【关键词】爆炸性气体环境；防爆电气设备；电气线路
当前在煤炭、化工企业的生产过程中，许多物料介质是具有爆炸、火灾性危险的，另外在加工、处理以及储运过程中，也会存在爆炸危险性环境，因此，严格、细致地划分爆炸危险场所区域，明确爆炸危险场所的等级和危险介质的级别，采取正确的防爆措施，防止爆炸条件的形成和减轻爆炸危险的严重程度是电气设计的重点，本文就电气防爆设计中的措施及一些特殊要求进行简单论述。
1、气体爆炸危险区域的范围划分
（1）建筑物内部释放源。
a、封闭厂房通风不良时，以厂房为界，厂房内划为1区。当易燃物质重于空气时，如释放源距离建筑物外墙小于12m时，以释放源为中心，半径为15m，高度为7.5m的范围内（厂房外）划为2区。如释放源距离建筑物外墙大于等于12m时，通向露天的门、窗外3m以内的空间，在自然通风良好的条件下也划为2区。当易燃物质轻于空气时，如释放源距离建筑物外墙小于1.5m时，以释放源为中心，半径为4.5m，高度为7.5m的范围内（厂房外）划为2区。如释放源距离建筑物外墙大于等于1.5m时，通向露天的门、窗外3m以内的空间，在自然通风良好的条件下也划为2区。
b、封闭厂房通风良好时，以厂房为界划为2区。其它爆炸危险区域的范围同通风不良时。一般生产车间均属于封闭式厂房。在爆炸危险区域内如若采用了机械通风，通常可认为是通风良好的状态。
（2）生产装置区的释放源。当易燃物质重于空气时，以释放源为中心，半径为15m的范围内划为2区。当易燃物质轻于空气时，以释放源为中心，半径为4.5m的范围内划为2区。
（3）非爆炸危险区域。爆炸性气体环境内的车间采用正压或连续通风稀释措施后，车间可降为非爆炸危险环境。在生产过程中使用明火的设备附近，或炽热部件的表面温度超过区域内易燃物质引燃温度的设备附近，以及在生产装置区外，露天或开敞设置的输送易燃物质的架空管道地带（但其阀门处按具体情况定），可划分为非爆炸危险区域。
（4）危险区域的范围划分标准不一。现行国标有《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-92）与《爆炸性气体环境用电气设备，第14部分：危险场所分类》（GB3638.14-2000），但两个国标规范有很大的不同。GB3638.14-2000与GB50058-92相比，充分考虑了通风对危险区域划分的影响，因此GB3638.14-2000的范围划分明显要比GB50058-92小很多。
2、爆炸性气体环境电气线路的设计和安装
2.1电气线路的设计
电线电缆的选择在国标GB50058-92《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》中指出，在爆炸性气体环境1区、2区内，绝缘导线和电缆截面的选择，应符合下列要求：
（1）导体允许载流量，不应小于熔断器熔体额定电流的1.25倍，和自动开关长延时过电流脱扣器整定电流的1.25倍。
（2）引向电压为1000V以下鼠笼型感应电动机支线的长期允许载流量，不应小于电动机额定电流的1.25倍。
（3）在1区内，铜芯控制电缆的最小截面为2.5mm2，而在2区内，铜芯控制电缆的最小截面为1.5mm2。
（4）低压电力、照明线路用的绝缘导线和电缆的额定电压，必须不低于工作电压，且不应低于500V，工作中性线的绝缘的额定电压应与相线电压相等，并应在同一护套或管子内敷设。
（5）在爆炸危险环境中，在TN-S系统中的单相回路中需要安装两极开关，在分断相线时必须把N线分断（即相线与N线同时分断）。这仅仅是指在供电系统正常运行的情况下，避免触及带电的N线而受到电击危险或N线产生电火花引起爆炸或火灾危险，这只是安全用电的措施之一，而不能解决所有安全用电的问题。
（6）10kV及以下架空线路，严禁跨越爆炸性气体环境。架空线路与爆炸性气体环境的水平距离，不应小于杆塔高度的1.5倍。
2.2电气线路的安装
电线电缆和电气设备的安装根据规范要求和经验，化工行业易燃易爆环境车间内的配电线路设计一般都以电缆桥架为主，钢管与电缆沟的敷设为辅。
正常情况下，在±0.000m平面，先由室外桥架引入，进入室内后至用电设备附近沿墙或柱引下至电缆沟（敷设完毕后封死，以防白蚁和进水），然后穿管在地面下暗敷设至电动机旁，再用防爆挠性连接管接至电机接线口处。而在其它高于±0.000m上的平面，电气线路基本上都是由桥架架空引入，然后由桥架穿管架空敷设至电动机旁，再由防爆挠性连接管引入电机接线口。
在爆炸危险环境明敷电缆过墙或穿出地面时应穿钢管，并需增设相应的防爆隔离密封（如在穿墙套管内填充不燃纤维作堵料，管口加密封胶泥）。当采用非密闭性电缆沟时，应在沟中充沙，并使电缆上、下各有100mm厚的细沙。
另外，架空桥架敷设时宜选用阻燃电缆，在1区、2区内电缆线路不应有中间接头。不准明敷绝缘导线，必须采用钢管配线工程。穿线钢管应采用低压流体输送用镀锌焊接钢管。
3、防爆电气设备的选择
各种防爆电气设备、防爆技术，根据其防爆原理，有不同的应用范围。选择电气设备应视场所等级和场所中的爆炸性混合物而定。原则是场所决定类型，爆炸性混合物决定级别和组别。因此，选择在爆炸危险环境内使用的电气设备时，要从实际情况出发，根据爆炸危险环境的等级、爆炸危险物质的级别和组别，以及设备的使用条件和电火花形成的条件，选择相应的电气设备，其选用原则如下：
（1）根据爆炸危险区域的分区、电气设备的种类和防爆结构的要求，选择相应的电气设备 在0级场所，只准使用i。级本质安全型电气设备。在各级场所，尽量不选用正压型或充油型电气设备。在储存煤油、柴油的洞库内，在没有其他性质的爆炸性混合气体的情况下，允许使用增安型手电筒。在储存汽油的洞库内，其油气浓度不超过爆炸下限20%的情况下，允许使用增安型手电筒。但不允许在测量取样、清洗油罐时使用。
（2）选用的防爆电气设备的级别和组别，不应低于该爆炸性气体环境内爆炸性气体混合物的级别和组别 当存在有两种以上易燃性物质形成的爆炸性气体混合物时，应按危险程度较高的级别和组别选用防爆电气设备。例如汽油场所，防爆电气设备的组别不得低于C组，隔爆型电气设备不得低于2级。煤油、柴油共同使用一个泵房，则泵房用电气设备应按煤油要求级别的组别来选择。
（3）爆炸危险区域内的电气设备，应符合周围环境内化学的、机械的、热的、霉菌以及风沙等不同环境条件对电气设备的要求电气设备结构应满足电气设备在规定的运行条件下不降低防爆性能的要求。
（4）应考虑安装和维修的方便 防爆电气设备的安装以及安装后的维护管理极为重要，在选用上必须考虑维护、安装的方便，并考虑使用与安装费用的经济性。
结束语
综上所述，对于爆炸性气体环境的电气防爆设计中，严格、细致的划分爆炸危险场所的等级和危害介质的级别，经济合理的选用防爆电气设备、设计电气线路等措施，以防止爆炸条件的形成和减轻爆炸危险的严重程度，是每个工程设计人员的职责，事关企业安全和工程建设的重要问题。
参考文献：
第二条本办法所称雷电灾害风险评估是指根据雷电及其灾害特征分析，对可能导致的人员伤亡、财产损失程度与危害范围等方面的综合风险计算，为项目选址和功能分区布局、防雷类别（等级）与防雷措施的确定等提出建设性意见的一种评价方法。
雷电灾害风险评估可分为预评估、方案评估与现状评估三种。
第三条市气象主管机构负责全市雷击风险评估的监督管理工作。县（市、区）气象主管机构负责本辖区内雷电灾害风险评估的监督管理工作。未设气象主管机构的县（市、区），由上一级气象主管机构负责雷电灾害风险评估的监督管理工作。市和县（市、区）气象主管机构的主要职责是：
（一）负责编制本行政区域内的雷电灾害防御规划并监督实施。
（二）负责对承担雷电灾害风险评估工作机构的监督。
（三）负责对各建设工程项目单位及设计单位执行雷电灾害风险评估情况的检查、监督。
（四）负责对违反雷电灾害风险评估法律法规的单位和个人进行依法查处。
第四条在市域范围内从事建设工程项目的单位和个人以及从事雷电灾害风险评估活动的单位和个人必须遵守本办法。各级发展改革、建设、规划、安监等行政主管部门应当按照各自的职责，协同气象主管机构做好雷电灾害风险评估监督管理工作。
第五条以下新建、扩建和改建工程项目应进行雷电灾害风险评估：
（一）石油、化工、易燃易爆物资和危险品的生产、贮存场所。
（二）供水、供气、供电、供热等生命线工程。
（三）各类体育场馆、影剧院、大型商场超市、星级宾馆、医院，学校、汽车站、火车站等人员集中场所。
（四）各类发射塔、高耸观光塔、高层建筑、部级重点文物保护建筑、通讯枢纽、码头泊位等特殊工程。
（五）依照法律、法规、规章和政策等规定应当进行雷电风险评估的其他场所和设施。
第六条凡属第五条所列工程项目，建设单位（项目业主）在项目可行性研究阶段或初步设计时应同步做好雷电灾害风险评估工作。办理程序如下：
（一）建设单位到当地气象局填写“建设工程项目雷电灾害风险评估表”。
（二）市、县（市、区）气象主管机构根据建设工程项目类型、类别在3个工作日内做出该项目是否需要进行雷电灾害风险评估的意见。
（三）需要进行雷电灾害风险评估的项目，由建设单位与雷电灾害风险评估工作承担机构签订有关合同。
（四）建设单位将雷电灾害风险评估结果报市、县（市、区）气象主管机构备案。
第七条雷电灾害风险评估应由有关法律法规规定的法定技术机构实施；雷电灾害风险评估人员必须具备相应的专业技术知识和能力，并具有防雷专业技术人员资格证。
第八条承担雷击风险评估工作的机构，必须严格执行建设工程雷击风险评估技术规范等相关标准，并对评估结论负责。
第九条经防雷主管部门审查和认可后的雷电灾害风险评估方案作为防雷工程设计和施工的依据之一，不得任意更改；施工过程中如发现实际情况与评估时所提交的资料不符，应补充必要的资料，重新评估。
第十条各建设和设计单位应主动配合气象主管机构做好雷击风险评估工作，自觉接受本行政区域内的气象主管机构的监督、检查。
第十一条对于违反本办法规定的单位和个人，将按照相关法律法规规定处罚。
关键词：城市公共建筑；供配电系统；电气节能
1.工程概况
本酒店总建筑面积7.2万平米，地下一层，地上七层。地下一层为车库、设备用房等；地上一层为大堂、全日制餐厅、员工餐厅、宴会厅及酒店服务房间等，二层为多功能厅及客房等，三层为KTV、零点餐厅、演艺酒吧及客房等，四层为游泳池、健身房、室、球类活动空间及客房等，五层为桑拿、保健区及部分客房，六～八层均为客房。
建筑主体结构设计使用年限：50年。建筑类别：多层公共建筑。建筑耐火等级：地下为一级，地上为二级。防水等级：地下室为一级，屋面为II级。抗震设防烈度：7度。结构类型：钢筋混凝土框架结构。
2.供配电系统设计
2.1负荷分级
民用建筑的电力负荷根据其对供电可靠性的要求及中断供电在对人身安全、经济损失上所造成的影响程度分为一级负荷、二级负荷、三级负荷。根据《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008（以下简称民规）附录A，本工程负荷等级划分如下：消防用电设备、应急照明、安防用电等，宴会厅、多功能厅、餐厅、厨房、游泳池及其他康乐区、大堂、门厅及重要客房、主要通道等区域的照明用电，厨房、排污泵、生活水泵、主要客梯用电，计算机、电话、电声及录音设备、新闻摄影用电等为一级负荷，其中经营管理用计算机用电为一级负荷重特别重要负荷，其他用电为二级负荷。
2.2供配电系统
2.2.1供电系统
由于本工程最高负荷等级为一级负荷，因此本工程供电应按照《供配电系统设计规范》GB 50052-2009中第3.0.2条规定，由双重10KV电源供电，当一电源发生故障时，另一电源不应同时受到损坏。对应的条文说明里说，这里的双重电源可以是分别来自不同电网的电源，或者来自同一电网但在运行时电路互相之间联系很弱，或者来自同一个电网但其间的电气距离较远，一个电源系统任意一处出现异常运行时或发生短路故障时，另一个电源仍能不中断供电，这样的电源都可视为双重电源。
对此，做如下分析：按行政区划来分，国家电网由东北电网、华北电网、西北电网、华中电网、华东电网及南方电网六大电网组成。一般情况下，民用建筑的双重电源是不太可能取自不同电网的，更大的可能是分别取自不同的110KV（35KV）变电站，如果要保证提供电源的两个变电站之间的电路联系很弱或者之间的电气距离较远，就需要较大的经济投入。
本工程所在景区由市政两座110KV变电站分别引来一路110kV电源，分别供电给景区内设置的两座35KV的变电站，本工程的10KV双重电源分别取自两座35KV的变电站。结合规范及以上分析，由于两座110KV变电站取自同一个电网，但由于其距离较远，因此，本工程的双重电源相对比较可靠，可算作双重电源。
对于一级负荷中的特别重要的负荷，由于在实际运行中，有同时失去双重市政10kV电源的可能性，因此，本工程设置柴油发电机并设应急母线段为特别重要电力负荷提供第三电源，应急电源与正常电源之间的互投开关采取防止并列运行的措施；对应急照明系统，由于柴油发电机的自启动时间（30s）不能满足应急照明的切换时间要求（小于5s），采用了集中蓄电池为灯具提供第三电源，对保证疏散照度的灯具、疏散指示及安全出口灯具采用带地址型智能照明灯具，某盏灯具故障，控制室能准确、快速的找到并替换，保证在事故发生时，能为人员疏散提供照明；对经营管理用的计算机用电、安防中心、消防中心、监控中心用电等，则采用不间断电源（UPS）供电，以避免重要数据的流失。
2.2.2变配电系统
2.2.2.1变配电机房设置及设备选择
本工程在地下一层设置变配电所和柴油发电机房。变配电所内设置10kV分界室、高压配电室、低压配电室、值班室。变配电所位于本工程相对负荷中心，邻近制冷机房，以节省有色金属的使用量。
低压配电室内安装2台1250kVA、2台1000kVA、2台800kVA的Dyn11接线组别的干式环氧树脂浇注SCB11系列变压器，其中2台800kVA的变压器为制冷机房内的制冷机组提供电源，在过渡季节，可以停运此两台变压器以节省能源；其余4台变压器分别为酒店内一、二及负荷提供电源。10kV高压柜选用KYN28型金属铠装移开式中置开关柜，配置真空断路器，直流操作；低压选用组合抽屉式开关柜，主开关选用智能空气断路器；高低压开关柜均为落地安装，采用螺栓与基础槽钢固定。
柴油发电机房内配置1台10/0.4KV康明斯1000KW柴油发电机组，机房采取降噪处理。当两路市电因故障均断开时，柴油发电机为以下负荷提供应急电源：
消防设备 100%
应急照明 100%
非消防电梯归首 100%
通讯设备 100%
宴会厅，会议室，多功能厅音响设备 100%
收银设备 100%
客房管理系统 100%
停车场管理系统 50%
安防系统 100%
酒店客梯 33%
酒店服务电梯，至少一部，不大于33%
酒店货梯（宴会厅专用）1部
公共卫生间排风 100%
客房卫生间排风 50%
主要的新风机（供给客房部分）100%
客房风机盘管 100%
温度控制系统（DDC）50%
热泵机房 100%
厨房冷冻，冷藏设备以及辅助设备 100%
客房PC插座 100%
总统套房 100%
2.2.2.2电气竖井设置
根据本建筑物规模、用电负荷性质、支线供电半径及建筑物的变形缝位置和防火分区等因素，本工程设置六处强电井，分别为该电井所在防火分区内的一、二级负荷及消防负荷提供电源。
2.2.2.3高、低压配电方式
本工程10kV分界室，采用2进4出π接柜为本工程及周围其他建筑物预留两路10kV出线。如下图所示：
根据《全国民用建筑工程设计技术措施・电气》2009版第2.3.1条，本工程变配电室内的高、低压配电系统，均采用单母线分段方式，各段母线间设联络断路器，母联断路器具备手动、自投自复、自投不自复三种控制方式，两进线断路器与联络断路器之间采用电气连锁，任何时候只能闭合其中的两个。柴油发电机供电系统设置应急母线段，为特别重要负荷设备供电。应急母线段中，严禁接入其他级别的负荷设备。
本工程高压部分采取放射式配电方式，低压部分采用放射与树干结合的配电方式，以放射为主。高压配电级数为二级，低压配电级数不超过三级。
2.2.2.4一级负荷配电
本工程由双重10kV电源供电，该双重电源分别取自园区内两座35kV变电站。为一级负荷设备供电的两个专用电源回路分别引自变电所内两个不同的变压器，变压器的电源取自不同的10kV进线，且两个专用回路应在最末一级配电（或控制）装置处自动切换。切换时间应满足用电设备对中断供电时间的要求。
本工程中，由柴油发电机组供电的特别重要负荷（如2.2.2.2条中所述负荷），消防用电设备，由总配电室采用消防专用回路放射式供电，避免因发生火灾切断非消防电源时，也同时切断了消防电源。消防水泵、消防电梯、防烟及排烟风机等消防设备的两个供电回路，在最末一级配电箱处自动切换。防火卷帘、电动防火窗、电动防火门等可以采用链接配电，设备台数不超过5台，总设备容量不超过10kW。
2.2.2.5二级负荷配电
《供规》中第3.0.7 条，二级负荷的供电系统，宜由两回线路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回6kV及以上专用的架空线路供电。而《民规》第3.2.10条，二级负荷的供电系统，宜由两回线路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回路6kV及以上专用的架空线路或电缆供电。当采用架空线时，可为一回路架空线供电；当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受100%的二级负荷。《供规》中该条的条文解释为“该两回线路与双重电源略有不同，二者都要求线路有两个独立部分，而后者还强调电源的相对独立。” 《民规》中该条的条文说明为“由于二级负荷停电影响较大，因此宜由两回线路供电，供电变压器也宜选两台（两台变压器可不在同一变电所）。”
综上所述，结合《技措》2009版第2.3.2条，本工程二级负荷的供配电系统，采取下列方式：
1）因本工程变配电系统的高压侧为两路供电，且低压侧为单母线分段（设有母联开关）时，大容量设备（例如：属二级负荷的冷水机组），由变配电所低压配电柜采用单路放射式供电；
2）经双电源切换箱自动切换后，自动切换箱配出至用电设备的线路，均采用放射式供电；
本工程供配电系统可用如下简图表示：
3.电气节能设计
3.1供配电系统的节能
（1）本工程负荷参数均按照《2007全国民用建筑工程设计技术措施-电气节能专篇》进行单位面积负荷取值及计算。（2）供配电设计通过正确选择电动机、变压器的容量以及照明灯具启动器，降低线路感抗等措施，提高配电系统的自然功率因数。为了更进一部提高供配供电系统的功率因数，减少无功电能损耗，采用低压侧集中设置并联电力电容器作为无功补偿装置，使供电系统的功率因数达到0.95以上。（3）对大量的计算机设备、UPS不间断电源、变频设备等对低压配电系统造成的谐波污染，采用在回路中设置隔离变压器、滤波器及电抗器，实时进行计算和补偿谐波，减少对电网的污染。（4）配电系统的接地保护采用TN-S制。（5）设计中，尽可能将非线性负荷放置于配电系统的上游，谐波较严重且功率较大的设备应从变压器出现侧起采用专线供电。（6）采用节电型低压电器。（7）优化变压器的经济运行方式，即最小损耗的运行方式。尤其是季节性负荷（如空调机组、制冷机组、冷冻泵、冷水泵和冷却塔等）或专用设备设专用变压器，以降低变压器损耗。
3.2 电气照明的节能
根据《建筑照明设计标准》GB50034-2004中相关要求及规定，选择合理的照度标准，选用合适的光源及高效节能灯具，采用合理的灯具安装方式及照明配电系统，并根据建筑的使用条件和天然采光状况采用合理有效的照明控制装置。
3.3 建筑电气设备的电气节能
本工程电动机采用变频调速、恒频变压软启动器启动等措施，达到节电效果。功率在30KW及以上电动机，单独配置电压表、电流表、有功电度表，以便监测与计量电动机运行中的有关参数。并设置建筑设备监控系统（BAS）对配电系统进行监控和管理，以进一步节省能源。
3.4 计量与管理
（1）变电所内高压计量柜装设具有分时计量功能的复费率电能计量。（2）变电所内低压配电进线柜和联络柜装设具有测量三相电流、三相电压、功率、功率因数、频率、电能、复费率电能累计、谐波分量和485通讯接口的多功能网络电力仪表。（3）变电所内低压配电出线柜装设具有测量单相电流、电压、功率、功率因数、频率、电能和485通讯接口的多功能网络电力仪表。（4）分层照明箱、分区照明箱、功率在30KW及以上电动机控制柜进线处装设三相电流、电能和485通讯接口的多功能网络电力仪表。（5）按照明、空调、信息等系统分类进行用电负荷的计量和监视，以便掌握各类负荷的能耗便于进行必要的整改。
3.5 可再生能源利用
本工程热水系统利用太阳能进行预加热，以节省能源。
4.结论
在对星级酒店这种重要公共民用建筑的供配电系统进行设计时，首先要根据建筑性质及特点确认其最高负荷等级，根据最高负荷等级再选择最佳的供配电方式，并采取先进的节能管理方式及系统，从而使建筑物的供配电系统趋于安全、可靠、经济、合理。
参考文献：
[1]《全国民用建筑工程设计技术措施・电气》2009版
其实，我们把工程造价的精髓掌握之后，完全可以避免类似事情的发生。因为如果大家都非常清楚电气工程的计价规则，做法统一，争议自然就减少了，也就不存在上述问题了。
电气安装工程是指施工企业依照施工图设计的内容，将管线材料、电气设备及装置性材料等，按规范要求安装到各用电点，并经调试、验收合格的全部工作。它包括室内工程、外线工程、变配电工程、动力及照明工程、防雷接地工程等。对于室内工程、外线工程、动力及照明工程、防雷接地工程，大家都比较熟悉了，在做造价时，差别不大，在审查施工结算时，争议也比较少。对于变配电工程，无论是做招标清单的人，还是审查施工结算的人，大家都不是很清楚，争议也比较多。下面，我们就这个问题，展开讨论，抛砖引玉，讨论如何做好电气安装工程的造价。
要有扎实的理论基础
扎实的理论基础是做好造价的前提。一般安装工程，如管道安装工程、设备安装工程等，大多是能看得见、摸得着的，而电气工程与之不同，能看得见、摸得着的只是其中一小部分，绝大部分是看不见、摸不着的调试。这就需要我们知道哪些是需要调试的，为什么要调试，要调试哪些内容，需要哪些设备及合格标准，需要配备多少个调试人员，每种调试内容大概需要多长时间，需要做哪些实验记录等等。如果你对这些东西都相当熟悉了，你无论做哪个工程的变配电室工程，都会做的胸有成竹。当你面对的对手蛮不讲理，想胡搅蛮缠时，你可以用科学的理论，驳得他体无完肤，首先在气势上就赢了一大半，在以后的工程中，工作就好开展了。如果自己都还没有搞清楚这其中的道理，当别人与你争辩时，你说话就没有底气，你不知道拿什么来驳回对方提出的无理要求，这样，无形中在气势上就输了一半，后面的工作难度可想而知。所以，有扎实的理论基础能够让我们的工作有一个好的开端，有一个良好的工作气氛，是我们做好电气工程造价的前提。
能识别单个电气元件设备
有了扎实的理论基础，我们还得具备理论联系实际的能力。我们必须把理论的工作原理用恰当的符号表达出来，同时，对于别人已经表达出来的电气工作原理，我们也要恰当、准确、透彻的理解。
当然，对于变配电室内的电气设备来说，其主要是识别断路器与隔离开关、电压互感器与电流互感器、接触器与继电器、继电器的线圈与主触点，这里面最容易混淆的就是继电器的线圈与主触点的关系了。虽然这有点难，但是这恰恰也是最重要的，我们必须充分理解并掌握。这是我们电气联锁控制的重要组成部分，有的还和仪表测量设备联锁共同控制某一变量。我们不仅要识别单个电气元件设备，还得掌握与其相似的电气元件设备的区别，只有这样，我们在计量时才能准确区分，并做到准确计量。
理解现有工程施工图的表示方法
电气施工图与管道施工图、设备施工图不同，它们有节点图或者引用标准图，都有详细的安装步骤，而电气施工图上没有这些，如端子接线图，在看电器施工图的时候，必须和原理图相对应着看。电器施工图上有两个编号依据，一个是原理图上的原理号，另一个是端子图的端子号，我们在识图时必须区分清楚，哪个是来的，哪个是去的，来的是从哪里来的，出的又到了哪里，只有把这些进出线都搞清楚了，我们的电缆工程量、电缆头的工程量和调试接线端子的工程量才能做到不多不漏，准确计量。
熟悉电气设备工程中强制要求现场实验项目
有些电气工程量是通过现场实验的一种过程量，在工程实体上不能反映。如对断路器、电动机、发电机、变压器、电气系统的调试，我们的工作内容可能很大，但是当此项工作完成后，从工程实体的具体形式上看不出来，我们必须通过其他途径间接的来识别它。这时，我们就得参看电气设备交接试验验收规范，此规范明确规定了各种电气设备的实验项目和内容及其合格标准。只有熟悉这些实验项目，才能准确计量工程量。
[关键词]天然气管道；压气站；电气安全设计
中图分类号：TE 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）40-0374-02
引言
天然气站场是输气管道工程中各类工艺站场的总称。其主要功能是接收天然气、给管道天然气增压、分输天然气、配气、储气调峰、发送和接收清管器等。按它们在输气管道中所处的位置分为：输气首站、输气末站和中间站3大类型及一些附属站场。按站场自身的功能可分为：压气站、分输站、清管站、清管分输站、配气站等。天然气站场是属于易燃易爆的重点场所，存在可燃气体泄漏的可能，一旦雷电与静电在装置上产生火花，易发生火灾和爆炸事故。因此，对天然气站的进行科学合理的电气安全设计是保证站场及其设施安全有着十分重要的意义。
1 天然气管道压气站生产环境
天然气管道站场在生产过程中容易出现爆炸性气体和爆炸性粉尘，引起爆炸和火灾，生产环境主要包括爆炸性环境和火灾危险环境两种。在进行电气设计时，应作出相关环境的电气设计。
爆炸性环境指含有爆炸性气体和爆炸性粉尘的环境。爆炸性气体存在引爆火花、高温或电弧的环境下，会发生爆炸。主要包括爆炸性粉尘、可燃导电粉尘、可燃非导电粉尘、可燃纤维四类。
火灾危险环境，是指在生产、加工、处理和储运的过程中，能引起火灾危险的区域。能引起火灾的物质有：闪点高于环境温度的可燃液体；操作温度高于可燃液体闪点时，有可能泄露但不能形成爆炸性气体混合物的可燃液体；不可能形成爆炸性粉尘混合物的悬浮状、堆积状可燃粉尘或可燃纤维以及其他固体状可燃物质。
2 爆炸危险环境分区
按照 《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-92）规定，爆炸和火灾危险场所的类型和等级应根据物质状态和危险程度的不同，以及发生爆炸、火灾事故的可能性和后果，划分为三类八级。即气体或蒸汽与空气形成的爆炸性混合气体的爆炸危险场所分为三级；粉尘或纤维与空气形成的爆炸危险混合物分为二级；火灾危险场所按可燃液体、可燃粉尘和纤维、可燃固体分为三级。对于天然气站场，其危险场所主要是爆炸性气体及火灾危险场所，共两类六级， 本文将作重点阐述。在天然气站场，粉尘或纤维与空气形成的爆炸性混合物基本上不可能存在， 因而只作简单介绍。
爆炸和火灾危险环境危险区域除按以上等级原则分区外，还要确定危险区域的范围。一般应根据释放源的级别和位置、易燃物质的性质、通风条件、障碍物及生产条件、运行经验， 进行技术经济指标比较后综合确定。
爆炸性区域划分的结果对电气设备的选型、电线电缆的选择与敷设、安装标准等有重要影响。在进行电气设计时应根据释放源的级别和位置、通风条件、易燃物质的性质等综合分析确定。如果危险区域等级和范围划分不正确，势必导致防爆产品的选择不当、保护装置设置不合理， 这会酿下严重的事故隐患。为此， 在危险区域等级和范围的划分问题上必须慎之又慎， 切不可疏忽大意。
天然气站场主要包括天然气压缩机房、分析小屋、过滤装置区、计量装置区、调压装置区等。属于爆炸危险1区的范围很少，绝大部分属于爆炸危险2区。而泵房、管理用房或综合房等，按相关规范要求在总平面图中应将它们布置在安全（非危险）环境中，因而这些建（构）筑物所处环境不属于爆炸危险环境。
3 防爆电气设备选型
3.1 电气设备的防爆
电气设备的防爆主要是采取一定的措施消除或控制电气设备产生的火花、电弧和高温。常用的防爆型电器设备有：本质安全型电气设备，标志为ia、ib；隔爆型电气设备，以d为标志；增安型电气设备，标志为e；正压型电气设备，以p为标志；充油型电气设备，标志为o；无火花型电气设备，标志为n；充沙型电气设备和特殊型电气设备等。
电气防爆措施：
（1）采用防爆外壳。当爆炸性混合物进入防爆型壳体内发生爆炸时，外壳不会变形，火焰从外壳之间的间隙传出时，已经受到足够的冷却，它的能量已经不能引燃外界的爆炸性混合物，从而起到了防爆作用。
（2）采用本质安全电路。当电流和电压都比较小时，在电路中采取一定措施，使线路或设备产生的电火花能量不能引燃外界的爆炸性混合物。
（3）隔离法，主要是将爆炸性混合物与产生火花等危险因素的部分隔离，如正压型、充油型电气设备。
（4）制设备正常工作的围堵，如增安型电气设备。
3.2 爆炸性环境的电气设备选择原则
（1） 根据爆炸危险区域的分区，电气设备的种类和防爆结构的要求来选择相应的电气设备。
（2） 所选防爆电气设备的级别和组别，不应低于所在爆炸气体环境内爆炸性气体混合物的级别和组别。当存在有两种以上易燃易爆物质形成的爆炸性气体混合物时，应按危险程度较高的级别和组别来选用相关的防爆电气设备。
（3） 爆炸危险区域内的电气设备， 还应符合周围环境内化学的、机械的、温度的（高温或严寒）、微生物 （如霉菌） 以及尘埃、风沙等不同环境条件对电气设备的要求。
（4） 爆炸性粉尘环境防爆电气设备的选择原则同上。
（5） 火灾危险环境不用防爆电气设备， 但要用防护等级较高的电气设备。一般常用的防护等级不低于IP44或 IP54等。
根据以上原则，结合设计实践，个人认为防爆电气设备的选用归纳起来应注意以下两点：
（1） 0区场所，只允许选 ia 级本质安全型（0区尽量不安或少安电气设备， 一般主要是检测仪表可能安在0区）；1区、2区常选隔爆型或增安型， 即dⅡA、dⅡB、dⅡC、eⅡ （有些 1 区不允许选用增安型）等。
（2） 一般只要防爆分区正确，据此所选的电气设备能够满足爆炸性气体混合物级别、组别的要求和环境的要求即可。不可盲目地为提高安全可靠性而选用更高一级或两级的电气设备。例如， 汽油在2区环境中的防爆电器， 选dⅡA T3即可，没有必要选用dⅡBT3 或 dⅡB T5、dⅡC T6 等。否则， 技术经济指标不合理， 而且增加了工程造价。
4 防雷与接地设计
雷电是大气中的一种剧烈放电现象， 其具有极大的综合性破坏力。因此需进行安全的电气设计及接地装置。
电气设计。按照《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》划定爆炸和火灾危险区域，选择防爆电气设备的级别。对电缆及电缆沟采用阻燃性材料填实封堵，防止气体和液体进入配电室和控制室内；按照《建筑物防雷设计规范》站内气体Ⅰ区爆炸危险区划分为第二类，防止直击雷、感应雷，防止雷电波侵入等安全措施。
接地装置。除独立避雷针外，加气站内所有接地系统如防雷接地、电气系统工作接地、保护接地、防静电接地、信息系统接地等共用接地装置，接地电阻要求不大于 4 欧姆。全场站接地网由建筑基础加人工环形接地网组成。其中水平接地体采用-40×4mm 热镀锌扁钢， 埋深 0.8m 敷设， 过门口处埋深1m。 垂直接地极采用∠50×50mm，L=2500mm 热镀锌角钢，间距为 5m。施工完毕后应测量接地电阻，如不满足要求应增加接地极根数。加气机、加气柱、LNG 储罐橇、高压泵橇、高压气化器、高压储气瓶组、放空管（带阻火器）、输气管道、充装和卸气口等均需可靠接地，接地点不少于 2 处，两接地点的距离不大于 30m，接地电阻值不大于10 欧姆。
站内所有电气设备金属外壳均应接地。除照明灯具以外的电气设备，应采用专门的接地线，该接地线如与相线敷设在同一保护管内时，应具有与相线相同的绝缘，其他金属管线、电缆的金属外皮等，只能作为辅助接地线。
5 防静电电气设计要点
天然气管道压气站静电的危害，一是引起闪爆和火灾；二是对操作人员的身体健康有一定的影响，也可能造成其触电；三是损坏仪器仪表。天然气管道压气站的防静电设计应象消防工作一样， 贯彻 “预防为主、防消结合”的方针； 遵循系统防静电的设计原则。因为天然气场站里的管道、设备都是导体， 因而最直接最有效的防静电措施就是直接将静电通过导线连接泄放到大地。天然气场站通常采用的防静电措施是：
（1） 为管道、分离器、过滤器及机械设备等容易产生静电的设备设置良好的接地装置， 以保证其所产生的静电能迅速导入地下。
（2） 为防止设备与设备之间、设备与管道之间， 管道与容器之间产生电位差， 在其连接处特别是在静电放电可能引起燃爆的部位， 用金属导体将其连接在一起并接地以消除电位差。按照规范要求， 接地装置的接地电阻应不大于 10Ω。
（3） 在爆炸危险区域内的天然气管道上的法兰等连接处应用金属线跨接。当法兰的连接螺栓不少于 5 根时， 在非腐蚀环境下可不跨接。
（4） 防静电接地与防雷接地、电气设备的工作接地、保护接地及信息系统的接地等， 宜共用接地装置， 其接地电阻不应大于 4Ω。
6.天然气场站安全防护措施
一个完善的天然气站场电气安全需要包括以下几方面的内容：
首先外部防雷装置（接闪器、引下线和接地装置）承接50%以下的雷电流并将其泄入大地；
其次是采用等电位连结、屏蔽、防闪络技术和装置，阻塞雷电波沿金属导线和空间电磁场入侵的途径；
再次是电涌保护，利用某些元件的非线性特性，组成电涌保护器（SPD）并将其连结在配电和信号线路中，将累计产生的过电压和过电流通过SPD泄人大地。
其四是按规定设置防雷电、静电装置，并对其进行定期检测检修，保证接地完好有效，接地电阻符合要求；保证阀门、法兰用金属线跨接且可靠接地；法兰连接间电阻应小于0.03Ω，对地电阻不得大于100Ω；检修拆除的跨接线一定要恢复。
最后是提高设备的本质安全程度，保证设备完好。要严把设备的采购、安装、验收关，确保设备本质安全。工艺设备要常维护保养、勤检查，消除跑、冒、滴、漏；电气设备要选用相应的安全等级和防爆等级，在运行检修过程中严禁对其进行改装、拆除或降低等级；漏电保护、短路保护、绝缘、屏护等要随时完好有效；检测报警装置要定期标定校验。
7 结语
综上所述，本文在天然气管道压气站电气安全设计方面仅对其关键环节进行了总结、分析。天然气管道压气站进行电气设计时，设计人员应首先考虑生产的安全性。进行设计时应判断和确定环境性质，并对环境进行危险区域划分掌握电气设备的选择原则和电气设备的产品性能，严格细致地进行电气设计，从而有效防止爆炸条件的形成，并减轻爆炸、火灾的等的危险程度，实现安全生产的目的。
参考文献
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[4] 郑世红.浅议化工企业防爆厂房电气设计的安全措施.中国化工贸易，2011，3（8）：28.
关键词：五星级酒店；负荷分级；供配电系统设计； 节能设计
中图分类号：TE08文献标识码： A
绪论
五星级酒店供配电系统的安全性和可靠性，直接关系到客人、工作人员等酒店内所有人员的生命及财产的安全，任何事故都将造成难以估量的损失。因此，供配电系统的设计须保障人身安全、供电可靠、技术先进和经济合理。
1.工程概况
本酒店位于某市郊区风景旅游区内，总建筑面积7.2万平米，地下一层，地上七层。地下一层为车库、设备用房等；地上一层为大堂、全日制餐厅、员工餐厅、宴会厅及酒店服务房间等，二层为多功能厅及客房等，三层为KTV、零点餐厅、演艺酒吧及客房等，四层为游泳池、健身房、室、球类活动空间及客房等，五层为桑拿、保健区及部分客房，六~八层均为客房。
建筑主体结构设计使用年限：50年。建筑类别：多层公共建筑。建筑耐火等级：地下为一级，地上为二级。防水等级:地下室为一级，屋面为II级。抗震设防烈度：7度。结构类型：钢筋混凝土框架结构。
2. 供配电系统设计
2.1负荷分级
民用建筑的电力负荷根据其对供电可靠性的要求及中断供电在对人身安全、经济损失上所造成的影响程度分为一级负荷、二级负荷、三级负荷。根据《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008（以下简称民规）附录A，本工程负荷等级划分如下：消防用电设备、应急照明、安防用电等，宴会厅、多功能厅、餐厅、厨房、游泳池及其他康乐区、大堂、门厅及重要客房、主要通道等区域的照明用电，厨房、排污泵、生活水泵、主要客梯用电，计算机、电话、电声及录音设备、新闻摄影用电等为一级负荷，其中经营管理用计算机用电为一级负荷重特别重要负荷，其他用电为二级负荷。
2.2供配电系统
2.2.1供电系统
由于本工程最高负荷等级为一级负荷，因此本工程供电应按照《供配电系统设计规范》GB 50052-2009中第3.0.2条规定，由双重10KV电源供电，当一电源发生故障时，另一电源不应同时受到损坏。对应的条文说明里说，这里的双重电源可以是分别来自不同电网的电源，或者来自同一电网但在运行时电路互相之间联系很弱，或者来自同一个电网但其间的电气距离较远，一个电源系统任意一处出现异常运行时或发生短路故障时，另一个电源仍能不中断供电，这样的电源都可视为双重电源。
对此，做如下分析：按行政区划来分，国家电网由东北电网、华北电网、西北电网、华中电网、华东电网及南方电网六大电网组成。一般情况下，民用建筑的双重电源是不太可能取自不同电网的，更大的可能是分别取自不同的110KV（35KV）变电站，如果要保证提供电源的两个变电站之间的电路联系很弱或者之间的电气距离较远，就需要较大的经济投入。
本工程所在景区由市政两座110KV变电站分别引来一路110kV电源，分别供电给景区内设置的两座35KV的变电站，本工程的10KV双重电源分别取自两座35KV的变电站。结合规范及以上分析，由于两座110KV变电站取自同一个电网，但由于其距离较远，因此，本工程的双重电源相对比较可靠，可算作双重电源。
对于一级负荷中的特别重要的负荷，由于在实际运行中，有同时失去双重市政10kV电源的可能性，因此，本工程设置柴油发电机并设应急母线段为特别重要电力负荷提供第三电源，应急电源与正常电源之间的互投开关采取防止并列运行的措施；对应急照明系统，由于柴油发电机的自启动时间（30s）不能满足应急照明的切换时间要求（小于5s），采用了集中蓄电池为灯具提供第三电源，对保证疏散照度的灯具、疏散指示及安全出口灯具采用带地址型智能照明灯具，某盏灯具故障，控制室能准确、快速的找到并替换，保证在事故发生时，能为人员疏散提供照明；对经营管理用的计算机用电、安防中心、消防中心、监控中心用电等，则采用不间断电源（UPS）供电，以避免重要数据的流失。
2.2.2变配电系统
2.2.2.1变配电机房设置及设备选择
本工程在地下一层设置变配电所和柴油发电机房。变配电所内设置10kV分界室、高压配电室、低压配电室、值班室。变配电所位于本工程相对负荷中心，邻近制冷机房，以节省有色金属的使用量。
低压配电室内安装2台1250kVA、2台1000kVA、2台800kVA的Dyn11接线组别的干式环氧树脂浇注SCB11系列变压器，其中2台800kVA的变压器为制冷机房内的制冷机组提供电源，在过渡季节，可以停运此两台变压器以节省能源；其余4台变压器分别为酒店内一、二及负荷提供电源。10kV高压柜选用KYN28型金属铠装移开式中置开关柜，配置真空断路器，直流操作；低压选用组合抽屉式开关柜，主开关选用智能空气断路器；高低压开关柜均为落地安装，采用螺栓与基础槽钢固定。
柴油发电机房内配置1台10/0.4KV康明斯1000KW柴油发电机组，机房采取降噪处理。当两路市电因故障均断开时，柴油发电机为以下负荷提供应急电源：
消防设备 100%
应急照明 100%
非消防电梯归首 100%
通讯设备 100%
宴会厅，会议室，多功能厅音响设备 100%
收银设备 100%
客房管理系统 100%
停车场管理系统 50%
安防系统 100%
酒店客梯 33%
酒店服务电梯，至少一部，不大于33%
酒店货梯（宴会厅专用） 1部
公共卫生间排风 100%
客房卫生间排风 50%
主要的新风机（供给客房部分）100%
客房风机盘管 100%
温度控制系统（DDC） 50%
热泵机房 100%
厨房冷冻，冷藏设备以及辅助设备 100%
客房PC插座 100%
总统套房 100%
2.2.2.2电气竖井设置
根据本建筑物规模、用电负荷性质、支线供电半径及建筑物的变形缝位置和防火分区等因素，本工程设置六处强电井，分别为该电井所在防火分区内的一、二级负荷及消防负荷提供电源。
2.2.2.3高、低压配电方式
本工程10kV分界室，采用2进4出π接柜为本工程及周围其他建筑物预留两路10kV出线。如下图所示：
根据《全国民用建筑工程设计技术措施·电气》2009版第2.3.1条，本工程变配电室内的高、低压配电系统，均采用单母线分段方式，各段母线间设联络断路器，母联断路器具备手动、自投自复、自投不自复三种控制方式，两进线断路器与联络断路器之间采用电气连锁，任何时候只能闭合其中的两个。柴油发电机供电系统设置应急母线段，为特别重要负荷设备供电。应急母线段中，严禁接入其他级别的负荷设备。
本工程高压部分采取放射式配电方式，低压部分采用放射与树干结合的配电方式，以放射为主。高压配电级数为二级，低压配电级数不超过三级。
2.2.2.4一级负荷配电
本工程由双重10kV电源供电，该双重电源分别取自园区内两座35kV变电站。为一级负荷设备供电的两个专用电源回路分别引自变电所内两个不同的变压器，变压器的电源取自不同的10kV进线，且两个专用回路应在最末一级配电(或控制)装置处自动切换。切换时间应满足用电设备对中断供电时间的要求。
本工程中，由柴油发电机组供电的特别重要负荷（如2.2.2.2条中所述负荷），消防用电设备，由总配电室采用消防专用回路放射式供电，避免因发生火灾切断非消防电源时，也同时切断了消防电源。消防水泵、消防电梯、防烟及排烟风机等消防设备的两个供电回路，在最末一级配电箱处自动切换。防火卷帘、电动防火窗、电动防火门等可以采用链接配电，设备台数不超过5台，总设备容量不超过10kW。
2.2.2.5二级负荷配电
《供规》中第3.0.7 条，二级负荷的供电系统，宜由两回线路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回6kV及以上专用的架空线路供电。而《民规》第3.2.10条， 二级负荷的供电系统，宜由两回线路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回路6kV及以上专用的架空线路或电缆供电。当采用架空线时，可为一回路架空线供电；当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受100%的二级负荷。《供规》中该条的条文解释为“该两回线路与双重电源略有不同，二者都要求线路有两个独立部分，而后者还强调电源的相对独立。” 《民规》中该条的条文说明为“由于二级负荷停电影响较大，因此宜由两回线路供电，供电变压器也宜选两台(两台变压器可不在同一变电所)。”
综上所述，结合《技措》2009版第2.3.2条，本工程二级负荷的供配电系统，采取下列方式：
1）因本工程变配电系统的高压侧为两路供电，且低压侧为单母线分段(设有母联开关)时，大容量设备(例如：属二级负荷的冷水机组)，由变配电所低压配电柜采用单路放射式供电；
2）经双电源切换箱自动切换后，自动切换箱配出至用电设备的线路，均采用放射式供电；
本工程供配电系统可用如下简图表示：
3.电气节能设计
3.1供配电系统的节能
(1)本工程负荷参数均按照《2007全国民用建筑工程设计技术措施-电气节能专篇》进行单位面积负荷取值及计算。(2)供配电设计通过正确选择电动机、变压器的容量以及照明灯具启动器，降低线路感抗等措施，提高配电系统的自然功率因数。为了更进一部提高供配供电系统的功率因数，减少无功电能损耗，采用低压侧集中设置并联电力电容器作为无功补偿装置，使供电系统的功率因数达到0.95以上。(3)对大量的计算机设备、UPS不间断电源、变频设备等对低压配电系统造成的谐波污染，采用在回路中设置隔离变压器、滤波器及电抗器，实时进行计算和补偿谐波，减少对电网的污染。(4)配电系统的接地保护采用TN-S制。(5)设计中，尽可能将非线性负荷放置于配电系统的上游，谐波较严重且功率较大的设备应从变压器出现侧起采用专线供电。(6)采用节电型低压电器。 (7)优化变压器的经济运行方式，即最小损耗的运行方式。尤其是季节性负荷（如空调机组、制冷机组、冷冻泵、冷水泵和冷却塔等）或专用设备设专用变压器，以降低变压器损耗。
3.2 电气照明的节能
根据《建筑照明设计标准》GB50034-2004中相关要求及规定，选择合理的照度标准，选用合适的光源及高效节能灯具，采用合理的灯具安装方式及照明配电系统，并根据建筑的使用条件和天然采光状况采用合理有效的照明控制装置。
3.3 建筑电气设备的电气节能
本工程电动机采用变频调速、恒频变压软启动器启动等措施，达到节电效果。功率在30KW及以上电动机，单独配置电压表、电流表、有功电度表，以便监测与计量电动机运行中的有关参数。并设置建筑设备监控系统（BAS）对配电系统进行监控和管理，以进一步节省能源。
3.4 计量与管理
（1）变电所内高压计量柜装设具有分时计量功能的复费率电能计量。（2）变电所内低压配电进线柜和联络柜装设具有测量三相电流、三相电压、功率、功率因数、频率、电能、复费率电能累计、谐波分量和485通讯接口的多功能网络电力仪表。（3）变电所内低压配电出线柜装设具有测量单相电流、电压、功率、功率因数、频率、电能和485通讯接口的多功能网络电力仪表。（4）分层照明箱、分区照明箱、功率在30KW及以上电动机控制柜进线处装设三相电流、电能和485通讯接口的多功能网络电力仪表。（5）按照明、空调、信息等系统分类进行用电负荷的计量和监视，以便掌握各类负荷的能耗便于进行必要的整改。
3.5 可再生能源利用
本工程热水系统利用太阳能进行预加热，以节省能源。
4.结论
在对五星级酒店这种重要公共民用建筑的供配电系统进行设计时，首先要根据建筑性质及特点确认其最高负荷等级，根据最高负荷等级再选择最佳的供配电方式，并采取先进的节能管理方式及系统，从而使建筑物的供配电系统趋于安全、可靠、经济、合理。
参考文献：
[1]《全国民用建筑工程设计技术措施·电气》2009版
[2]《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008
[3]《供配电系统设计规范》GB 50052-2009
关键词：工业厂区；电气自动化；节能；电机
1 新时期工业厂区电气自动化节能设计的重要性
资源能源危机已成为当今人类面临的主要问题之一，加之我国是发展中国家，粗放型的经济增长模式一定程度上加重了我国的资源能源危机，进而出现了环境公害事件和温室效应等，形成了对资源的浪费和对环境的污染，想要有效减轻资源等的短缺对我国社会发展造成的严重影响，应当不断改善粗放型的经济增长方式，在生产生活活动中实施有效的节能减排对策，通过一系列的措施减少对资源的浪费，并通过对有限资源的合理高效利用来实现经济的发展与繁荣。我国工业用电占全国用电量的65%～70%，但是运行效率低，比先进国家低20%～30%，如何在其生产发展中推广和引用电气自动化节能设计，实现工业生产与自然资源的和谐发展，已成为了新时期人们关注的焦点，电气自动化节能设计已成为节能降耗的主力军。
2 企业设备自动化节能设计
2.1 电机运行中的节能设计
电机拖拽系统是电气系统一个较大的电能消耗单元，运行方案的不合理及综合维护不到位等，都会致使其运行低效，造成大量的电能浪费。大量的发热降低电机系统综合使用寿命，基于此，在进行电机运行的节能设计时应当采用高效可靠、节能经济的电气控制方案。（1）对于运行工况偏离高效区的功率大、运行时间较长的用电系统利用变频调速控制方式改变传统的继电器控制方式，进而进行动态调节电源输入端电源频率，利用对电机转速的调控让整个电机拖拽系统的输出与输入达到平衡状态，实现节能降耗。（2）交流电机串级调速实现电机无级平滑调速，低速时机械特性比较硬，特别是晶闸管低同步串级调速系统。双闭环串级调速系统框图如图1所示。
以上调速系统一方面使系统参数便于调整，另一方面接近于理想过渡，调整性能好，动态响应快，起动时间短，系统抗干扰能力强，节能效果也很理想，应当推广应用。（3）为达到电机的最佳运转工况，可改变电机的动容量，通过构筑合理群控呼梯节能控制系统，对电机进行合理的调度分配管理，降低其系统能耗，达到节能降耗的目的。
从（1）、（2）式可见风机节能三要素是流量Q（t）、扬程（t）、整体运行效率%（Q、H）在运行水泵、风机时，为达到节能目标只有减少流量、降低扬程、提高效率三个手段。
（1）在满足工艺情况下，尽量降低扬程和流量。（2）使用高效调速装置，如变频器、串级调速、液力耦合器、内反馈调速器、电磁滑差调速器。（3）降低电机的富裕容量，提高电机运行效率，减少无功损耗。（4）改造管路，减少阻力扬程损失，减少水泵、风机的总扬程和压力。（5）根据用户的实际使用情况，对原有风机进行改造，改变风机的气动性能，使风机在高效区工作。
2.3 配电线路的节能设计
在工业厂区的建设方面，配电线路承载着为设备输送电力重担，用电系统不仅存在因集肤效应而产生的线损，还存在功率因素低下、谐波干扰电能质量等问题。根据电力系统构架和其他特点，充分考虑对现场实际情况实施谐波治理改造，安装节电器、省电霸，对电源优化处理，同时优化用电系统。为了降低线路传输中的电能损耗，减小导线的电阻值极为重要，应当从以下几个方面来进行：（1）导线材质的选用方面，应当选电阻率非常小的材料，这样有利于线路传输中的电能损耗的降低。（2）缩短导线的长度，特别是在布线的时候尽量减少弯路。（3）减小负荷中心与变压器的距离，进而缩短供电距离。（4）选用一些横截面积比较大的导线，增加导线的横截面积，使得线路传输过程中的电能损耗通过降低导线的电阻值而得到有效减少，完成节约电能的目标。
2.4 空调节能设计
空气湿度是造成被控参数变化的主要原因，加之风的大小会改变空气湿度，在进行空调节能设计方面，可设计为变风控制系统，这样可改变风量的大小，却不会改变风的温度。运用时，根据室内人数的变化而变化逆风的转速，使得送入房间的风量不会出现太大的波动，始终控制在参数之内。另外，在变风量的末端采用风机代替风阀的形式，使得风量的需求可及时反馈给风机，实现风转速的调节控制，在不同需求下，根据传感器监控的得出的参数指标，进行风转速的改变，这样就不会出现系统的过载现象，也在一定程度上减少了维护的费用。
2.5 照明设施的节能设计
厂区照明设施的设计方面，应重点考虑到工业生产对光照的需求，如进行光源强度的合理设置，避免工业厂区因太追求照明条件而造成的能源浪费情况。在设计时的灯具选择方面，首先应保证灯具的配光曲线在深、广照方面趋于平衡，使其发挥最佳的照明效果，促进节能；此外，应采用LED灯替代老式的照明装置，LED灯是依靠半导体发光器件将电能直接转化为光能的，剔除了一些中间转化环节，减少了电能损耗，还具有发光的亮度高这一特点，且克服了传统的老式灯具频繁闪烁的问题，达到了节能减排的目的。
2.6 弱电系统的节能设计
电气自动化工业厂区内部布设安保系统对工业企业的发展也有一定的积极意义，诸如入侵报警系统、监控系统以及门禁系统等等，使用这些弱电系统，将其供电线路与其他设备的供电线路区分开来，采用节能效果良好的UPS不间断电源，实现弱电系统的稳定运行，可对工业厂区生产过程进行有效监督和管理，在降低能耗方面也实现了节能减排的效果，从而达到工业厂区生产的良好运行[3]。
3 结束语
综上所述，新时期工业厂区的电气节能设计是一项复杂的系统化工程，需要从各个方面来进行设计，文章本着节能减排及促进工业企业发展的目的，对新时期的工业厂区进行了低压配电线路的节能设计、照明设施的节能设计等一系列设计措施，实现了工业厂区电气节能目的，有效节省了工业厂区建设的费用，促进了人与自然的可持续发展，对促进我国经济社会的不断发展具有很重要的现实意义。
参考文献
[1]赵亚建.智能楼宇建筑电气节能现状及节能设计研究[J].华章，2012，22：278.
[2]刘静.谈建筑电气节能设计技术的合理利用[J].山西建筑，2013，5：186-188.
关键词：贵州 已建国内单机容量最大机型风电场 四格风电场二期工程 风机基础设计
中图分类号：TM315 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）10（c）-0081-01
1 前言
1.1 概述
贵州盘县四格风电场规划装机容量为2×47.5+40 MW，分三期开发建设，二期工程开发容量为47.5 MW，场址位于盘县四格乡坡上草原牧场。风电场呈南北向长条形，高程在2200～2780 m之间，场区地势东高西低，地形为缓斜坡，较为开阔，场区内以草坡地为主。风电场距盘县、六盘水市、贵阳市的直线距离分别为约59 km、50 km、211 km，对外交通较为方便。风电场以一回110 kV出线接入盘县柏果110 kV变电站，接入电力系统条件较好，地理位置较优越。
1.2 风能资源
为开发贵州盘县四格的风能资源，在风电场区域内，先后设立了10座不同高度的测风塔进行测风等气象观测，其中70 m高度的测风塔4座，40 m高度的测风塔5座，10 m高度的测风塔1座，测量参数包括风速、风向、气温和气压等。
70701#、70702#、70703#、70704#4座70 m高度测风塔的70m高度年平均风速分别为4.79 m/s、6.40 m/s、4.02 m/s、6.94 m/s，相应风功率密度分别为115.1W/m2、284.4W/m2、73.5W/m2、299.3W/m2，空气密度分别为0.920 kg/m3、0.915 kg/m3、0.965 kg/m3、0.952 kg/m3。
场区北部70701#测风塔全年主导风向及风能密度最大分布方向均为WSW，场区中部70702#测风塔全年主导风向及风能密度最大分布方向均为SW，场区南部70704#测风塔全年主导风向及风能密度最大分布方向均为SSW。风电场区域以西南风为主。
2 风机基础设计
2.1 设计条件
四格风电场二期工程属亚热带高原性湿润季风气候区，年降雨量1200～1500 mm，年平均日照1100 h，年平均气温12.3～15.2 ℃，平均相对湿度80%，无霜期230～300 d。
工程区大地构造单元属黔北台隆，六盘水断陷，普安旋扭构造变形区。地震动峰值加速度为0.05 g，相应的地震基本烈度为Ⅵ度，区域构造稳定性好，属于简单场地（三级场地），相应的地基等级为简单地基（三级地基）。
工程区位于一级夷平面台地上，地形整体向西缓倾，浅切冲沟系统较发育，地形较完整。基岩为二叠系峨眉山玄武岩组（P2β）块状拉斑玄武岩、玄武岩。场区无断层发育，无大型的卸荷危岩体、崩塌、滑坡、泥石流等不良地质现象分布，环境类别为Ⅱ类，场区一月份平均气温2.6 ℃，属于不冻区。
工程区覆盖层表层为厚10～50 cm的耕植土，上部为可塑状红粘土，下部为全风化的碎石夹粘土层。基岩为二叠系上统峨眉山玄武岩组（P2β）玄武岩。无粉细沙土层分布，不存在地震地基液化的问题，环境水和土对钢筋混凝土无腐蚀性。
2.2 基础设计
风机塔架属于高耸结构，风电机组具有承受360°方向重复荷载和大偏心受力的特殊性，对地基基础的稳定性和变形要求高，基础所承受上部的水平荷载和倾覆力矩较大，应按大块体结构设计。根据基础设计的一般原则，在满足上部结构荷载要求的前提下，宜优先采用型式简单、施工难度不大、造价较低的浅基础。
由于覆盖层及风化层厚度不同，扩展基础的深度及持力层需要根据风机所在位置的具体情况来确定。各台风机基础的具体型式要根据风机场地地层分布情况和土层物理力学特性分别确定。结合场址区工程地质条件，风机厂家提供的基础型式，风电场风机基础采用重力式现浇钢筋混凝土扩展基础。
2.3 成果复核
根据以上计算结果，采用ansys进行复核分析，可对风机基础进行优化设计，建立三维有限元模型，采用10节点四面体单元（SOLID92）划分网格，模型共有131905个单元，192246个节点。混凝土单元具有以下材料特性：弹性模量：E=2.907E10 Pa，泊松比：μ=0.2，钢筋混凝土简化为线弹性材料。建立模型见图3。
为模拟土对基础的变形约束，在基础底部设置Z向的受压非线性弹簧使用弹簧单元来模拟土壤对基础的被动土压力作用，弹簧单元特性根据土壤的岩土性质确定；均布载荷来模拟土壤对基础的主动土压力作用；由无限刚度梁单元组成的辅助结构对基础施加载荷（来自风机的载荷），使用此结构可用于模拟上部载荷通过基础环传递给基础承台顶部，耦合的弯矩，水平力和轴力施加在辅助结构的中点。
2.4 设计结论
根据以上计算成果进行分析，贵州盘县四格风电场二期工程风机基础设计采用圆形钢筋混凝土扩展基础，圆型扩展基础底板直径18.5 m，翼缘高度1.0 m；上部台柱直径5.4 m，台柱高度0.95 m；基础埋深3.6 m，开挖边坡1：0.3。基底铺150 mm厚C20素混凝土垫层，垫层上浇筑主体基础钢筋混凝土，强度等级C40。单台风机基础开挖量为1277 m3，回填量为785 m3，C40混凝土量为495 m3，C20混凝土量为44 m3，钢筋量为51.5 t。
3 结语
贵州盘县四格风电场二期工程采用风机机型是目前国内已建成风电场的单机容量最大的发电机组。
风机基础的设计，先利用中国水电顾问集团北京木联能软件技术有限公司开发的《CFD-风力发电机组塔架地基基础设计软件V4.4版》进行风机基础尺寸的初步设计，再根据ansys有限元软件进行复核分析并拟合，有效的把握经济性和安全性。
风电场风机基础的设计应根据工程地质条件、实际空气密度下选用机型的荷载条件、风资源情况及不同地区水文气象条件，考虑发电机组安全稳定运行的前提下，提出最合理的设计尺寸。在下一步的工程设计中应加强与工程现场实际情况相结合，对风机基础的设计进行
适时修改完善，以达到更好的安全稳定运行状态的目的。
参考文献
[1] 贵州盘县四格风电场二期工程可行性研究报告[R].2011-10.
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