對工廠供配電設計的技術要點分析

劉 蔚

廣東?；娏ㄔO工程有限公司 廣東佛山 528000

對工廠供配電設計的技術要點分析

劉 蔚

廣東?；娏ㄔO工程有限公司 廣東佛山 528000

電能在工業(yè)生產(chǎn)中應用廣泛，是必不可少的動力與能源，工廠供配電設計關系著生產(chǎn)的順利與安全，探討其技術要點十分重要。本文主要圍繞工廠供配電設計技術要點展開論述。

供配電設計；工業(yè)生產(chǎn)；技術要點

一、前言

供配電與工廠運行緊密相關，供配電良好可為運行效率提供保障，且有助于實現(xiàn)對成本的控制；供配電不佳，供電中斷則會嚴重影響工廠運行。

二、負荷設計

以《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》為參照，對中斷供電、供電可靠性帶來的影響與損失進行分析，在此基礎上可明確負荷的三層分級：①供電中斷會引起傷亡事件；在經(jīng)濟、政治層面上引起損失較為嚴重；用電單位運行具有重要的經(jīng)濟與政治意義，會對其造成影響的負荷。上述條件中滿足其中一條即為一級負荷，其中特別重要的負荷為，不允許中斷的、處在重要場所的負荷以及中斷會引起嚴重后果的負荷，如火災、爆炸以及中毒等。②對重要用電單位運行產(chǎn)生影響的負荷；供電中斷引起損失較大的負荷，其損失包含經(jīng)濟與政治兩個層面。上述條件滿足其一即為二級負荷。③排除上述兩種負荷即為三級負荷。計算負荷需區(qū)分用電設備的已知與未知，利用系數(shù)法、二項式法、需要系數(shù)法為用電設備已知時計算負荷的方法；住宅用電量指標法、單位指標法、負荷密度法為用電設備未知時計算負荷方法。

三、變壓器設計

在變壓器數(shù)量確定方面，通常設變壓器一臺在三級負荷情況下，對開關設備開斷容量限制進行分析考慮，應以容量不超過1250kVA作為單臺變壓器選用條件；若大于1250kVA變壓器容量才能滿足電負荷需求，變壓器數(shù)量需超過兩臺。在晝夜性或季節(jié)性負荷較多情況下，為確保負荷不投入使用時相關供電變壓器也相應切除，應采取單獨變壓器供電方法以減輕空載損耗。若負荷沖擊性較大，供電應單獨設變壓器，防止負荷的沖擊性影響其他負荷供電。若一級與二級負荷量較大，變壓器應設置兩臺以上，以相互備用方式保證可靠供電。對負荷發(fā)展進行分析，在此基礎上對變電所變壓器數(shù)量進行確定，保證其設置留有余量。

四、主接線設計

（一）主變壓器為一臺。若變電所所裝主變壓器僅為一臺，通常以無母線接線設置于其高壓側。以不同的高壓側開關電器為依據(jù)，主接線方案中較為經(jīng)典的有以下三種。負荷跌開式或負荷開關-熔斷器主接線。該方案簡化了變電所的操作程序，其送電與停電較為靈活簡便，無帶負荷拉閘風險，但其供電可靠性較低，適用變電所為三級負荷。戶外跌開式或隔離開關-熔斷器主接線。常用變電所類型為容量低于500kVA的，經(jīng)濟簡單、供電可靠性較低為這類變電所特點，變電所在主變壓器故障或檢修時會全部停電。該方案對變電所操作程序影響較大，停電與送電較為復雜。因熔體的更換對時間有一定要求，因此供電可靠性也會受影響，適合應用于小容量、三級負荷變電所。隔離開關斷路器主接線。高壓斷路器的應用簡化了變電所的操作程序，不但送電停電方便靈活，且過電流保護裝置會在短路故障時發(fā)揮作用，即自動跳閘，跳閘在故障消除后會馬上恢復。若將自動重合閘裝置配備其中則可進一步提升其供電的可靠程度。其適用條件以電源進線情況為依據(jù)，若電源進線僅為一路，則三級負荷適用；若有備用電源，或設有聯(lián)絡線于低壓側，則二級負荷適用。若電源進線為兩路可優(yōu)化其供電可靠程度，少量一級負荷或二級負荷適用。

（二）主變壓器為兩臺。低壓側單母分段、高壓側無母線主接線。供電可靠程度較高為其特點，在某一電源進線或主變壓器故障或停電檢修時，對低壓母線分段開關進行閉合就能夠將整個供電快速恢復。主變壓器為兩臺，且以備用電源自動投入裝置裝設于二者高壓側斷路器，若斷電跳閘問題發(fā)生于某一變壓器時，備用電源自動投入裝置會令另一斷路器自動合閘，使變電所供電恢復。一級與二級負荷適用。低壓側單母分段、高壓側單母線主接線。高壓出線為多路或主變壓器超過兩臺的變電所適合使用這一主接線，這一主接線具有較高的供電可靠性。某一主變壓器故障或檢修時，變電所供電經(jīng)切換操作可快速恢復。但變電所在電源進線或高壓母線故障或檢修時需停電，三級負荷適用。若存在低壓或高壓聯(lián)絡線，相聯(lián)于其他變電所，則一級、二級負荷適用。低壓側與高壓側均為單母線分段主接線，具有較高的可靠性。在正常條件下，分段運行與接通運行均為兩段高壓母線可采用的運行方式。某一電源進線或主變壓器故障或檢修時，變電所供電可經(jīng)切換操作得到快速恢復。一級、二級負荷適用。

五、繼電保護設計

繼電保護裝置的設置是電力系統(tǒng)可靠運行的重要保障，其設置要符合動作靈敏性、迅速性、選擇性三點要求。反時限保護與定時限保護為繼電保護的兩種類型。整定簡便、動作時間較為精確為定時限保護裝置的優(yōu)點，故障電流大小與動作時間無關，且時間固定不變，需直流操作電源、結線復雜、繼電器多、投資較大為其缺陷。結線簡單、投資少為反時限保護裝置優(yōu)點，故障電流與動作時間為反比，能夠同時達到電流速斷保護，可交流操作且經(jīng)濟簡單，動作時間整定麻煩為其缺陷。反時限保護經(jīng)濟簡單，適用于中小型工廠。

六、防雷與接地設計

雷電所產(chǎn)生的過電壓波會對變配電所形成侵入，對電器設備絕緣造成影響。對此，可將一組避雷器（HY5W4型）裝設于架空進線10kV最后電線桿中。內部無空腔為這類避雷器特點，具有非常高的可靠性。進出線若與架空線路相連則需接地于入戶電線桿，電纜頭均需接地。依據(jù)相關規(guī)定，電氣設備（380V）金屬外殼、變壓器380V外殼與側中性線、10kV配電裝置構架等均需接地，以RE＜4Ω作為工頻接地電阻。以工頻接地電阻與土壤電阻率為依據(jù)，接地可用500mm直徑鋼管6根，與變電所墻角相距2m處連接40mm*4mm扁鋼，將一排鋼管接地體打入，2.5m長，間隔為5m。

七、結束語

配電設計合理與否與企業(yè)效益、工廠生產(chǎn)安全緊密相關，因此，需對供配電設計進行探討與完善，促進供配電系統(tǒng)的不斷優(yōu)化，實現(xiàn)電能利用率的提升。

［1］李波.工廠供配電方案的技術經(jīng)濟比較探究［J］.商品與質量，2016（03）：102-103.