某碼頭配電工程電氣設(shè)計(jì)

　　1 工程現(xiàn)狀及供電負(fù)荷

　　該工程碼頭平面布置形式為突堤式布置，碼頭泊位長350m，寬54m，突堤南側(cè)布置7萬噸級(jí)專業(yè)泊位1個(gè)，設(shè)計(jì)年吞吐量500萬噸。港區(qū)主要工藝設(shè)備有：機(jī)械式連續(xù)卸船機(jī)1臺(tái)，16噸帶斗式門機(jī)2臺(tái)，托輥皮帶機(jī)4條，氣墊皮帶機(jī)22條，埋刮板機(jī)7條，斗提機(jī)2臺(tái)，電子灌包設(shè)備16套，計(jì)量稱2臺(tái)，散裝騎車設(shè)備2套，工藝流程達(dá)208個(gè)。碼頭工程筒倉作業(yè)區(qū)共建設(shè)12座鋼板筒倉，陸域部分生產(chǎn)、生產(chǎn)輔助建筑物有碼頭轉(zhuǎn)運(yùn)站、計(jì)量樓、灌包樓、轉(zhuǎn)接樓、廊道、泵房、空壓站、帶包倉庫、前方侯工樓等。供電部分為：改擴(kuò)建西港區(qū)中心變配電所1座、新建西港2#變電所、3#變電所2座。

　　碼頭港區(qū)原有西港區(qū)中心變電所1座，內(nèi)有10kV電纜進(jìn)線一路，設(shè)1000kVA的變壓器1臺(tái)。碼頭工程總負(fù)荷見表1。

　　表1 碼頭工程總負(fù)荷

　　2 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　該港區(qū)碼頭供電系統(tǒng)工程是根據(jù)總平面布置、裝卸工藝系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等對(duì)供電可靠性的要求及以中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上所造成的損失或影響的程度指定的;該電力系統(tǒng)負(fù)荷性質(zhì)為二級(jí);以供電的安全可靠、電能損耗低、節(jié)省投資、便于運(yùn)行維護(hù)管理為原則;結(jié)合西港區(qū)遠(yuǎn)期規(guī)劃，土建及電氣工程設(shè)計(jì)中均考慮在滿足使用要求的前提下適度改造，充分利用原有變電所中的數(shù)量。

　　2.1中壓配電設(shè)計(jì)方案

　　各變電所中壓進(jìn)線電源均為雙電源;港區(qū)各變配電所的中壓配電系統(tǒng)以放射、環(huán)網(wǎng)相結(jié)合的方式。本系統(tǒng)中所有變電所中的中壓及低壓母線均采用單母線分段的接線。 變電所的進(jìn)線及饋出線均采用斷路器，確保上下級(jí)保護(hù)裝置動(dòng)作相互配合，使保護(hù)裝置具有可選擇性。

　　配電所主接線圖如圖1所示。中壓配電柜采用SF6絕緣緊湊型開關(guān)柜，進(jìn)線及母聯(lián)采用真空開關(guān)，配置AM5-F進(jìn)線保護(hù)裝置，配有三段式定時(shí)限過流保護(hù)、兩段式零序定時(shí)限保護(hù);母聯(lián)柜設(shè)電流速斷、過電流保護(hù);進(jìn)線及母聯(lián)開關(guān)采取防并聯(lián)措施，即三個(gè)開關(guān)最多只能有兩個(gè)開關(guān)同時(shí)處于合閘位置。操作機(jī)信號(hào)電源為直流110V，65Ah。變壓器出線柜配AM5-T變壓器保護(hù)裝置，設(shè)有三段式定時(shí)限過流保護(hù)、變壓器高溫告警、超溫跳閘、門誤開跳閘;10kV電機(jī)出線柜配AM5-M電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置，設(shè)有過電流、過負(fù)荷、接地故障、低電壓保護(hù)等。普通饋線柜配AM4-I微機(jī)保護(hù)裝置，設(shè)有定時(shí)限過流、反時(shí)限過流保護(hù)。

　　為實(shí)時(shí)、有效的計(jì)量線路的電能和考核管理，監(jiān)測(cè)回路電能質(zhì)量，在每個(gè)出線回路上配設(shè)了APMD系列電能質(zhì)量分析儀表。中壓配電設(shè)計(jì)中配置的各設(shè)備清單見表1。

　　圖1 10kV配電圖

　　表1 中壓配電二次方案

　　2.2低壓配電設(shè)計(jì)方案

　　本系統(tǒng)的低壓配電系統(tǒng)采用樹干式配電方式，對(duì)于筒倉的通風(fēng)、清倉、除塵、電動(dòng)閘閥門等用電設(shè)備進(jìn)行分類組合至現(xiàn)場(chǎng)配電柜、分線箱、再經(jīng)柜、箱以放射式配電方式到各用電設(shè)備，以減少變電所的出現(xiàn)回路數(shù)，節(jié)省電纜，便于維護(hù)和故障查詢。

　　低壓系統(tǒng)的配電按圖2設(shè)計(jì)，變電所設(shè)在鋼筒倉的西南側(cè)，灌包站西側(cè)，內(nèi)設(shè)2臺(tái)2500kVA的變壓器，為轉(zhuǎn)運(yùn)站、轉(zhuǎn)接樓、空壓樓、灌包樓、鋼筒倉等建筑物和構(gòu)筑物內(nèi)的所需供配電設(shè)備進(jìn)行供電。

　　圖2 低壓配電圖

　　由于非線性負(fù)載的存在會(huì)產(chǎn)生諧波，導(dǎo)致微機(jī)保護(hù)裝置誤動(dòng)作，，造成不必要的供電中斷;諧波還會(huì)使電氣測(cè)量儀表計(jì)量不準(zhǔn)確，產(chǎn)生計(jì)量誤差，因?yàn)轫氂行У囊种浦C波干擾。

　　本方案的低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，在10kV/0.4kV進(jìn)線柜上裝設(shè)ACR330系列諧波監(jiān)測(cè)儀表，用于監(jiān)測(cè)2-31次諧波;進(jìn)線柜之后配置無功補(bǔ)償柜，其上裝設(shè)ARC系列無功補(bǔ)償投切裝置;在配電前端設(shè)置安科瑞公司的ANAPF有源濾波器，采用集中方式抑制諧波;在各出線柜上配置ACR330系列諧波監(jiān)測(cè)儀表，用于監(jiān)測(cè)2-31次諧波。APF濾波器以并聯(lián)方式接入電網(wǎng)，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)負(fù)載的諧波和無功分量，采用PWM變流技術(shù)，從變流器中產(chǎn)生一個(gè)和當(dāng)前諧波分量和無功分量對(duì)于的反響分量并注入電力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)諧波治理和無功補(bǔ)償。具體抑制方案如圖3設(shè)計(jì)。低壓配電系統(tǒng)中的諧波抑制方案設(shè)備清單如表2。

　　圖3 低壓配電系統(tǒng)諧波抑制方案

　　表2 低壓配電二次方案 

　　2.3對(duì)變電所的要求

　　功能上的要求：碼頭在港區(qū)中屬較復(fù)雜的工藝系統(tǒng)，工程又分為碼頭工程、筒倉續(xù)建工程、并分步實(shí)施。而對(duì)于新建變電所中土建要求一次性完成，新、老變電所、近期、遠(yuǎn)期供電系統(tǒng)容量的預(yù)留、配電間的預(yù)留等內(nèi)容均應(yīng)在供電系統(tǒng)工程中一次完成。