關(guān)于工廠供配電設(shè)計(jì)的研究

摘 要：在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，作為重要的能源和動(dòng)力，電能的廣泛應(yīng)用，推動(dòng)了現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展。因此，為了讓生產(chǎn)能夠安全、順利地進(jìn)行，做好工廠的供電設(shè)計(jì)尤為重要。文章對(duì)工廠供配電設(shè)計(jì)的四項(xiàng)原則進(jìn)行了闡述，對(duì)工廠配電設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施、節(jié)電節(jié)能措施等進(jìn)行了深入的分析和研究。

關(guān)鍵詞：工廠；供配電系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；研究

1 工廠供配電系統(tǒng)概述

所謂工廠供電就是指工廠所需電能的供應(yīng)和分配，也稱工廠配電。通過工廠供配電系統(tǒng)，將電力系統(tǒng)的電能進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕祲?，然后根?jù)各個(gè)車間或廠房的供電需求進(jìn)行合理分配。隨著社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展的需要，供配電系統(tǒng)的發(fā)展也呈現(xiàn)一種新趨勢(shì)。目前，隨著城市化的發(fā)展，大中型城市的用電需求也越來越多，然而大型城市的配電通常存在著配電距離過長的問題，這時(shí)一般采用提高供電電壓的方式來解決。同時(shí)，為了提高工業(yè)企業(yè)以及一些大型用電設(shè)備的輸電能力，也常常采用提高電壓的方式，從而達(dá)到使輸電距離增加的目的。此外，為了使供電的可靠性得以提高，可以適當(dāng)減少變壓器的數(shù)量，進(jìn)而對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行簡化。

2 工廠供電設(shè)計(jì)原則

電能是工廠生產(chǎn)的能源與動(dòng)力，因此，在工廠設(shè)計(jì)中，供配電的設(shè)計(jì)是其中重要的組成部分，其設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞，與工廠的正常運(yùn)行和進(jìn)一步的發(fā)展息息相關(guān)。這就要求工廠供電工作人員具有較高的綜合素質(zhì)和熟練的業(yè)務(wù)技能，并且需要按照以下要求，進(jìn)行工廠供配電設(shè)計(jì)。

首先，對(duì)于國家相關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，必須嚴(yán)格地遵守，對(duì)于國家節(jié)約能源及有色金屬的相關(guān)方針政策，必須切實(shí)地貫徹執(zhí)行。

其次，人身和設(shè)備的安全，是進(jìn)行工廠供電設(shè)計(jì)時(shí)，必須要考慮的因素，要切實(shí)保證供電的可靠性，保證電能具有合格的質(zhì)量，要兼顧技術(shù)先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)合理性的原則。在進(jìn)行電器產(chǎn)品的選擇時(shí)，要選用高效、低能耗、性能優(yōu)良的產(chǎn)品。

再次，在進(jìn)行供電設(shè)計(jì)時(shí)，要兼顧企業(yè)當(dāng)前需求和長遠(yuǎn)發(fā)展，不僅要滿足工廠近期生產(chǎn)的需求，還要考慮工廠長遠(yuǎn)發(fā)展的計(jì)劃，使供電設(shè)計(jì)可以在較長的一段時(shí)期內(nèi)都能滿足工廠擴(kuò)建等帶來的用電需求的變化。

最后，要結(jié)合企業(yè)的實(shí)際情況，根據(jù)負(fù)荷的性質(zhì)、用電容量、工程的特點(diǎn)，考慮到地區(qū)供電條件，設(shè)計(jì)出合理的供電方案。對(duì)于供電人員，要積極提高自身業(yè)務(wù)素質(zhì)，學(xué)習(xí)和掌握供電設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)，從而更好地完成供電設(shè)計(jì)工作，促進(jìn)企業(yè)安全生產(chǎn)和提高效益。

3 工廠供配電設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 負(fù)荷計(jì)算

在計(jì)算總降壓變電所的負(fù)荷時(shí)，需要根據(jù)車間負(fù)荷來進(jìn)行計(jì)算，因?yàn)檐囬g變電所變壓器存在功率損耗，所以，計(jì)算總降壓變電所的負(fù)荷需要考慮到這部分損耗，進(jìn)而得出全廠總降壓變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷以及總功率因數(shù)。此外，還要將負(fù)荷計(jì)算表詳細(xì)的列出，清楚明晰地表達(dá)計(jì)算成果。

3.2 總降壓變電所位置的選取，需要把電源進(jìn)線方向列為考慮因素，進(jìn)行合理選擇。主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的確定，需要參考土建和工藝方面專家的意見，以全廠計(jì)算負(fù)荷為依據(jù)，滿足工廠將來擴(kuò)建和備用的需要。

3.3 工廠總降壓變電所主結(jié)線的設(shè)計(jì)和安裝，要確保其安全性和可靠性，安裝簡單方便，具有靈活性和經(jīng)濟(jì)性。此外，還要充分考慮到將來維修的可操作性和方便性。

3.4 廠區(qū)高壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，首先要滿足技術(shù)條件，還要考慮經(jīng)濟(jì)合理性，根據(jù)廠內(nèi)負(fù)荷的實(shí)際情況，綜合考慮各種因素，如負(fù)荷布局、總降壓變電所的位置等，進(jìn)而對(duì)廠區(qū)配電電壓進(jìn)行確定?？梢灾朴喅鰩追N高壓配電網(wǎng)布置方案，從中選擇最優(yōu)方案。

3.5 為了對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行合理選擇和校驗(yàn)，對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行整定計(jì)算，就需要進(jìn)行短路電流的計(jì)算。短路電流的計(jì)算可以按照無限容量系統(tǒng)供電進(jìn)行，根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行方式的不同，利用相應(yīng)的短路參數(shù)，計(jì)算出各點(diǎn)的三相及兩相短路電流。

3.6 改善功率因數(shù)裝置設(shè)計(jì)

總降壓變電所的功率因數(shù)可以通過計(jì)算負(fù)荷而獲得，為了達(dá)到供電部門要求的數(shù)值，還要進(jìn)行無功率的補(bǔ)償，其數(shù)值可以通過查表后計(jì)算得出。此外，利用大型同步電動(dòng)機(jī)，也可以對(duì)功率因數(shù)進(jìn)行改善，其原理是大型同步電動(dòng)機(jī)可以對(duì)勵(lì)磁電流進(jìn)行控制，從而提供無功功率。

3.7 變電所高、低壓側(cè)設(shè)備選擇。

變電所高、低壓側(cè)電器設(shè)備在選擇時(shí)，需要以短路電流計(jì)算數(shù)據(jù)、各回路計(jì)算負(fù)荷以及對(duì)應(yīng)的額定值作為依據(jù)。初步選擇后，還要對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)，即熱穩(wěn)定和力穩(wěn)定的檢驗(yàn)。最終的設(shè)計(jì)結(jié)果，通過總降壓變電所主結(jié)線圖，設(shè)備材料表和投資概算加以展示。

3.8 工廠供配電系統(tǒng)的繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)

工頻電氣量參數(shù)會(huì)因電力系統(tǒng)的變化而發(fā)生改變，如果發(fā)生短路故障，就會(huì)引起這些參數(shù)也發(fā)生相應(yīng)改變，由此，可以設(shè)計(jì)出繼電保護(hù)裝置，如根據(jù)反應(yīng)電流的增大和電壓的降低進(jìn)行過電流保護(hù)和低電壓保護(hù)。

3.9 做好防雷工作

3.9.1 架空線路防雷措施

對(duì)于66KV及以上的架空線，可以通過全線裝設(shè)避雷線的方式進(jìn)行防雷，但是成本較高。對(duì)于10KV及以下的架空線路，可以從提高線路本身的絕緣水平上入手，進(jìn)而線路的防雷水得以提高。一般情況下，可以選用木橫擔(dān)、瓷橫擔(dān)或者是高一級(jí)的絕緣子。對(duì)于某些絕緣薄弱地點(diǎn)，為提高其防雷水平，可以加裝避雷器。

3.9.2 變配電所防雷措施

變電所的防雷設(shè)備中，避雷器是其中非常重要的設(shè)備，因此，對(duì)于避雷器的設(shè)計(jì)和安裝，需要更加注意，必須確保避雷器裝在被保護(hù)設(shè)備的電源側(cè)，并且與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)。當(dāng)發(fā)生雷電過電壓時(shí)，避雷器的火花間隙就被擊穿，或是由高阻變?yōu)榈妥?，從而使過電壓對(duì)大地放電，保護(hù)設(shè)備的絕緣。

3.10 采取措施進(jìn)行節(jié)電節(jié)能

首先，充分利用電力無功補(bǔ)償，節(jié)約工廠用電的電能損耗，提高電能利用效率。可以采用移相電容器和同步電機(jī)進(jìn)行節(jié)電節(jié)能。移相電容器安裝位置的選擇上，要以靠近用電設(shè)備的分廠、車間變電所低壓母線側(cè)為原則。此外，要結(jié)合工廠的生產(chǎn)情況來選擇合適的變壓器，變壓器容量的確定，要在滿足使用的基礎(chǔ)上，注重其經(jīng)濟(jì)性，避免不必要的浪費(fèi)。

其次，采用性能較好的變壓器，將性能較差的變壓器留作備用。對(duì)于并列運(yùn)行的變壓器，要考慮其組合的經(jīng)濟(jì)性，此外，變壓器運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性也是必須要考慮的因素。在確保工廠最大的負(fù)載的前提下，盡量減少變壓器數(shù)量，以節(jié)約變壓器維護(hù)的成本和電能的損耗。

再次，在輸電線路的施工設(shè)計(jì)中，配電箱以及低壓箱的輸出線應(yīng)盡量走直線，另外要合理控制線路的供電半徑，并且根據(jù)供電半徑調(diào)整輸電線路的長度，從而實(shí)現(xiàn)供電輸電線路最優(yōu)化。如果具有穩(wěn)定的載流量，輸電線路較長，在電網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，可以采用增加導(dǎo)線截面的方式來降低損耗電能損耗，雖然短時(shí)期內(nèi)使成本提升，卻能帶來長遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。

最后，根據(jù)用電負(fù)荷的不同，即常規(guī)設(shè)備用電與生產(chǎn)機(jī)器用電，采取不同的線路進(jìn)行分別供電。在導(dǎo)線截面和電線長度的選擇上，也必須根據(jù)工廠用電需求，進(jìn)行合理選擇，達(dá)到對(duì)輸送電量進(jìn)行控制，安全可靠、節(jié)約用電的目的。

4 結(jié)束語

總之，作為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的能源和動(dòng)力，電能發(fā)揮著越來越重要的作用。合理地進(jìn)行配電設(shè)計(jì)，是保障工廠安全生產(chǎn)和創(chuàng)造企業(yè)效益的重要因素，因此必須進(jìn)一步完善供配電設(shè)計(jì)，優(yōu)化供配電系統(tǒng)，從而提高電能的利用率，節(jié)約能源，在創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)創(chuàng)造更多的社會(huì)效益。

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