应节约有色金属，合理地选用铜铝材质导体。

但有下列情况之一时，应采用铜芯电线或电缆：

1）重要的保护、控制、测量、

信号回路；

2）直流电动机的励磁回路，当导体截面小于6mm2时;

3）随设备移动的线路;

4）用电设备振动很大的线路，当导体截面小于16mm2时；

5）对铝有腐蚀的场所或其他有专门规定的场所。

2配电线路的保护，应符合现行国家标准《低压配电装置及线路设计规范》中有关配电线路短路、过负荷、接地故障保护的规定。

3车间配电线路敷设，在主要生产车间宜采用电缆沟（在底层）或电缆桥架敷设；在辅助生产车间宜采用钢管配线。

4导线穿钢管敷设应避开有喷火和红料危险的场所（如窑头平台、窑尾预热器平台、熟料下料口附近等）并采取隔热措施，应选用阻燃电缆。

当用桥架敷设时，应加盖板。

5交流回路中采用单芯电缆时，应采用无钢带铠装的、或非磁性材料护套的电缆，不得采用导线磁材料保护管。

单芯电缆敷设时，应满足如下要求：

1）使并联电缆间的电流分布均匀；

2）接触电缆外皮时无危险；

3）防止邻近金属部件发热。

6配线用钢管敷设在地坪内时，其钢管直径不得小于15mm；必须穿过基础时不得小于200mm；敷设在楼板内，管子直径应与楼板厚度相适应，但不得小于15mm。

配线用钢管最大直径不宜超过80mm。

7穿管绝缘导线或电缆的总截面积（包括外护层）不宜超过管内截面积的40%。

8穿钢管的交流导线，应三相回路共管敷设。

9不同回路的线路不应穿同一根金属管，但下列情况除外：

1）一台电动机的所有回路；

2）同一设备多台电动机的所有回路；

3）同一生产系统无干扰要求的信号测量和控制回路。

106芯以上的控制电缆，应预留不小于15%的备用芯数。

11导线穿过下沉不等的地区或伸缩缝时，应采取保护措施。

12起重机的供电，宜采用固定式滑触线（用型钢）、安全滑接输电装置或软电缆供电。

13起重机在工作范围的任何位置内，当尖峰电流时，自供电变压器低压母线至起重机电动机端子的电压降，不得超过其额定电压的15%，当达不到上述要求时，根据具体情况采取下列措施：

1）电源线宜接在滑触线的中间；

2）增大供电线截面；

3）增设辅助线；

4）分段供电。

14起重机滑触线宜每隔30-50m设置一个温度补偿装置，其位置可结合厂房伸缩设置。

15起重机滑触线应布置于驾驶室对侧，如有困难必须布置于同侧时，对人员上、下时可能触及滑触线段的地方，应采取防护措施。

16固定式滑触线距地面高度不得低于3.5m。

17卸料小车、移动皮带机，宜采用软电缆或安全滑接输电装置供电；

长预均化库堆料机，宜采用电缆滚筒或安全滑接输电装置供电；长预均化库取料机及链斗卸车机，宜采用电缆滚筒供电；圆形预均化库堆、取料机，宜采用集电环供电。

8.6.10爆炸及火灾危险场所电气设计应符合下列规定：

1爆破材料库、雷管库、爆破材料加工室等属于爆炸危险场所。

危险场所等级的