中石化上海工程有限公司(以下簡稱上海工程公司)的前身是上海醫(yī)藥工業(yè)設計院,創(chuàng)建于1953年。七十年來,公司不斷發(fā)展壯大的歷程鑄就了企業(yè)深厚的文化底蘊。眾多創(chuàng)新成就在各個領域躋身先進行列,為我國國民經(jīng)濟發(fā)展做出了積極貢獻。上海工程公司本次受全國工程學位研究生教育指導委員會、上海市教育委員會和華東理工大學的委托,負責編寫工程碩士實踐教學用書《石油化工裝置電氣工程設計》。上海工程公司集七十年企業(yè)工程建設實踐與理念為一體,組織多名設計大師和國家注冊資深設計專家,融入了多年工程建設的智慧和經(jīng)驗,吸收了工程技術人員的創(chuàng)新成果,依據(jù)既注重基本理論,更著力實踐應用的原則,使教材基于理論,源于實踐,學以致用,力求將專家、學者、行家里手在長期工程實踐活動中積累的心得體會和經(jīng)驗介紹給廣大的青年學子,希望能對工程碩士培養(yǎng)教育和工程實踐企業(yè)基地建設工作有所啟發(fā),借鑒和指導。全書共12章,主要介紹石油化工電氣工程設計中的供配電系統(tǒng)、短路電流計算、動力配電設計、照明設計、防雷和接地設計、繼電保護和自動裝置、低壓配電設計、爆炸危險環(huán)境電氣設計、電氣自動化系統(tǒng),電氣設備抗震設計、電氣節(jié)能等內容。本書資料翔實,內容豐富,具有應用性強、章節(jié)分明,解釋準確等特點,既可作為相關領域工程碩士實踐教學用書,也可供從事石油化工電氣工程設計的工程技術人員參考。本書的出版獲得全國工程學位研究生教育指導委員會提升實踐教學質量,培養(yǎng)社會需求人才課題和上海市教育委員會專業(yè)學位研究生實踐教學基地建設"課題立項支持,在此表示感謝。同時,編者在編寫過程中參考了許多文獻,引用了一些行業(yè)資料和數(shù)據(jù),亦在此向相關作者致謝。本書編委會的各位專家在編制過程中付出了辛勤的勞動和努力,在此表示衷心的感謝!由于石油化工裝置電氣工程設計博大精深,涉及的知識浩如煙海,且在工程建設實踐中不斷充實、完善和發(fā)展,因此對于書中的不足之處,希望廣大師生、同行專家和讀者提出寶貴的意見和建議,以便我們提高水平,不斷改進。
目 錄
1章 緒 論
第2章 供配電系統(tǒng)
2.1 負荷及負荷分級
2.1.1 電力負荷的分級原則
2.1.2 石油化工企業(yè)用電負荷分級
2.1.3 計算負荷的確定
2.1.4 功率因數(shù)及其改善措施
2.1.5 企業(yè)年電能消耗
2.2 供電要求
2.2.1 各級負荷對供電電源的要求
2.2.2 供配電方式
2.2.3 電壓級數(shù)和電壓選擇
2.2.4 供電線路的輸電容量
2.2.5 電能質量
2.3 變壓器選擇
2.3.1 變壓器的類型
2.3.2 變壓器的性能要求
2.3.3 變壓器臺數(shù)和容量選擇
2.4 電氣主接線
2.4.1主接線的一般要求
2.4.2 常用主接線
2.4.3 上下級供配電關系
2.4.4 系統(tǒng)接地方式
2.5 變配電所
2.5.1 所址選擇原則
2.5.2 整體布置原則
2.5.3 主要電氣設備的布置要求
2.5.4 電氣設備的選擇
2.5.5 建筑物和防火要求
2.6 應急電源
2.6.1 應急電源的類型
2.6.2 應急電源的要求
2.6.3 應急電源的典型接線方式
2.7 自備電站
2.7.1 自備電站的設置原則
2.7.2 自備電站的設置要求
第3章 短路電流計算
3.1短路計算用途
3.2短路計算前提條件
3.3計算方法
3.4對稱分量法的應用
3.5電氣設備短路阻抗
3.5.1饋電網(wǎng)絡阻抗
3.5.2變壓器的阻抗
3.5.3架空線和電纜的阻抗
3.5.4限流電抗器阻抗
3.5.5同步電動機阻抗
3.5.6發(fā)電機變壓器組阻抗
3.5.7異步電動機阻抗
3.5.8通過變壓器接入網(wǎng)絡的異步電動機
3.5.9靜止變頻器驅動電動機
3.6短路電流計算
3.6.1概述
3.6.2對稱短路電流初始值Ik""
3.6.3短路電流峰值ip
3.6.4短路電流非周期分量id.c.
3.6.5對稱開斷電流Ib
3.6.6穩(wěn)態(tài)短路電流Ik
3.6.7異步電動機機端短路
3.6.8短路電流的熱效應
第4章 動力配電設計
4.1 常用用電設備配電
4.1.1 電動機
4.1.2 起重機
4.1.3 電焊機
4.1.4 蓄電池充電整流器
4.1.5 電梯
4.2電纜選擇
4.2.1電纜類型的選擇
4.2.2 電纜截面的選擇
4.2.3電纜載流量
4.2.4 電纜電壓損失校驗
4.3 電纜敷設
4.3.1電纜敷設的一般要求
4.3.2 電纜橋架敷設
4.3.3電纜溝、電纜隧道敷設
4.3.4 電纜直埋敷設
4.3.5 電纜穿保護管敷設
4.4 配電設備選擇
4.4.1 正常環(huán)境
4.4.2 腐蝕環(huán)境
4.4.3 爆炸危險環(huán)境
第5章 照明設計
5.1 照明方式和種類
5.1.1照明方式
5.1.2 照明種類
5.2 照明光源和燈具
5.2.1 照明光源的選擇
5.2.2 照明燈具的選擇
5.2.3 石油化工使用的照明燈具
5.2.4 航空障礙燈（飛行障礙燈）
5.3 照明標準與質量
5.3.1 照明質量
5.3.2 照明標準
5.4 燈具布置
5.5 照度計算
5.5.1 利用系數(shù)法
5.5.2 單位容量法
5.5.3其他照明計算
5.6 照明節(jié)能
5.6.1 一般規(guī)定
5.6.2 節(jié)能措施
5.6.3 功率密度值（LPD）
5.7 照明配電和控制
5.7.1照明配電系統(tǒng)
5.7.2照明回路
5.7.3導線和電纜的選擇
5.7.4 線路敷設
5.7.5 照明控制
5.8 應急照明
5.8.1 應急照明的分類
5.8.2 應急照明的設置
5.8.3 應急照明光源、燈具及系統(tǒng)設計
第6章 防雷和接地設計
6.1 建筑物的防雷分類
6.1.1 第Ⅰ類防雷建筑物
6.1.2 第二類防雷建筑物
6.1.3 第三類防雷建筑物
6.2 建筑物的防雷措施
6.2.1 第Ⅰ類防雷建筑物的防雷措施
6.2.2 第二類防雷建筑物的防雷措施
6.2.3 第三類防雷建筑物的防雷措施
6.2.4 其他防雷措施
6.2.5 建筑物年預計雷擊次數(shù)
6.3 戶外裝置的防雷、防靜電和接地
6.3.1 爐區(qū)
6.3.2 塔區(qū)
6.3.3 罐區(qū)
6.3.4 料倉
6.3.5 卸料站
6.3.6 靜設備區(qū)
6.3.7 機器設備區(qū)
6.3.8 管廊和框架
6.3.9 冷卻塔
6.3.10 煙囪和火炬
6.3.11 戶外燈具和電器
6.4 交流電氣裝置的接地
6.4.1 接地的分類
6.4.2 接地電阻的計算
6.4.3 高壓電氣裝置的接地
6.4.4 低壓電氣裝置的接地
6.4.5 發(fā)電廠和變電站的接地
6.4.6 過電壓保護和絕緣配合
6.5 防雷裝置
6.5.1 接閃器
6.5.2 引下線
6.5.3 接地裝置
6.6 防雷擊電磁脈沖
6.6.1 防雷區(qū)（LPZ）的劃分
6.6.2 接地和等電位聯(lián)結
6.6.3 電涌保護器
6.7 儀表防雷接地
6.7.1 儀表系統(tǒng)防雷
6.7.2 儀表接地系統(tǒng)
6.7.3 控制室建筑物防雷設計
第7章 繼電保護和自動裝置
7.1 概述
7.1.1 一般原則和要求
7.1.2 特性與選擇
7.1.3微機保護裝置
7.2 繼電保護
7.2.1 電力變壓器保護
7.2.2 電力線路保護
7.2.3 6~10kV母線和分段斷路器保護
7.2.4 電力電容器保護
7.2.5 電動機保護
7.3 備用電源自動投入裝置
7.3.1 石油化工備用電源自動投入的相關要求
7.3.2 備用電源自動投入接線
7.3.3 分段斷路器備用電源自動投入裝置邏輯框圖
7.3.4 分段斷路器備用電源自投保護測控裝置
7.4 電能計量
7.5 保護用電流互感器
7.5.1 性能要求
7.5.2 類型選擇
7.5.3 額定參數(shù)選擇
7.5.4 準確級及誤差限值
7.5.5 穩(wěn)態(tài)性能驗算
7.5.6 二次負荷計算
第8章 低壓配電設計
8.1 電器選擇
8.1.1 一般要求
8.1.2 開關的選擇及校驗
8.1.3 隔離器及接觸器的選擇
8.2 配電線路的保護
8.2.1 一般規(guī)定
8.2.2 短路保護
8.2.3 過負荷保護
8.2.4 電氣火災防護
8.3 配電線路的敷設
8.3.1 一般規(guī)定
8.3.2 導線敷設
8.3.3 線槽和封閉式母線敷設
8.3.4 電纜敷設
第9章 爆炸危險環(huán)境電氣設計
9.1 爆炸性氣體環(huán)境
9.1.1 一般規(guī)定
9.1.2 危險區(qū)域劃分
9.1.3 危險區(qū)域范圍
9.1.4 爆炸性氣體混合物的分級和分組
9.2 爆炸性粉塵環(huán)境
9.2.1 一般規(guī)定
9.2.2 危險區(qū)域劃分
9.2.3 危險區(qū)域范圍
9.2.4 爆炸性粉塵的分級
9.3 爆炸危險環(huán)境電力裝置設計
9.3.1 一般規(guī)定
9.3.2 電氣設備的選擇
9.3.3 電氣設備的安裝
9.3.4 電氣線路的設計
9.3.6 接地設計
9.4 爆炸性環(huán)境危險區(qū)域劃分過程
10章 電氣自動化系統(tǒng)
10.1 電氣自動化系統(tǒng)的基本功能
10.2 電氣自動化系統(tǒng)的組成
10.3 變電站綜合自動化的結構形式
10.2.1 集中式結構
10.2.2 分層分布式結構
10.4 通信技術
10.4.1 拓撲結構
10.4.2 常見的通用串行通信接口
10.4.3 常見的現(xiàn)場總線
10.4.4 以太網(wǎng)
10.5 安全管控一體化系統(tǒng)
10.5.1 微機五防功能
10.5.2 操作票專家系統(tǒng)
10.5.3 視頻聯(lián)動功能
11章 電氣設備抗震設計
11.1 電力系統(tǒng)中電力設備震害
11.1.1 電力設備地震災害特征
11.1.2 電力系統(tǒng)地震災害破壞成因
11.1.3 地震災害對電力設備破壞實例
11.1.4 主要國家電力系統(tǒng)抗震研究現(xiàn)狀
11.2 地震安全性評價
11.2.1 為什么要開展地震安全性評價工作
11.2.2 地震安全性評價工作的主要內容
11.2.3 工程地質勘察不能代替地震安全性評價工作
11.2.4 地震安全性評價工作中的技術標準
11.2.5 如何正確使用地震安全性評價結果
11.2.6 建設工程進行地震安全性評價效果
11.3 基本要求
11.3.1 電力設施設備的抗震的方針和設計原則
11.3.2 電力設備、設施建設工程場地的要求
11.3.3 電力設備、設施的選址與總體布置要求
11.3.4 電力設備、設施地震作用
11.3.5 電氣設備、設施的設計
11.3.6 電氣設備、設施的建(構)筑物要求
11.3.7 送電線路桿塔及微波塔的要求
11.3.8 抗震施工的要求
11.4 基于性能的電氣設備抗震設計方法
11.4.1 基于性能的電氣設備抗震設計的必要性
11.4.2 基于性能的電氣設備抗震設計方法
11.4.3 基于性能的電氣設備抗震設計步驟
11.4.4 基于性能的主要電氣設備等抗震設計
12章 電氣節(jié)能
12.1 法律法規(guī)的強制規(guī)定
12.2 電氣專業(yè)節(jié)能措施評估內容
12.3 電能消耗的統(tǒng)計
12.4石油化工及其節(jié)能減排
12.5節(jié)電技術領域綜述
12.5.1 用戶終端設備的節(jié)電
12.5.2 可再生能源的利用
12.5.3 能量梯級的利用
12.5.4 能源的管理及其服務
12.6石化生產(chǎn)裝置節(jié)電原則
12.7石化生產(chǎn)裝置配電系統(tǒng)及節(jié)電設計具體措施
參考文獻
目 錄
1章 緒 論
第2章 供配電系統(tǒng)
2.1 負荷及負荷分級
2.1.1 電力負荷的分級原則
2.1.2 石油化工企業(yè)用電負荷分級
2.1.3 計算負荷的確定
2.1.4 功率因數(shù)及其改善措施
2.1.5 企業(yè)年電能消耗
2.2 供電要求
2.2.1 各級負荷對供電電源的要求
2.2.2 供配電方式
2.2.3 電壓級數(shù)和電壓選擇
2.2.4 供電線路的輸電容量
2.2.5 電能質量
2.3 變壓器選擇
2.3.1 變壓器的類型
2.3.2 變壓器的性能要求
2.3.3 變壓器臺數(shù)和容量選擇
2.4 電氣主接線
2.4.1主接線的一般要求
2.4.2 常用主接線
2.4.3 上下級供配電關系
2.4.4 系統(tǒng)接地方式
2.5 變配電所
2.5.1 所址選擇原則
2.5.2 整體布置原則
2.5.3 主要電氣設備的布置要求
2.5.4 電氣設備的選擇
2.5.5 建筑物和防火要求
2.6 應急電源
2.6.1 應急電源的類型
2.6.2 應急電源的要求
2.6.3 應急電源的典型接線方式
2.7 自備電站
2.7.1 自備電站的設置原則
2.7.2 自備電站的設置要求
第3章 短路電流計算
3.1短路計算用途
3.2短路計算前提條件
3.3計算方法
3.4對稱分量法的應用
3.5電氣設備短路阻抗
3.5.1饋電網(wǎng)絡阻抗
3.5.2變壓器的阻抗
3.5.3架空線和電纜的阻抗
3.5.4限流電抗器阻抗
3.5.5同步電動機阻抗
3.5.6發(fā)電機變壓器組阻抗
3.5.7異步電動機阻抗
3.5.8通過變壓器接入網(wǎng)絡的異步電動機
3.5.9靜止變頻器驅動電動機
3.6短路電流計算
3.6.1概述
3.6.2對稱短路電流初始值Ik""
3.6.3短路電流峰值ip
3.6.4短路電流非周期分量id.c.
3.6.5對稱開斷電流Ib
3.6.6穩(wěn)態(tài)短路電流Ik
3.6.7異步電動機機端短路
3.6.8短路電流的熱效應
第4章 動力配電設計
4.1 常用用電設備配電
4.1.1 電動機
4.1.2 起重機
4.1.3 電焊機
4.1.4 蓄電池充電整流器
4.1.5 電梯
4.2電纜選擇
4.2.1電纜類型的選擇
4.2.2 電纜截面的選擇
4.2.3電纜載流量
4.2.4 電纜電壓損失校驗
4.3 電纜敷設
4.3.1電纜敷設的一般要求
4.3.2 電纜橋架敷設
4.3.3電纜溝、電纜隧道敷設
4.3.4 電纜直埋敷設
4.3.5 電纜穿保護管敷設
4.4 配電設備選擇
4.4.1 正常環(huán)境
4.4.2 腐蝕環(huán)境
4.4.3 爆炸危險環(huán)境
第5章 照明設計
5.1 照明方式和種類
5.1.1照明方式
5.1.2 照明種類
5.2 照明光源和燈具
5.2.1 照明光源的選擇
5.2.2 照明燈具的選擇
5.2.3 石油化工使用的照明燈具
5.2.4 航空障礙燈（飛行障礙燈）
5.3 照明標準與質量
5.3.1 照明質量
5.3.2 照明標準
5.4 燈具布置
5.5 照度計算
5.5.1 利用系數(shù)法
5.5.2 單位容量法
5.5.3其他照明計算
5.6 照明節(jié)能
5.6.1 一般規(guī)定
5.6.2 節(jié)能措施
5.6.3 功率密度值（LPD）
5.7 照明配電和控制
5.7.1照明配電系統(tǒng)
5.7.2照明回路
5.7.3導線和電纜的選擇
5.7.4 線路敷設
5.7.5 照明控制
5.8 應急照明
5.8.1 應急照明的分類
5.8.2 應急照明的設置
5.8.3 應急照明光源、燈具及系統(tǒng)設計
第6章 防雷和接地設計
6.1 建筑物的防雷分類
6.1.1 第Ⅰ類防雷建筑物
6.1.2 第二類防雷建筑物
6.1.3 第三類防雷建筑物
6.2 建筑物的防雷措施
6.2.1 第Ⅰ類防雷建筑物的防雷措施
6.2.2 第二類防雷建筑物的防雷措施
6.2.3 第三類防雷建筑物的防雷措施
6.2.4 其他防雷措施
6.2.5 建筑物年預計雷擊次數(shù)
6.3 戶外裝置的防雷、防靜電和接地
6.3.1 爐區(qū)
6.3.2 塔區(qū)
6.3.3 罐區(qū)
6.3.4 料倉
6.3.5 卸料站
6.3.6 靜設備區(qū)
6.3.7 機器設備區(qū)
6.3.8 管廊和框架
6.3.9 冷卻塔
6.3.10 煙囪和火炬
6.3.11 戶外燈具和電器
6.4 交流電氣裝置的接地
6.4.1 接地的分類
6.4.2 接地電阻的計算
6.4.3 高壓電氣裝置的接地
6.4.4 低壓電氣裝置的接地
6.4.5 發(fā)電廠和變電站的接地
6.4.6 過電壓保護和絕緣配合
6.5 防雷裝置
6.5.1 接閃器
6.5.2 引下線
6.5.3 接地裝置
6.6 防雷擊電磁脈沖
6.6.1 防雷區(qū)（LPZ）的劃分
6.6.2 接地和等電位聯(lián)結
6.6.3 電涌保護器
6.7 儀表防雷接地
6.7.1 儀表系統(tǒng)防雷
6.7.2 儀表接地系統(tǒng)
6.7.3 控制室建筑物防雷設計
第7章 繼電保護和自動裝置
7.1 概述
7.1.1 一般原則和要求
7.1.2 特性與選擇
7.1.3微機保護裝置
7.2 繼電保護
7.2.1 電力變壓器保護
7.2.2 電力線路保護
7.2.3 6~10kV母線和分段斷路器保護
7.2.4 電力電容器保護
7.2.5 電動機保護
7.3 備用電源自動投入裝置
7.3.1 石油化工備用電源自動投入的相關要求
7.3.2 備用電源自動投入接線
7.3.3 分段斷路器備用電源自動投入裝置邏輯框圖
7.3.4 分段斷路器備用電源自投保護測控裝置
7.4 電能計量
7.5 保護用電流互感器
7.5.1 性能要求
7.5.2 類型選擇
7.5.3 額定參數(shù)選擇
7.5.4 準確級及誤差限值
7.5.5 穩(wěn)態(tài)性能驗算
7.5.6 二次負荷計算
第8章 低壓配電設計
8.1 電器選擇
8.1.1 一般要求
8.1.2 開關的選擇及校驗
8.1.3 隔離器及接觸器的選擇
8.2 配電線路的保護
8.2.1 一般規(guī)定
8.2.2 短路保護
8.2.3 過負荷保護
8.2.4 電氣火災防護
8.3 配電線路的敷設
8.3.1 一般規(guī)定
8.3.2 導線敷設
8.3.3 線槽和封閉式母線敷設
8.3.4 電纜敷設
第9章 爆炸危險環(huán)境電氣設計
9.1 爆炸性氣體環(huán)境
9.1.1 一般規(guī)定
9.1.2 危險區(qū)域劃分
9.1.3 危險區(qū)域范圍
9.1.4 爆炸性氣體混合物的分級和分組
9.2 爆炸性粉塵環(huán)境
9.2.1 一般規(guī)定
9.2.2 危險區(qū)域劃分
9.2.3 危險區(qū)域范圍
9.2.4 爆炸性粉塵的分級
9.3 爆炸危險環(huán)境電力裝置設計
9.3.1 一般規(guī)定
9.3.2 電氣設備的選擇
9.3.3 電氣設備的安裝
9.3.4 電氣線路的設計
9.3.6 接地設計
9.4 爆炸性環(huán)境危險區(qū)域劃分過程
10章 電氣自動化系統(tǒng)
10.1 電氣自動化系統(tǒng)的基本功能
10.2 電氣自動化系統(tǒng)的組成
10.3 變電站綜合自動化的結構形式
10.2.1 集中式結構
10.2.2 分層分布式結構
10.4 通信技術
10.4.1 拓撲結構
10.4.2 常見的通用串行通信接口
10.4.3 常見的現(xiàn)場總線
10.4.4 以太網(wǎng)
10.5 安全管控一體化系統(tǒng)
10.5.1 微機五防功能
10.5.2 操作票專家系統(tǒng)
10.5.3 視頻聯(lián)動功能
11章 電氣設備抗震設計
11.1 電力系統(tǒng)中電力設備震害
11.1.1 電力設備地震災害特征
11.1.2 電力系統(tǒng)地震災害破壞成因
11.1.3 地震災害對電力設備破壞實例
11.1.4 主要國家電力系統(tǒng)抗震研究現(xiàn)狀
11.2 地震安全性評價
11.2.1 為什么要開展地震安全性評價工作
11.2.2 地震安全性評價工作的主要內容
11.2.3 工程地質勘察不能代替地震安全性評價工作
11.2.4 地震安全性評價工作中的技術標準
11.2.5 如何正確使用地震安全性評價結果
11.2.6 建設工程進行地震安全性評價效果
11.3 基本要求
11.3.1 電力設施設備的抗震的方針和設計原則
11.3.2 電力設備、設施建設工程場地的要求
11.3.3 電力設備、設施的選址與總體布置要求
11.3.4 電力設備、設施地震作用
11.3.5 電氣設備、設施的設計
11.3.6 電氣設備、設施的建(構)筑物要求
11.3.7 送電線路桿塔及微波塔的要求
11.3.8 抗震施工的要求
11.4 基于性能的電氣設備抗震設計方法
11.4.1 基于性能的電氣設備抗震設計的必要性
11.4.2 基于性能的電氣設備抗震設計方法
11.4.3 基于性能的電氣設備抗震設計步驟
11.4.4 基于性能的主要電氣設備等抗震設計
12章 電氣節(jié)能
12.1 法律法規(guī)的強制規(guī)定
12.2 電氣專業(yè)節(jié)能措施評估內容
12.3 電能消耗的統(tǒng)計
12.4石油化工及其節(jié)能減排
12.5節(jié)電技術領域綜述
12.5.1 用戶終端設備的節(jié)電
12.5.2 可再生能源的利用
12.5.3 能量梯級的利用
12.5.4 能源的管理及其服務
12.6石化生產(chǎn)裝置節(jié)電原則
12.7石化生產(chǎn)裝置配電系統(tǒng)及節(jié)電設計具體措施
參考文獻
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