中石化上海工程有限公司(以下简称上海工程公司)的前身是上海医药工业设计院,创建于1953年。七十年来,公司不断发展壮大的历程铸就了企业深厚的文化底蕴。众多创新成就在各个领域跻身先进行列,为我国国民经济发展做出了积极贡献。上海工程公司本次受全国工程学位研究生教育指导委员会、上海市教育委员会和华东理工大学的委托,负责编写工程硕士实践教学用书《石油化工装置电气工程设计》。上海工程公司集七十年企业工程建设实践与理念为一体,组织多名设计大师和国家注册资深设计专家,融入了多年工程建设的智慧和经验,吸收了工程技术人员的创新成果,依据既注重基本理论,更着力实践应用的原则,使教材基于理论,源于实践,学以致用,力求将专家、学者、行家里手在长期工程实践活动中积累的心得体会和经验介绍给广大的青年学子,希望能对工程硕士培养教育和工程实践企业基地建设工作有所启发,借鉴和指导。全书共12章,主要介绍石油化工电气工程设计中的供配电系统、短路电流计算、动力配电设计、照明设计、防雷和接地设计、继电保护和自动装置、低压配电设计、爆炸危险环境电气设计、电气自动化系统,电气设备抗震设计、电气节能等内容。本书资料翔实,内容丰富,具有应用性强、章节分明,解释准确等特点,既可作为相关领域工程硕士实践教学用书,也可供从事石油化工电气工程设计的工程技术人员参考。本书的出版获得全国工程学位研究生教育指导委员会提升实践教学质量,培养社会需求人才课题和上海市教育委员会专业学位研究生实践教学基地建设"课题立项支持,在此表示感谢。同时,编者在编写过程中参考了许多文献,引用了一些行业资料和数据,亦在此向相关作者致谢。本书编委会的各位专家在编制过程中付出了辛勤的劳动和努力,在此表示衷心的感谢!由于石油化工装置电气工程设计博大精深,涉及的知识浩如烟海,且在工程建设实践中不断充实、完善和发展,因此对于书中的不足之处,希望广大师生、同行专家和读者提出宝贵的意见和建议,以便我们提高水平,不断改进。
目 录
1章 绪 论
第2章 供配电系统
2.1 负荷及负荷分级
2.1.1 电力负荷的分级原则
2.1.2 石油化工企业用电负荷分级
2.1.3 计算负荷的确定
2.1.4 功率因数及其改善措施
2.1.5 企业年电能消耗
2.2 供电要求
2.2.1 各级负荷对供电电源的要求
2.2.2 供配电方式
2.2.3 电压级数和电压选择
2.2.4 供电线路的输电容量
2.2.5 电能质量
2.3 变压器选择
2.3.1 变压器的类型
2.3.2 变压器的性能要求
2.3.3 变压器台数和容量选择
2.4 电气主接线
2.4.1主接线的一般要求
2.4.2 常用主接线
2.4.3 上下级供配电关系
2.4.4 系统接地方式
2.5 变配电所
2.5.1 所址选择原则
2.5.2 整体布置原则
2.5.3 主要电气设备的布置要求
2.5.4 电气设备的选择
2.5.5 建筑物和防火要求
2.6 应急电源
2.6.1 应急电源的类型
2.6.2 应急电源的要求
2.6.3 应急电源的典型接线方式
2.7 自备电站
2.7.1 自备电站的设置原则
2.7.2 自备电站的设置要求
第3章 短路电流计算
3.1短路计算用途
3.2短路计算前提条件
3.3计算方法
3.4对称分量法的应用
3.5电气设备短路阻抗
3.5.1馈电网络阻抗
3.5.2变压器的阻抗
3.5.3架空线和电缆的阻抗
3.5.4限流电抗器阻抗
3.5.5同步电动机阻抗
3.5.6发电机变压器组阻抗
3.5.7异步电动机阻抗
3.5.8通过变压器接入网络的异步电动机
3.5.9静止变频器驱动电动机
3.6短路电流计算
3.6.1概述
3.6.2对称短路电流初始值Ik""
3.6.3短路电流峰值ip
3.6.4短路电流非周期分量id.c.
3.6.5对称开断电流Ib
3.6.6稳态短路电流Ik
3.6.7异步电动机机端短路
3.6.8短路电流的热效应
第4章 动力配电设计
4.1 常用用电设备配电
4.1.1 电动机
4.1.2 起重机
4.1.3 电焊机
4.1.4 蓄电池充电整流器
4.1.5 电梯
4.2电缆选择
4.2.1电缆类型的选择
4.2.2 电缆截面的选择
4.2.3电缆载流量
4.2.4 电缆电压损失校验
4.3 电缆敷设
4.3.1电缆敷设的一般要求
4.3.2 电缆桥架敷设
4.3.3电缆沟、电缆隧道敷设
4.3.4 电缆直埋敷设
4.3.5 电缆穿保护管敷设
4.4 配电设备选择
4.4.1 正常环境
4.4.2 腐蚀环境
4.4.3 爆炸危险环境
第5章 照明设计
5.1 照明方式和种类
5.1.1照明方式
5.1.2 照明种类
5.2 照明光源和灯具
5.2.1 照明光源的选择
5.2.2 照明灯具的选择
5.2.3 石油化工使用的照明灯具
5.2.4 航空障碍灯（飞行障碍灯）
5.3 照明标准与质量
5.3.1 照明质量
5.3.2 照明标准
5.4 灯具布置
5.5 照度计算
5.5.1 利用系数法
5.5.2 单位容量法
5.5.3其他照明计算
5.6 照明节能
5.6.1 一般规定
5.6.2 节能措施
5.6.3 功率密度值（LPD）
5.7 照明配电和控制
5.7.1照明配电系统
5.7.2照明回路
5.7.3导线和电缆的选择
5.7.4 线路敷设
5.7.5 照明控制
5.8 应急照明
5.8.1 应急照明的分类
5.8.2 应急照明的设置
5.8.3 应急照明光源、灯具及系统设计
第6章 防雷和接地设计
6.1 建筑物的防雷分类
6.1.1 第Ⅰ类防雷建筑物
6.1.2 第二类防雷建筑物
6.1.3 第三类防雷建筑物
6.2 建筑物的防雷措施
6.2.1 第Ⅰ类防雷建筑物的防雷措施
6.2.2 第二类防雷建筑物的防雷措施
6.2.3 第三类防雷建筑物的防雷措施
6.2.4 其他防雷措施
6.2.5 建筑物年预计雷击次数
6.3 户外装置的防雷、防静电和接地
6.3.1 炉区
6.3.2 塔区
6.3.3 罐区
6.3.4 料仓
6.3.5 卸料站
6.3.6 静设备区
6.3.7 机器设备区
6.3.8 管廊和框架
6.3.9 冷却塔
6.3.10 烟囱和火炬
6.3.11 户外灯具和电器
6.4 交流电气装置的接地
6.4.1 接地的分类
6.4.2 接地电阻的计算
6.4.3 高压电气装置的接地
6.4.4 低压电气装置的接地
6.4.5 发电厂和变电站的接地
6.4.6 过电压保护和绝缘配合
6.5 防雷装置
6.5.1 接闪器
6.5.2 引下线
6.5.3 接地装置
6.6 防雷击电磁脉冲
6.6.1 防雷区（LPZ）的划分
6.6.2 接地和等电位联结
6.6.3 电涌保护器
6.7 仪表防雷接地
6.7.1 仪表系统防雷
6.7.2 仪表接地系统
6.7.3 控制室建筑物防雷设计
第7章 继电保护和自动装置
7.1 概述
7.1.1 一般原则和要求
7.1.2 特性与选择
7.1.3微机保护装置
7.2 继电保护
7.2.1 电力变压器保护
7.2.2 电力线路保护
7.2.3 6~10kV母线和分段断路器保护
7.2.4 电力电容器保护
7.2.5 电动机保护
7.3 备用电源自动投入装置
7.3.1 石油化工备用电源自动投入的相关要求
7.3.2 备用电源自动投入接线
7.3.3 分段断路器备用电源自动投入装置逻辑框图
7.3.4 分段断路器备用电源自投保护测控装置
7.4 电能计量
7.5 保护用电流互感器
7.5.1 性能要求
7.5.2 类型选择
7.5.3 额定参数选择
7.5.4 准确级及误差限值
7.5.5 稳态性能验算
7.5.6 二次负荷计算
第8章 低压配电设计
8.1 电器选择
8.1.1 一般要求
8.1.2 开关的选择及校验
8.1.3 隔离器及接触器的选择
8.2 配电线路的保护
8.2.1 一般规定
8.2.2 短路保护
8.2.3 过负荷保护
8.2.4 电气火灾防护
8.3 配电线路的敷设
8.3.1 一般规定
8.3.2 导线敷设
8.3.3 线槽和封闭式母线敷设
8.3.4 电缆敷设
第9章 爆炸危险环境电气设计
9.1 爆炸性气体环境
9.1.1 一般规定
9.1.2 危险区域划分
9.1.3 危险区域范围
9.1.4 爆炸性气体混合物的分级和分组
9.2 爆炸性粉尘环境
9.2.1 一般规定
9.2.2 危险区域划分
9.2.3 危险区域范围
9.2.4 爆炸性粉尘的分级
9.3 爆炸危险环境电力装置设计
9.3.1 一般规定
9.3.2 电气设备的选择
9.3.3 电气设备的安装
9.3.4 电气线路的设计
9.3.6 接地设计
9.4 爆炸性环境危险区域划分过程
10章 电气自动化系统
10.1 电气自动化系统的基本功能
10.2 电气自动化系统的组成
10.3 变电站综合自动化的结构形式
10.2.1 集中式结构
10.2.2 分层分布式结构
10.4 通信技术
10.4.1 拓扑结构
10.4.2 常见的通用串行通信接口
10.4.3 常见的现场总线
10.4.4 以太网
10.5 安全管控一体化系统
10.5.1 微机五防功能
10.5.2 操作票专家系统
10.5.3 视频联动功能
11章 电气设备抗震设计
11.1 电力系统中电力设备震害
11.1.1 电力设备地震灾害特征
11.1.2 电力系统地震灾害破坏成因
11.1.3 地震灾害对电力设备破坏实例
11.1.4 主要国家电力系统抗震研究现状
11.2 地震安全性评价
11.2.1 为什么要开展地震安全性评价工作
11.2.2 地震安全性评价工作的主要内容
11.2.3 工程地质勘察不能代替地震安全性评价工作
11.2.4 地震安全性评价工作中的技术标准
11.2.5 如何正确使用地震安全性评价结果
11.2.6 建设工程进行地震安全性评价效果
11.3 基本要求
11.3.1 电力设施设备的抗震的方针和设计原则
11.3.2 电力设备、设施建设工程场地的要求
11.3.3 电力设备、设施的选址与总体布置要求
11.3.4 电力设备、设施地震作用
11.3.5 电气设备、设施的设计
11.3.6 电气设备、设施的建(构)筑物要求
11.3.7 送电线路杆塔及微波塔的要求
11.3.8 抗震施工的要求
11.4 基于性能的电气设备抗震设计方法
11.4.1 基于性能的电气设备抗震设计的必要性
11.4.2 基于性能的电气设备抗震设计方法
11.4.3 基于性能的电气设备抗震设计步骤
11.4.4 基于性能的主要电气设备等抗震设计
12章 电气节能
12.1 法律法规的强制规定
12.2 电气专业节能措施评估内容
12.3 电能消耗的统计
12.4石油化工及其节能减排
12.5节电技术领域综述
12.5.1 用户终端设备的节电
12.5.2 可再生能源的利用
12.5.3 能量梯级的利用
12.5.4 能源的管理及其服务
12.6石化生产装置节电原则
12.7石化生产装置配电系统及节电设计具体措施
参考文献
目 录
1章 绪 论
第2章 供配电系统
2.1 负荷及负荷分级
2.1.1 电力负荷的分级原则
2.1.2 石油化工企业用电负荷分级
2.1.3 计算负荷的确定
2.1.4 功率因数及其改善措施
2.1.5 企业年电能消耗
2.2 供电要求
2.2.1 各级负荷对供电电源的要求
2.2.2 供配电方式
2.2.3 电压级数和电压选择
2.2.4 供电线路的输电容量
2.2.5 电能质量
2.3 变压器选择
2.3.1 变压器的类型
2.3.2 变压器的性能要求
2.3.3 变压器台数和容量选择
2.4 电气主接线
2.4.1主接线的一般要求
2.4.2 常用主接线
2.4.3 上下级供配电关系
2.4.4 系统接地方式
2.5 变配电所
2.5.1 所址选择原则
2.5.2 整体布置原则
2.5.3 主要电气设备的布置要求
2.5.4 电气设备的选择
2.5.5 建筑物和防火要求
2.6 应急电源
2.6.1 应急电源的类型
2.6.2 应急电源的要求
2.6.3 应急电源的典型接线方式
2.7 自备电站
2.7.1 自备电站的设置原则
2.7.2 自备电站的设置要求
第3章 短路电流计算
3.1短路计算用途
3.2短路计算前提条件
3.3计算方法
3.4对称分量法的应用
3.5电气设备短路阻抗
3.5.1馈电网络阻抗
3.5.2变压器的阻抗
3.5.3架空线和电缆的阻抗
3.5.4限流电抗器阻抗
3.5.5同步电动机阻抗
3.5.6发电机变压器组阻抗
3.5.7异步电动机阻抗
3.5.8通过变压器接入网络的异步电动机
3.5.9静止变频器驱动电动机
3.6短路电流计算
3.6.1概述
3.6.2对称短路电流初始值Ik""
3.6.3短路电流峰值ip
3.6.4短路电流非周期分量id.c.
3.6.5对称开断电流Ib
3.6.6稳态短路电流Ik
3.6.7异步电动机机端短路
3.6.8短路电流的热效应
第4章 动力配电设计
4.1 常用用电设备配电
4.1.1 电动机
4.1.2 起重机
4.1.3 电焊机
4.1.4 蓄电池充电整流器
4.1.5 电梯
4.2电缆选择
4.2.1电缆类型的选择
4.2.2 电缆截面的选择
4.2.3电缆载流量
4.2.4 电缆电压损失校验
4.3 电缆敷设
4.3.1电缆敷设的一般要求
4.3.2 电缆桥架敷设
4.3.3电缆沟、电缆隧道敷设
4.3.4 电缆直埋敷设
4.3.5 电缆穿保护管敷设
4.4 配电设备选择
4.4.1 正常环境
4.4.2 腐蚀环境
4.4.3 爆炸危险环境
第5章 照明设计
5.1 照明方式和种类
5.1.1照明方式
5.1.2 照明种类
5.2 照明光源和灯具
5.2.1 照明光源的选择
5.2.2 照明灯具的选择
5.2.3 石油化工使用的照明灯具
5.2.4 航空障碍灯（飞行障碍灯）
5.3 照明标准与质量
5.3.1 照明质量
5.3.2 照明标准
5.4 灯具布置
5.5 照度计算
5.5.1 利用系数法
5.5.2 单位容量法
5.5.3其他照明计算
5.6 照明节能
5.6.1 一般规定
5.6.2 节能措施
5.6.3 功率密度值（LPD）
5.7 照明配电和控制
5.7.1照明配电系统
5.7.2照明回路
5.7.3导线和电缆的选择
5.7.4 线路敷设
5.7.5 照明控制
5.8 应急照明
5.8.1 应急照明的分类
5.8.2 应急照明的设置
5.8.3 应急照明光源、灯具及系统设计
第6章 防雷和接地设计
6.1 建筑物的防雷分类
6.1.1 第Ⅰ类防雷建筑物
6.1.2 第二类防雷建筑物
6.1.3 第三类防雷建筑物
6.2 建筑物的防雷措施
6.2.1 第Ⅰ类防雷建筑物的防雷措施
6.2.2 第二类防雷建筑物的防雷措施
6.2.3 第三类防雷建筑物的防雷措施
6.2.4 其他防雷措施
6.2.5 建筑物年预计雷击次数
6.3 户外装置的防雷、防静电和接地
6.3.1 炉区
6.3.2 塔区
6.3.3 罐区
6.3.4 料仓
6.3.5 卸料站
6.3.6 静设备区
6.3.7 机器设备区
6.3.8 管廊和框架
6.3.9 冷却塔
6.3.10 烟囱和火炬
6.3.11 户外灯具和电器
6.4 交流电气装置的接地
6.4.1 接地的分类
6.4.2 接地电阻的计算
6.4.3 高压电气装置的接地
6.4.4 低压电气装置的接地
6.4.5 发电厂和变电站的接地
6.4.6 过电压保护和绝缘配合
6.5 防雷装置
6.5.1 接闪器
6.5.2 引下线
6.5.3 接地装置
6.6 防雷击电磁脉冲
6.6.1 防雷区（LPZ）的划分
6.6.2 接地和等电位联结
6.6.3 电涌保护器
6.7 仪表防雷接地
6.7.1 仪表系统防雷
6.7.2 仪表接地系统
6.7.3 控制室建筑物防雷设计
第7章 继电保护和自动装置
7.1 概述
7.1.1 一般原则和要求
7.1.2 特性与选择
7.1.3微机保护装置
7.2 继电保护
7.2.1 电力变压器保护
7.2.2 电力线路保护
7.2.3 6~10kV母线和分段断路器保护
7.2.4 电力电容器保护
7.2.5 电动机保护
7.3 备用电源自动投入装置
7.3.1 石油化工备用电源自动投入的相关要求
7.3.2 备用电源自动投入接线
7.3.3 分段断路器备用电源自动投入装置逻辑框图
7.3.4 分段断路器备用电源自投保护测控装置
7.4 电能计量
7.5 保护用电流互感器
7.5.1 性能要求
7.5.2 类型选择
7.5.3 额定参数选择
7.5.4 准确级及误差限值
7.5.5 稳态性能验算
7.5.6 二次负荷计算
第8章 低压配电设计
8.1 电器选择
8.1.1 一般要求
8.1.2 开关的选择及校验
8.1.3 隔离器及接触器的选择
8.2 配电线路的保护
8.2.1 一般规定
8.2.2 短路保护
8.2.3 过负荷保护
8.2.4 电气火灾防护
8.3 配电线路的敷设
8.3.1 一般规定
8.3.2 导线敷设
8.3.3 线槽和封闭式母线敷设
8.3.4 电缆敷设
第9章 爆炸危险环境电气设计
9.1 爆炸性气体环境
9.1.1 一般规定
9.1.2 危险区域划分
9.1.3 危险区域范围
9.1.4 爆炸性气体混合物的分级和分组
9.2 爆炸性粉尘环境
9.2.1 一般规定
9.2.2 危险区域划分
9.2.3 危险区域范围
9.2.4 爆炸性粉尘的分级
9.3 爆炸危险环境电力装置设计
9.3.1 一般规定
9.3.2 电气设备的选择
9.3.3 电气设备的安装
9.3.4 电气线路的设计
9.3.6 接地设计
9.4 爆炸性环境危险区域划分过程
10章 电气自动化系统
10.1 电气自动化系统的基本功能
10.2 电气自动化系统的组成
10.3 变电站综合自动化的结构形式
10.2.1 集中式结构
10.2.2 分层分布式结构
10.4 通信技术
10.4.1 拓扑结构
10.4.2 常见的通用串行通信接口
10.4.3 常见的现场总线
10.4.4 以太网
10.5 安全管控一体化系统
10.5.1 微机五防功能
10.5.2 操作票专家系统
10.5.3 视频联动功能
11章 电气设备抗震设计
11.1 电力系统中电力设备震害
11.1.1 电力设备地震灾害特征
11.1.2 电力系统地震灾害破坏成因
11.1.3 地震灾害对电力设备破坏实例
11.1.4 主要国家电力系统抗震研究现状
11.2 地震安全性评价
11.2.1 为什么要开展地震安全性评价工作
11.2.2 地震安全性评价工作的主要内容
11.2.3 工程地质勘察不能代替地震安全性评价工作
11.2.4 地震安全性评价工作中的技术标准
11.2.5 如何正确使用地震安全性评价结果
11.2.6 建设工程进行地震安全性评价效果
11.3 基本要求
11.3.1 电力设施设备的抗震的方针和设计原则
11.3.2 电力设备、设施建设工程场地的要求
11.3.3 电力设备、设施的选址与总体布置要求
11.3.4 电力设备、设施地震作用
11.3.5 电气设备、设施的设计
11.3.6 电气设备、设施的建(构)筑物要求
11.3.7 送电线路杆塔及微波塔的要求
11.3.8 抗震施工的要求
11.4 基于性能的电气设备抗震设计方法
11.4.1 基于性能的电气设备抗震设计的必要性
11.4.2 基于性能的电气设备抗震设计方法
11.4.3 基于性能的电气设备抗震设计步骤
11.4.4 基于性能的主要电气设备等抗震设计
12章 电气节能
12.1 法律法规的强制规定
12.2 电气专业节能措施评估内容
12.3 电能消耗的统计
12.4石油化工及其节能减排
12.5节电技术领域综述
12.5.1 用户终端设备的节电
12.5.2 可再生能源的利用
12.5.3 能量梯级的利用
12.5.4 能源的管理及其服务
12.6石化生产装置节电原则
12.7石化生产装置配电系统及节电设计具体措施
参考文献
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