電氣供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的常見疑難問題

摘 要：在工業(yè)項(xiàng)目的工程設(shè)計(jì)中，供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是重要內(nèi)容之一，其復(fù)雜程度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于民用供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，而且電力負(fù)荷等級(jí)及其電力負(fù)載種類、工作特點(diǎn)都差別很大。主要包括：高壓變電、配電系統(tǒng)以及低壓配電系統(tǒng)三個(gè)組成部分。本文結(jié)合具體的工程實(shí)際，對(duì)工業(yè)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中常見的問題進(jìn)行了研究，對(duì)其中的疑難問題進(jìn)行了重點(diǎn)探討。

關(guān)鍵詞：工業(yè)供配電設(shè)計(jì) 工程設(shè)計(jì) 疑難問題

中圖分類號(hào)：TU85 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）07（a）-0090-01

1 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題分析

本節(jié)以某工程實(shí)際為依托，對(duì)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)各方面的問題進(jìn)行探討。該工業(yè)工程包括生產(chǎn)區(qū)和輔助區(qū)。子項(xiàng)目包括：裝置區(qū)、廠房、配電室以及水泵房等。在設(shè)計(jì)中需要按照“個(gè)體-整體”的設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行；完成各個(gè)子項(xiàng)目的供配電設(shè)計(jì)之后，再進(jìn)行總體電力外線的設(shè)計(jì)，所有設(shè)計(jì)均需遵守相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范。在設(shè)計(jì)中主要涉及到如下問題：（1）負(fù)荷等級(jí)的劃分。依據(jù)國(guó)標(biāo)的相關(guān)規(guī)定并綜合考察該工業(yè)工程中的供電可靠性要求，由于裝置屬于易燃易爆的生產(chǎn)環(huán)境，意外停電會(huì)給生產(chǎn)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，主要的生產(chǎn)機(jī)泵劃為一、二類用電負(fù)荷。（2）配電室設(shè)計(jì)。在該工程中配電室為10 kV高低壓聯(lián)合配電室，設(shè)置有：變壓器室、低壓開關(guān)柜以及高壓開關(guān)。在接線上，高壓供電系統(tǒng)采用的接線模式是單母線分段式，并且設(shè)置相應(yīng)的母聯(lián)開關(guān)；低壓供電系統(tǒng)的的接線模式采用的是單母線分段式，母聯(lián)開關(guān)與進(jìn)線開關(guān)形成機(jī)械聯(lián)鎖，在同一時(shí)間內(nèi)，兩個(gè)開關(guān)只允許閉合，通常情況下，母聯(lián)開關(guān)是斷開的。（3）配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中常見的問題之一是選擇合適的電纜。對(duì)于10 kV電源進(jìn)線來(lái)說，應(yīng)該選擇鎧裝高壓聚氯乙烯電纜，在鋪設(shè)時(shí)，應(yīng)沿著室外的電纜溝進(jìn)行；對(duì)于變壓器與高壓柜間的電纜來(lái)說，應(yīng)該選擇高壓聚氯乙烯電纜[1]。低壓配電柜與變壓器之間的連接應(yīng)該采用母線橋連接。在該工程中，裝置以及相應(yīng)的水泵上集中了主要的生產(chǎn)性負(fù)荷；照明箱、通風(fēng)負(fù)荷動(dòng)力箱等屬于輔助性負(fù)荷，低壓配電柜與輔助性負(fù)荷的連接方式采用反射式連接。另外，應(yīng)該將低壓回路負(fù)荷控制在250 kW以下。為了保證線路的安全穩(wěn)定，連接電纜應(yīng)該選擇阻燃聚氯乙烯電纜[2]；在鋪設(shè)電纜時(shí)，應(yīng)該沿著電纜橋架的方式進(jìn)行。

2 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的疑難問題

2.1 防雷與接地

防雷與接地問題是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一大重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。當(dāng)下，主要的防雷設(shè)備有：接閃器和避雷器，其中，前者直接接受雷擊，避雷針是接閃器上接受雷擊的金屬，如果是金屬線接受雷擊，則被稱之為避雷線；如果是金屬帶接受雷擊，則被稱之為避雷帶。后者在實(shí)現(xiàn)防雷功能時(shí)需要與相應(yīng)的被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)，裝設(shè)在設(shè)備的電源側(cè)。在雷雨天氣，線路上出現(xiàn)雷擊過電壓時(shí)，避雷器的火花間隙將會(huì)被擊穿，過電壓通過避雷器對(duì)大地進(jìn)行放電，有效的保護(hù)了各種電氣設(shè)備，閥式和排氣式是兩種主要的避雷器型式。架設(shè)避雷線是主要的防雷措施之一，但存在造價(jià)高的缺點(diǎn)，對(duì)于35 kV的架空線路來(lái)說，通常只在變配電所的進(jìn)出段架設(shè)避雷線。而對(duì)于10 kV及以下的線路來(lái)說，裝設(shè)避雷線的成本太高，通常不予架設(shè)。室外配電裝置的防雷一般都是通過裝設(shè)避雷針來(lái)實(shí)現(xiàn)的。另外，如果變配電所所處位置附近存在較高的建筑物，建筑物上的防雷設(shè)施能夠?qū)ψ兣潆娝鶎?shí)施保護(hù)，就無(wú)需再單獨(dú)為變配電所設(shè)置防雷保護(hù)。在高壓側(cè)裝設(shè)必要的避雷器，其主要目的是為了保護(hù)主變壓器，防止雷電沖擊波入侵到變配電所中。對(duì)于接地來(lái)說，當(dāng)設(shè)備和裝置正常運(yùn)行時(shí)，接地線中是沒有電流流過的。當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，接地線中會(huì)流過接地故障電流。接地線與接地體一起構(gòu)成了接地裝置。

2.2 供配電系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)

工業(yè)工程中供配電系統(tǒng)不斷實(shí)施自動(dòng)化，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、PLC系統(tǒng)等的使用會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成了干擾，其中的電氣功能模塊有可能無(wú)法正常工作，最終導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的故障。另外，這些干擾信號(hào)還會(huì)通過感應(yīng)、傳導(dǎo)等方式進(jìn)入到二次設(shè)備中，一旦干擾水平超過了電子設(shè)備的耐受能力，這些設(shè)備將會(huì)出現(xiàn)不正常動(dòng)作。由于干擾信號(hào)的產(chǎn)生和對(duì)系統(tǒng)造成的干擾都十分復(fù)雜，因此解決起來(lái)也十分困難。

首先，對(duì)于變配電所系統(tǒng)來(lái)說，在干擾作用下，各類開關(guān)設(shè)備和測(cè)量系統(tǒng)的安全可靠性都會(huì)受到影響。變配電所系統(tǒng)中的常見干擾有：電源干擾、線路干擾以及電磁干擾等[3]。頻率和電壓的干擾是電源引入產(chǎn)生的干擾，解決電源干擾的主要措施有：變壓和穩(wěn)壓，整流和濾波等，這樣不僅能夠降低集中供電的危險(xiǎn)，公共阻抗與公共電源間的耦合也會(huì)得到緩解，有利于電源/ZViMIZkl1rgxRQG+rn66w==的散熱。同時(shí)，對(duì)于交流電的引入線，應(yīng)該采用通導(dǎo)率較大的粗導(dǎo)線，采用雙絞線作為直流輸出線，合理設(shè)置配線的長(zhǎng)度。需要對(duì)電源設(shè)置相應(yīng)的監(jiān)視電路，其功能是對(duì)電源電壓的瞬時(shí)短路和瞬間壓降以及各種干擾進(jìn)行監(jiān)視。在變壓器的進(jìn)線側(cè)需要安裝避雷器，另外還需要利用避雷針和避雷線形成避雷網(wǎng)。

對(duì)傳輸線路的干擾來(lái)說，在長(zhǎng)線傳輸過程中發(fā)生單相接地故障、或是外界干擾線號(hào)的侵入、不合理的中性點(diǎn)設(shè)置等都會(huì)產(chǎn)生干擾信號(hào)。對(duì)傳輸過程中出現(xiàn)的干擾進(jìn)行抑制，首先是選擇合適的傳輸線，一般選擇同軸電纜及雙絞線，其中，前者的組成包括一根空心的圓柱導(dǎo)體以及內(nèi)導(dǎo)線，并且兩者與外界之間需要通過絕緣材料隔離開來(lái)。這種電纜的優(yōu)點(diǎn)在于具有較強(qiáng)的抗干擾能力和穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸特性，并且價(jià)格較便宜。后者被封裝于絕緣外套中，形成一種傳輸介質(zhì)，其構(gòu)成的環(huán)路改變了電磁感應(yīng)的方向，能夠抵抗電磁干擾。其次是采用在線監(jiān)測(cè)技術(shù)抗干擾。將各種保護(hù)，如：過電流保護(hù)、零序電流保護(hù)等裝設(shè)在檢測(cè)設(shè)備上，對(duì)線路的絕緣狀況進(jìn)行檢測(cè)。在抑制電磁干擾上，可以采用屏蔽和接地抗干擾兩種措施。良好的接地保護(hù)能夠?qū)崿F(xiàn)電流經(jīng)過地線阻抗時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的消除，防止磁場(chǎng)和電位差造成的影響[4]。對(duì)于干擾的抑制來(lái)說，接地是最為重要的方法，另外，與屏蔽相結(jié)合能夠抵抗大部分的電磁干擾問題。

3 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合具體的工程實(shí)際，對(duì)工業(yè)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中常見的問題進(jìn)行了探討研究，對(duì)其中的疑難問題進(jìn)行了重點(diǎn)分析。在工業(yè)生產(chǎn)中，供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵，它對(duì)于整個(gè)企業(yè)的運(yùn)營(yíng)、成本控制和總體發(fā)展來(lái)說都具有重要的意義，需要引起企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)層的高度重視，而不單單是電氣設(shè)計(jì)人員和維護(hù)人員的重視。另外，在當(dāng)下，工業(yè)實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化后，電力系統(tǒng)受到的干擾越來(lái)越嚴(yán)重，如何抵抗這種干擾也需要進(jìn)行深入的分析和研究，制定出合理有效的對(duì)策。

參考文獻(xiàn)

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