试论港口码头工程电气设计要点

试论港口码头工程电气设计要点

刘亚云

中交武汉港湾工程设计研究院有限公司    湖北武汉     430040

摘要：港口码头建设在经济发展中发挥了重要作用，但是随着码头规模化、自动化、专业化程度的不断提高，为保证港口码头工程供配电系统的安全型、可靠性、灵活性以及经济性，需对电气设计特点进行全面分析，才能更好地实际应用。

关键词：港口码头；电气设计；要点；分析

随着我国经济的快速发展，港口码头对经济建设和发展起到了促进作用，在进行港口码头工程电气设计过程中，由于其具有特殊性，应当选择适合的设计方式，才能更好地满足用户需求。

1码头港口工程电气设计概述

港口码头工程电气设计主要是根据相关规范和手册的要求，对港口码头的电源、负荷等级、供电系统、配电系统、照明系统、动力系统以及接地防雷系统等系统进行分析、计算，合理确定设计方案，以完成整个电气设计。

2码头港口工程电气设计原则

2.1满足需求原则

在港口码头工程中有许多重要的工艺装卸设备，在具体设计过程中，应当根据工艺装卸设备特点，满足其用电需求，保证设计的合理性。比如，在进行工艺装卸设备配电设计时，应根据其用电功率采用不同的配电方式，一般工艺装卸设备采用380V/220V供电，并根据变压器容量以及运行要求选择起动形式，大功率工艺装卸设备宜采用10kV配电，以防止起动电流过大，减小设备起动时对电力系统的冲击。

2.2设计简单原则

在电气设计过程中，港口码头工程供配电系统应简单可靠，在满足需求的情况下，适当简化配电环节，有效避免配电冗余现象。同一电压等级的配电级数高压不宜多于两级，低压不宜多余三级，高、低压配电系统宜采用放射式。由于供电系统当中的控制器数量和种类较多，在设计时需要考虑各个控制器主触头，还有辅助触头的使用数量，避免发生数量过多问题。

2.3操作、维修简便原则

在电气设计过程中，合理地使用隔离电器，这样才可以为后期设备运行提供便利，从而很大程度地减少了带电作业和维修。同时，在设计初期阶段，需要选用安全性较高的元件，从而有效地减小电气元件故障率，减少后期电气维修频次。

3设计要点分析

3.1码头变电所设计

港口码头工程变电所的设置宜靠近电力负荷中心，这样可以缩短配电距离，减小电压降，从而减小配电线路电缆截面和线路损耗。电气设计过程中需根据港口码头工程的用电负荷分布情况，合理设置变电所。变电所内电力计量采用高压侧计量方式。变电所设置节能型干式变压器，室内安装，变压器容量及台数需根据负荷情况进行负荷计算，从而合理选择。变电所内高、低压柜布置需在满足规范要求的前提下，紧凑布置，这样可以节省更多的有效空间。变电所高压侧无功功率补偿采用并联高压电容器方式进行集中补偿，低压侧无功功率补偿采用低压侧并联低压电容器方式进行集中补偿，经过补偿后的高、低压侧功率因数均不低于0.9，最大限度地减少无功损耗。

3.2照明设计要点

照明设计是港口码头工程电气设计中的重要组成部分。照明设施主要的作用就是为港口码头工程提供室内外照明，如果照明设施设置的不合理，比如灯具数量过少导致实际照度不够，就会严重影响现场工作人员视线，进而影响安全；同时，若灯具数量设置过多会造成功率密度过大，不利于节能，所以照明设施设置必须合理。在设计过程中应当遵循相关规范和手册，选择合适的灯具和数量，进行照度计算，确保照度和功率密度均满足要求。室外照明配电回路均设置时控+光控开关进行控制，最大可能满足节能要求，同时，室外照明灯具需选择防水防尘型灯具。随着科技的发展，新型的LED光源已经被广泛应用了，新型光源具有发光效率高、耗电量小、使用寿命长、单元体积小、绿色环保等优势，从而极大地提升了照明效果。

3.3电缆敷设设计要点

港口码头工程电气设计过程中，需根据工程实际情况，遵循经济合理原则，合理选择电缆敷设方式，确保工程能够安全可靠运行。港口码头及引桥部分电缆敷设一般采用电缆桥架敷设方式，局部穿钢管保护。电缆桥架一般采用角钢支架安装在码头的后沿以及引桥的侧面。电缆在电缆桥架内敷设时，动力电缆与控制电缆分别在不同层桥架内敷设，若安装条件受限时，可将动力电缆与控制电缆安装在同一电缆桥架中，中间采用隔板分隔。先从电缆桥架引下的电缆应敷设在下层，电缆出电缆桥架时需要穿钢管保护。变电所内电缆一般采用电缆沟敷设，同时，变电所通向室外的留洞，需要待电缆敷设完成后采用防火封堵材料进行封堵。

3.4设备及电缆选择设计要点

设备及电缆选择是整个电气设计过程中的一部分，根据现场实际环境情况、气候条件等因素选择合理、经济、节能的产品是设计过程中需要重点考虑解决的问题。港口码头工程大多气候比较恶劣、腐蚀性强，因此设计过程中对电气设备及电缆要求很高。首先，在选用电缆时要根据电缆用途、敷设条件、安全性等情况进行全面考虑，通过计算选择合适的电缆截面，这样不仅降低了能耗，也很大程度地节约了运行成本。在实际使用中，可以进行以下几种分类，第一，

依据实际用途划分：一般分为电力电缆、控制电缆等；第二，以及耐火等级划分，可以分为阻燃电缆、耐火电缆、无卤阻燃电缆等。港口码头工程中一般用电设备配电电缆大多选择铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆，消防设备配电电缆选择耐火型铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆，直埋敷设时选用铠装铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆。其次，电气设备的选择需考虑防护等级，一是防尘等级，另一个是防水等级，户外安装时需选择防水防尘等级高的设备，确保设备使用寿命满足要求。考虑现场实际条件，变压器大多选择节能型干式变压器室内安装。

3.5防雷接地设计要点

防雷接地设计是整个港口码头工程电气设计中非常重要的一部分。防雷接地设计的目的一方面是为了在发生雷电时，可以有效地将雷电流引入大地，保护建构筑物及人员的安全；另一方面是为了让设备具有等电位，一定程度上降低不同金属部件之间电位差带来的危害。为了能够做好防雷接地设计，需根据工程所在地雷暴日、建构筑的重要性、使用性质等基本情况，按照规范要求进行防雷计算，确定防雷等级，各类防雷建构筑物需设置不同的防雷措施。工艺装卸设备以及高杆灯等超高设备需利用设备本体自带避雷装置进行防雷，并进行可靠接地。港口码头工程配电接地系统一般采用TN-S系统，工作接地、保护接地和防雷接地共用接地装置。码头船舶岸电设施低压配电接地系统一般采用IT接地方式，也可采用经隔离变压器的TN-S接地方式。在陆域、码头、引桥等处设置接地网，码头移动设备的钢轨、配电箱的金属外壳以及其它所有用电设备在正常情况下不带电的金属部分均应可靠接地。在陆域、码头、引桥等处设置接地网，码头移动设备的钢轨、配电箱的金属外壳以及其它所有用电设备在正常情况下不带电的金属部分均应可靠接地。

结束语：

随着社会的发展港口码头是国家重要的经济支柱，想要将电气工程引入到港口建设中，需要不断创新相关技术，才能够全面提升电气工程设计的科学性，从而更好地为社会的发展做出应有贡献。

参考文献：

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[2]张明.港口电气的节能设计方法探究[J].山东工业技术,2020,09:60-61.

[3]张凌峰.港口工程电气设计节能措施[J].科技信息,2021,06:957-958.