大型汽车厂冲压车间电气设计论文

大型汽车厂冲压车间电气设计论文摘要：本项目电气部分的设计基于可靠性、实用性、规范性、先进性以及经济性与便利性的考虑，力求使本工程电气各系统安全、合理、节能、高效，以满足冲压车间的实际使用功能和资源优化需求。

引言冲压车间是制作汽车外壳（四门两盖）的零件制作车间，车间内依据工艺要求一般设置1～2条快速压机线，车间总用电量一般为13000KW～15000KW（不包含消防及备用负荷）。

压机用电负荷的特性是单台设备装机容量大，工作运行时短时冲击电流大，容易造成电网的电压波动。

1汽车整车厂内冲压车间的电气设计，其包括的八大系统1.1供配电系统1.2照明系统1.3防雷接地系统1.4网络通讯系统（综合布线系统）1.5火灾报警系统1.6建筑设备监控系统1.7能源管理系统1.8安全防范系统2供配电系统由上图所示：本汽车厂在厂区内设置一座110KV降压站，作为整厂的供电中心，并采用高压电缆由110KV降压站引两路10KV高压线路至冲压车间的10KV配电站，再引至冲压车间电负荷中心附近的10/0.4KV变电站。

高压侧采取单母线分段运行，中间设联络开关。

高压配电为二进六出，高压总开关及出线开关采用直流弹操机构，操作电源为直流110V/60Ah。

高压继电保护采用微电脑式多功能继电保护器来进行继电保护。

总断路器设速断及反时限过流保护，配出断路器设三相过流、速断、单相接地保护；并且于变压器上设置高温报警及超高温跳闸。

低压侧采取单母线分段加电气及机械联锁，平时分列运行，当一路电源失电时，另一路电源可带全部二级和部分三级负荷。

低压侧还设置成套动态电容器自动补偿装置，以集中补偿形式使低压侧功率因数提高至0.90以上。

同时还考虑到系统的感性负载（车间照明，变频电机等）较大在低压侧设置过滤谐波的有源滤波装置。

冲压车间的一条快速压机线需配置2台1600KVA的10/0.4KV变压器。

一条快速压机线一般由1台头道压机加4～5台后续快速压机线组成。

头台压机一般装机容量为1400KVA～1600KVA，需单独一台1600KVA的10/0.4kV变压器采用电力母线槽供电。

后续快速压机线一般由4～5台450KVA～500KVA的压机组成，共用一台1600KVA的10/0.4KV变压器，采用电力母线槽供电。

3照明系统冲压车间照明系统依据《GB50034-2004 建筑照明设计标准》设计：冲压车间照明灯具采用高效深罩型工厂灯，照明光源为高效节能型金属卤化物灯，透光罩高强度气体放电灯灯具的效率≥60%，自带节能型电感整流器其功率因数不小于0.90；冲压车间的设计照度为500lx，功率密度为12.68W/m2；车间内设置值班照明和应急照明。

冲压办公楼、生活辅助设施内照明光源以T5节能型荧光灯为主，带透明保护罩荧光灯灯具的效率≥65%，三基色直管荧光灯显色指数Ra≥80，自带电子整流器其功率因数不小于0.95；办公室的设计照度为300lx，功率密度为7.72W/m2；同时为了节约能源、方便监控、有利管理，利用网络技术和计算机信息技术，建立照明控制系统，该系统具有手动和自动两个操作模式。

具体分为：（1）时间控制：设定不同的季节不同的开关灯时间。

（2）灯具延时启动：避免频繁开关灯，保护光源。

（3）编程控制：分群控、组控和单控。

（4）照度控制：探测现场日光或灯光的光照强度，控制区域内的灯具。

（5）现场控制器：用户可在现场安装多个照明现场控制器，方便现场操作。

（6）照明分控制盘：用户还可配置多个照明分控盘，由手提电脑及照明系统软件实现功能。

4防雷、接地系统建筑物防雷将按照国家标准《GB50057-2010建筑物防雷设计规范》的要求实施。

在建筑物屋面上，采用25×4mm热镀锌扁钢或利用屋面金属板作为接闪器，利用钢柱和混凝土柱内钢筋作为引下线，利用钢筋混凝土基础和桩内钢筋作为接地极，地极之间采用40×4mm或50×5mm热镀锌扁钢组成接地网。

建筑物电子信息系统雷电防护等级为C级。

低压配电系统的接地型式采用TN-S系统。

本工程采用共用接地系统，包括电源系统10/0.4KV保护接地、工作接地以及建筑物防雷接地、计算机直流工作接地、防静电接地等，接地电阻不大于1欧姆，所有电气装置及外露可导电部分均需与接地装置可靠连接。

建筑物内作等电位联结。

5网络通讯系统（综合布线系统）5.1设计分工网络通信系统设备主要由甲方负责规划、实施和运行管理；设计负责系统设备下端至终端用户接口部分。

5.2通信机房场地环境如空调，架空地板等。

5.3通信机房电源供应双电源切换装置，UPS电源等。

机房配线架至用户终端的综合布线（包括光缆、网线、电话线、弱电桥架管线等。

用户终端电话、网络接口面板安装。

厂区弱电管道预埋、通信电缆、光缆的敷设熔接等。

5.4建筑物单体布线车间、办公楼等每个单体至少有1个以上单体布线点，其与二个厂区级通信机房之间分别使用1路12芯以上多模光纤经过不同的物理走向连接。

办公楼各楼层、车间的小区域及站房单体内至少有一个接入布线点（IDF配线间），其与单体布线点之间使用2路以上6芯多模光纤或4路以上Cat.6双绞线连接。

单体布线点或配线间至各网络通讯点位的分支线采用Cat.5类线在线槽内敷设或穿管敷设。

6火灾报警系统本工程消防、安保中心设置在主门卫，火灾报警系统形式为集中报警系统。

在冲压车间内设置区域报警器，通过光缆连接至厂区消防控制中心。

火灾自动报警系统的保护对象均为二级。

在车间内设置手动报警按钮及警铃，辅房、信息中心、车间网络机房及冲压设备地坑等工艺有特殊要求场所设置探测器及气体报警装置。

车间内空调送排风机、放火门、排烟窗等均需与消防控制联动。

7建筑设备监控系统7.1系统构成监控计算机、现场控制器、仪表和通信网络四个主要部分组成。

7.2监控计算机主要功能通过现场控制器，自动控制系统内的设备和参数在合理优化的状态下工作，监视系统中每台设备的运行状态和系统的运行参数，自动记录、存储和查询数据等。

7.3现场控制器主要功能对现场仪表信号作数据转换和采集，进行基本控制运算，输出控制信号至现场执行机构，与监控计算机及其他现场控制器进行数据通信。

其信号分为：模拟量输入（AI）、模拟量输出（AO），开关量输入（DI）、开关量输出（DO）。

仪表分为检测仪表和执行仪表。

检测仪表包括：温度、湿度、压力、压差、流量、一氧化碳等；执行仪表包括：电动调节阀、电动蝶阀、电磁阀、电动风阀执行机构等。

7.4通信网络为多层次的网络结构，在连接监控计算机的网络层次上为以太网，在连接现场控制器的层次上采用现场总线，两个网络层次之间以通讯接口连接。

8系统功能8.1冲压车间空气调节系统的监控8.2工艺及空调冷冻水、冷却水系统的监控（包括蓄冷系统）8.3热交换系统的监控8.4压缩空气系统的监控8.5控制机房：设置在能源中心控制室，通过网络控制正常的能源供给。

9能源管理系统能源管理系统可归于建筑设备监控系统，也可独立组成系统。

能源管理系统覆盖能源信息采集及能源信息管理两个功能层次的计算机网络系统，实现对天然气、蒸汽、空调水、压缩空气和自来水等能源介质的流量、温度、压力自动监测，以及电能（有功电度、无功电度等）的计量，进而完成能源的优化调度和管理。

实现安全、优良供能、提高工作效率、降低能耗，从而达到降低产品成本的目的。

根据公用能源设备安装地域分布，现场采集设备采用工业级控制设备PLC作为核心处理运算单元，设置不间断电源UPS，各个能源子站都具备运算存储能力。

所有能源子站以太网方式接入系统。

全厂设置一个集中能源监控中心，通过网络从各能源子站中获取能源数据，实现全厂的能源数据集中监控和管理。

并实现能源数据的集中管理和归档，并通过网络实现在能源管理部门范围内的数据发布；全厂能源管理中心和各能源子站通过网络结合在一起构成一个完整的系统。

电能监测范围为配电所和各车间、单体10/0.4KV变电所各出线回路电流、电压、功率因数、频率和电能计量，电能管理系统监控主机设置在110kV变电站，并且可将相关数据传送至能源管理系统。

通过能源管理系统对整个车间和整厂的能源供给进行能源数据集中监控和管理，及时调整能源的供给，为企业节约生产成本。

10安全防范系统厂区设置视频安防监控、入侵报警、出入口控制系统。

11结语本项目电气部分的设计基于可靠性、实用性、规范性、先进性以及经济性与便利性的考虑，力求使本工程电气各系统安全、合理、节能、高效，以满足冲压车间的实际使用功能和资源优化需求。

参考文献：[1]中国航空工业规划设计研究院等编.工业与民用配电设计手册（第三版）[M].北京：中国电力出版社，2005[2]电气工程师手册第二版编辑委员会编.电气工程师手册（第二版）[M].北京：机械工业出版社，2002[3]建筑电气设计手册编写组.建筑电气设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2012[4]GB50034-2004建筑照明设计标准[S][5]GB50052-2009供配电系统设计规范[S][6]GB50054-2011《低压配电设计规范》[7]GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》[8]GB50343-2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》。