工程供配電的優(yōu)化設(shè)計(jì)要點(diǎn)探究

劉 錕

(中國(guó)直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所，江西 景德鎮(zhèn) 333000)

為了最大程度地滿足工廠所需電能的供應(yīng)與分配，以恪守設(shè)計(jì)規(guī)定，安全，及節(jié)能等為原則，優(yōu)化供配電系統(tǒng)；從各廠房的真實(shí)電需求出發(fā)合理分配電力系統(tǒng)中的電能，提高工廠供電的可靠性，自然十分重要。以筆者所工作的工廠，所負(fù)責(zé)的工程為例，供配電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)離不開(kāi)對(duì)工廠負(fù)荷的計(jì)算，對(duì)變電所位置的選擇以及對(duì)總變電所主接線，高低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，保護(hù)及對(duì)相關(guān)節(jié)能裝置的設(shè)置等。

1 工廠負(fù)荷的計(jì)算和變電所位置選擇

優(yōu)化工廠工程供配電系統(tǒng)，需要針對(duì)工廠總體負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算。畢竟每一個(gè)車(chē)間變電所的變壓器都有功率損耗，唯有先對(duì)這種功率損耗進(jìn)行預(yù)估，才能對(duì)整個(gè)廠區(qū)的總功率因數(shù)，高壓側(cè)負(fù)荷等數(shù)值進(jìn)行合理的計(jì)算。而為了實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算結(jié)果的有效分析，還要準(zhǔn)確列出相關(guān)的負(fù)荷計(jì)算表，以確保在此過(guò)程中相關(guān)數(shù)值引入的準(zhǔn)確性。

選擇供配電系統(tǒng)總變電所位置，要考慮高壓電源進(jìn)線方向等因素，盡可能靠近用電量較大的廠房或直接立在工廠負(fù)荷中心的附近。確定變壓器臺(tái)數(shù)及容量時(shí)，既要對(duì)全廠的負(fù)荷進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，又要參考土建專(zhuān)家方面的意見(jiàn)，以便調(diào)整后的供配電系統(tǒng)能滿足將來(lái)工廠建設(shè)擴(kuò)張，產(chǎn)能擴(kuò)大的需求。

2 主接線及高低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)工廠變電所主接線，要秉承可靠和安全的原則，一般會(huì)選擇高壓雙電源的供電方式，讓電房之間環(huán)環(huán)相扣，靈活供電。同時(shí)考慮到未來(lái)工廠設(shè)備維修的便捷性及可操作性。

另外，廠區(qū)的高低壓配電系統(tǒng)是整個(gè)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，因而在開(kāi)展相關(guān)設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮到設(shè)計(jì)的專(zhuān)業(yè)性，經(jīng)濟(jì)性原則。結(jié)合廠區(qū)內(nèi)的實(shí)際負(fù)荷情況，統(tǒng)籌考慮負(fù)荷布局，變電所位置等因素，確定廠區(qū)配電電壓(若出現(xiàn)高壓進(jìn)線和變電站不穩(wěn)定等情況，可以考慮使用有載調(diào)壓油浸式變壓器)。要選擇便于日常操作的鎧裝移開(kāi)式中置柜作為高壓柜，選擇方便更換開(kāi)關(guān)，造價(jià)相對(duì)便宜的固定式開(kāi)關(guān)柜作為低壓柜。當(dāng)需要使用兩臺(tái)或者兩臺(tái)以上的變壓器時(shí)，所選擇的變壓器必須具有連鎖功能。因?yàn)橥ǔＧ闆r下低壓電流比較大，所以出現(xiàn)1250kVA以上級(jí)別的變壓器時(shí)，要使用封閉母線槽來(lái)連接低壓側(cè)至低壓總進(jìn)線柜。

3 保護(hù)與相關(guān)節(jié)能裝置的設(shè)置

工頻電氣參數(shù)受制于電力系統(tǒng)，會(huì)隨之變化而產(chǎn)生波動(dòng)，電力系統(tǒng)若出現(xiàn)短路，工頻電氣參數(shù)就會(huì)發(fā)生變化，對(duì)工廠生產(chǎn)等造成一系列的影響，甚至誘發(fā)安全事故。因此在對(duì)供配電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化的過(guò)程中，還需要考慮工廠的實(shí)際情況，針對(duì)過(guò)流，速斷，零序，瓦斯等設(shè)計(jì)相關(guān)的斷電保護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的保護(hù)；另一方面，選擇低壓側(cè)電氣設(shè)備和高壓側(cè)電氣設(shè)備，要綜合考慮各個(gè)回路所對(duì)應(yīng)的額定值、短路電流及計(jì)算負(fù)荷數(shù)據(jù)，在完成初步選擇后，還要對(duì)設(shè)備進(jìn)行熱穩(wěn)定性檢驗(yàn)。同時(shí)為了合理選擇及檢驗(yàn)電氣設(shè)備，還需要對(duì)斷電保護(hù)裝置進(jìn)行一定的計(jì)算，在實(shí)際計(jì)算過(guò)程中就無(wú)限容量系統(tǒng)供電進(jìn)行短路電流計(jì)算，根據(jù)系統(tǒng)的不同運(yùn)行方式、結(jié)合相應(yīng)的短路參數(shù)，計(jì)算得到各個(gè)點(diǎn)兩相，三相的短路電流；針對(duì)大型的用電要求較高的工廠，斷電保護(hù)要選取直流屏供電。在直流屏的選擇上，要結(jié)合需要確定斷電保護(hù)的機(jī)器臺(tái)數(shù)，恰如其分地控制大小。

就工廠的供配電設(shè)計(jì)優(yōu)化而言，節(jié)能策略可以應(yīng)用在多個(gè)方面，本文中筆者僅以照明系統(tǒng)為例，對(duì)節(jié)能減排措施展開(kāi)研究。當(dāng)前國(guó)內(nèi)大部分工廠的室內(nèi)照明系統(tǒng)涉及到三種類(lèi)型的“照明”工具，主要包括直管熒光燈、金屬鹵化物燈、LED日光燈。相對(duì)而言，直管熒光燈在光效和顯色性方面比較突出，不論是從節(jié)能性還是經(jīng)濟(jì)性考慮，都是最佳選擇；而金屬鹵化燈穿透性強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，光源較為高效，但是需要配備專(zhuān)用的整流器，因此不適合進(jìn)行頻繁的更換；LED日光燈的光源效果較好，但光源與燈具的匹配存在一定的難度，以至于在實(shí)際選擇和安裝過(guò)程中，至少要使用三次光學(xué)配光。另外，在工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和予以落實(shí)的過(guò)程中，還需綜合性考慮多重設(shè)備的問(wèn)題，節(jié)能是建立在整體性、綜合性的基礎(chǔ)之上的，割裂而為的方式并不可取。

4 結(jié) 語(yǔ)

總而言之，工廠工程供配電設(shè)計(jì)的優(yōu)化要兼顧安全和經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)遵循相關(guān)設(shè)計(jì)的規(guī)范。當(dāng)然因?yàn)樯婕暗街T多細(xì)節(jié)，工作人員在具體操作過(guò)程中要嚴(yán)密設(shè)計(jì)，多方驗(yàn)證，同時(shí)隨時(shí)針對(duì)具體的情況進(jìn)行細(xì)致，深入地調(diào)整，以便能夠真正意義上發(fā)揮服務(wù)工廠生產(chǎn)，節(jié)能節(jié)電的關(guān)鍵性作用。