发电厂电缆敷设设计浅谈

发电厂电缆敷设设计浅谈

吴冠文

（中国能源建设集团广东省电力设计研究院广东广州510663）

摘要：随着我国发电工程的持续发展，发电技术的多样化发展，核电、LNG发电、燃煤发电、风力发电、太阳能发电等，燃煤发电还是占据我国发电量的主要地位。随着社会的发展对燃煤机组的机组等级、环保要求、技术要求、工艺要求的不断提高，对电缆敷设设计的要求也相应提高。

关键字：发电工程电缆敷设设计

一、核电厂电缆敷设设计介绍

1.核电厂常规岛电缆主通道设计

核电厂常规岛设计分级非常细致，每个设备作为一个独立系统，分别都带有独立的监测设备和独立的保护系统。在设计的过程中也要考虑电缆的接线方式、保护方式、电缆数量及敷设路径。

在完成每个系统的设计以后，再对电缆数量，需要敷设的路径进行统计，形成清单，根据统计数据对电缆比较集中的位置进行分流，优化电缆主通道设计与电缆敷设路径。严格规范不同电压等级的电缆要分流、分层敷设。在设计主通道路径图的同时，制作三维模型对路径进行检验，检查电缆桥架与其他设备是否冲突。

2.电缆主通道设计碰撞检查

建立三维模型的优点在于可以通过计算机，快速的检查出常规岛内各系统间设备与管道、厂房的主结构、电缆主通道之间是有碰撞，并自动截图并标记出碰撞位置，生成碰撞清单。设计人员就可以根据清单，对电缆主通道进行设计修改。

3.电缆敷设路径规划设计

电缆主通道设计完成后，对主通道的各层电缆桥架赋予对应的电缆等级，在各交汇点设置最大通过量，在后面输入电缆信息时软件会根据电缆通道的这些信息自动为电缆敷设最优化路径，如局部出现电缆超量，则自动对所有电缆进行优化，务求实现敷设最合理，电缆长度最短。设计人员也可以根据电缆敷设量信息考虑是否增加电缆桥架、修改主通道敷设路径或敷设的规划。

电缆主通道设计完成后，系统会根据三维模型的信息，自动生成电缆桥架的平、断面布置图和电缆桥架及辅助材料清单。清单包括：电缆桥架的类型、编码、电缆桥架数路，辅助材料的类型及数量信息。大大缩短了设计时间，提高了设计精度，避免了大量的材料浪费，减少了施工时间。

4.电缆敷设

核电厂设计规范有一套完善的编码规则，根据规则对不同系统、不同设备设置唯一的系统编号，这一编号为设备的身份识别码用于整个电厂的设计流程中。同样的编码规则也适用于每一根电缆。

电缆主通道规划设计完成后，设计人员将设备编码及位置坐标信息录入电缆敷设软件（设计人员在三维模型的过程中会对设备赋予对应的系统编号，如敷设软件与三维设计软件采用同一软件则无需重新录入设备坐标信息）。录入设备信息后，软件会对信息进行检查，如信息无误，则可录入电缆信息；如有误，则会生成错误报告，设计人员可根据报告对错误信息进行核实，并修改。

设备信息录入后，只需按不同的软件要求录入电缆信息（一般录入的电缆信息包括：电缆编号、电缆类型、电压等级、起点设备位置、终点设备位置。），则软件会根据设备位置、电缆类型及预设敷设规则，自动进行敷设，并自动生产电缆清单。电缆清单中会列出电缆的相应信息：电缆编号、电缆型号、电缆类型、电压等级、敷设路径、敷设的层数、电缆长度、备用芯数。电缆清单还会根据不同的电缆型号自动分类汇总电缆长度，生成汇总清单，便于施工单位对电缆进行采购。由于采用软件敷设的电缆信息清晰，精度准确，大大缩短了设计的时间与施工的时间，同时避免了材料的浪费。

二、常规火力电厂电缆敷设设计介绍

由于有了核电厂常规岛的成功设计经验，使用三维软件对电缆桥架设计并进行电缆敷设能提高设计的精度。但常规火力发电厂的设计周期没用核电厂设计周期长，因此无法照搬核电厂的设计模式。

1.三维软件在常规火力发电厂的优化

常规火力发电厂的系统分类要求没有核电厂的规范高，因此首先对应的编码规则进行简化，缩短了编码的位数，减少了系统区分码。第二步就是对坐标的规则进行优化，不在采用核电厂的矩阵式定位规则，直接采用三维空间坐标定位，以主厂房的A列、0号柱、相对坐标标高0米为坐标原点。在三维模型建立和检查中，可减少大量的坐标换算与检查工作，大大缩短了三维模型建立的时间。

2.常规火力发电厂的三维模型建立

首先，利用三维软件，建立主厂房结构及主设备模型。在模型建立时，将编码信息赋值与对应的设备模型上（例如：#1冷却器的编码是11ABC01，在建模时会把编码赋在设备中心点；而冷却器的接线箱编码是11ABC01CCA01，在建模是也会把该编码赋在接线箱的中心点。）当设备模型建好，并放在对应的位置时，设备的相对位置也自动生成。

设备模型及主厂房模型建立后，设计人员根据设备的位置设定相应的电缆敷设集中点，再将电缆桥架模型从集控楼内敷设至对应的集中点。电缆桥架在建模的同时也可以同时避让主场房内的主管道及结构构建。

主厂房结构、设备、管道、电缆桥架模型建立后，利用三维软件进行碰撞检查，生成检查报告。各专业再根据报告，对设计方案进行讨论、优化，并重新修改三维模型。通过软件对模型进行多次的碰撞检查与修改，最终通过碰撞检查，生成对应的主厂房设备平立面布置图、主厂房管道平立面布置图、主厂房主框架结构图、主厂房电缆主通道平面布置图等。

3.常规火力发电厂电缆敷设设计

为了减少电缆信息的录入时间，对电缆敷设软件开发了一个数据导入接口，可直接导入三维模型生成的设备及电缆桥架信息表；还可导入电缆清单，只需设计人员在电缆清单开列是，将起点设备编号与终点设备编号录入清单即可（如电缆敷设软件与三维建模软件为同一软件，则只需要导入电缆清单即可）。

电缆敷设软件就可以根据导入的电缆信息、起点设备编号与终点设备编号，找到了电缆的起点位置与终点位置自动按照最短路径进行敷设。当敷设完成后，自动生产电缆清单。电缆清单中会列出电缆的相应信息：电缆编号、电缆型号、电缆类型、敷设路径、电缆长度、备用芯数。电缆清单还会根据不同的电缆型号自动分类汇总电缆长度，生成汇总清单。

三、电缆敷设的优缺点

根据一段时间的工程统计，采用三维模型与电缆敷设软件进行电缆敷设设计的工程优点是：设计时间缩短了20％，材料浪费量减少了70％，施工精确度提高了30％，电缆桥架与电缆敷设施工时间缩短了20％。

缺点也很明显，由于每个厂家采用的设计软件不统一，软件与软件间没对应接口；设计标准与编码规则不统一，造成了大量的数据转换工作。

但总体而言，采用三维模型与电缆敷设软件作为新时期的设计手段优点大于它的缺点，是值得推广使用。