工廠供配電工程設(shè)計研究

胡志榮

摘 要：工廠供配電工程能夠有效確保電能供應(yīng)和分配，供配電系統(tǒng)運(yùn)行期間可以按照廠房車間要求適當(dāng)降低電力系統(tǒng)電能壓力，合理分配電能，全面加強(qiáng)工廠供電穩(wěn)定性。此次研究主要是探討分析工廠供配電工程設(shè)計，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人員起到參考性價值。

關(guān)鍵詞：工廠；供配電；工程設(shè)計

在工業(yè)生產(chǎn)中電能具有重要作用，實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)電氣化能夠使產(chǎn)量明顯增加，優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量，減少經(jīng)濟(jì)成本，提升生產(chǎn)效率。此外，通過電氣化生產(chǎn)模式可以減輕生產(chǎn)人員工作量，改善工作環(huán)境，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。所以，在工廠供配電設(shè)計中必須充分考慮多項內(nèi)容，例如電路設(shè)計，無功補(bǔ)償，負(fù)荷計算，變壓器型號等，還應(yīng)當(dāng)深入分析防雷接地裝置，線路分配，設(shè)備選型等，確保生產(chǎn)期間能夠應(yīng)用到最佳供配電設(shè)計，全面促進(jìn)工廠經(jīng)濟(jì)效益的提高。

1 工廠供配電設(shè)計的價值和原則分析

工廠在設(shè)計供配電的主要目的在于確保電能安全性和可靠性，能夠運(yùn)送到不同部門。由于電能屬于工業(yè)生產(chǎn)必備能源，并且電能可以轉(zhuǎn)化為其他能應(yīng)用到生產(chǎn)中。輸送和分配電能設(shè)計必須確保經(jīng)濟(jì)性和可控制性，便于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。由于供配電工程設(shè)計質(zhì)量會直接影響生產(chǎn)，因此對于設(shè)計人員的要求也比較高。首先應(yīng)當(dāng)確保設(shè)計人員可以按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定開展設(shè)計，特別是注重節(jié)能環(huán)保設(shè)計理念。其次，在設(shè)計供配電時應(yīng)當(dāng)全面注重安全因素，主要表現(xiàn)在設(shè)備安全和人員安全。確保供電穩(wěn)定性和可靠性基礎(chǔ)之上，需要注重技術(shù)先進(jìn)性原則和經(jīng)濟(jì)合理性原則。其次，在選擇電氣產(chǎn)品時應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選擇低能耗，高經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)品。此外，在具體設(shè)計期間還應(yīng)當(dāng)確保系統(tǒng)設(shè)計滿足工廠生產(chǎn)要求，充分考慮企業(yè)未來發(fā)展需要。比如在設(shè)計高壓進(jìn)線時考慮到日后進(jìn)線要求，在配電房設(shè)計時應(yīng)當(dāng)考慮增容改造空間問題。在設(shè)計期間還需要考慮企業(yè)實際需求，選擇最佳系數(shù)，聯(lián)合地區(qū)用電情況深入分析設(shè)計工程特點(diǎn)，負(fù)荷性質(zhì)一件件用電容量等文圖，這樣才可以保證設(shè)計方案的合理性，深入了解常用電氣設(shè)備的額定功率以及先進(jìn)設(shè)備功率，以此提升設(shè)計人員專業(yè)能力和綜合素養(yǎng)，確保企業(yè)生產(chǎn)安全性。

2 工廠供配電工程設(shè)計內(nèi)容分析

2.1 負(fù)荷計算

在計算用電設(shè)備負(fù)荷時主要應(yīng)用二項式系數(shù)法和系數(shù)法，其中系數(shù)法屬國際通用算法，二項式系數(shù)法可以明確設(shè)備臺數(shù)，有效計算分支干線負(fù)荷，此次研究主要采用系數(shù)法。在設(shè)計工廠供配電工程時必須計算總負(fù)荷，這與車間變電所變壓器功率損害有關(guān)，在計算變電所總降壓時需要充分考慮功率損耗問題，這樣才能有效計算工廠總變電所高壓側(cè)總功率因數(shù)和負(fù)荷量。為了比較分析計算結(jié)果，還應(yīng)當(dāng)羅列出負(fù)荷計算表。在明確用電設(shè)備計算負(fù)荷公式：在計算用電設(shè)備負(fù)荷時，需要采用以下公式進(jìn)行：其中表示電動機(jī)額定功率，表示額定負(fù)荷下的功率。

2.2 選擇總變電位置

在確定總變電位置時需要充分考慮高壓電源接線等因素影響，確定出最佳位置。一般來說，在工廠負(fù)荷中心設(shè)置總變電位置，并且與大用電量廠房鄰近。在明確變壓器臺數(shù)和容量時還應(yīng)當(dāng)全面計算全工廠負(fù)荷，并且聯(lián)合工藝和土建專家的意見，這樣能夠有效滿足工廠備用要求。

2.3 設(shè)計總變電所主接線

在進(jìn)行總變電所主接線設(shè)計時應(yīng)當(dāng)保證安全可靠性，通常采用高壓雙電源供電方式，將電房之間緊密聯(lián)系，確保轉(zhuǎn)供電靈活性。在此期間還應(yīng)當(dāng)考慮設(shè)備后期檢修維護(hù)的便利性。

2.4 設(shè)計高低壓配電系統(tǒng)

由于在工廠供配電設(shè)計中高壓配電系統(tǒng)設(shè)計屬于重要內(nèi)容，在設(shè)計期間既要滿足各項設(shè)計要求，還應(yīng)當(dāng)全面分析設(shè)計經(jīng)濟(jì)性，并且按照工廠內(nèi)實際負(fù)荷情況明確負(fù)荷布局和總變電所位置，之后明確工廠內(nèi)配電電壓。由于變電壓和高壓進(jìn)線存在不穩(wěn)定情況，因此在設(shè)計需要使用有載調(diào)壓油浸式變壓器。在選擇高壓柜時應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮鎧裝移動式中置柜，這樣能夠為日常檢修與維護(hù)提供便利性。在選擇低壓柜時應(yīng)當(dāng)考慮開關(guān)維護(hù)檢修便利性，還能夠注重經(jīng)濟(jì)性因素，所以可以選用固定式開關(guān)柜。工廠生產(chǎn)期間若需要聯(lián)合使用多臺變壓器，則必須確保聯(lián)鎖功能的可靠性。一般來說，低壓電流比較大，因此對于功率比較大的變壓器來說，則需要采用封閉母線槽連接方式連接低壓側(cè)和低壓總進(jìn)線柜。

2.5 設(shè)計保護(hù)裝置

電力系統(tǒng)在運(yùn)行期間產(chǎn)生變化時，工頻電氣量參數(shù)也會發(fā)生相應(yīng)變化。當(dāng)電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中發(fā)生故障問題時，會改變工頻電氣量參數(shù)。所以在設(shè)計供配電網(wǎng)絡(luò)時必須充分考慮電力系統(tǒng)的實際情況，優(yōu)化設(shè)計繼電保護(hù)器。其次，在選擇變電所低壓側(cè)和高壓側(cè)電氣設(shè)備時應(yīng)當(dāng)注重力學(xué)檢驗和熱穩(wěn)定檢驗。在選擇和檢驗電氣設(shè)備時為了保證合理性，應(yīng)當(dāng)整定計算繼電保護(hù)裝置。此時還應(yīng)當(dāng)考慮計算短路電流問題。在計算期間需要采用無限容量系統(tǒng)方式進(jìn)行計算，按照系統(tǒng)的不同運(yùn)行方式，短路參數(shù)來對不同點(diǎn)兩相短路電流和三相短路電流進(jìn)行計算。對于繼電保護(hù)來說，需要工廠對于用電設(shè)備安全性和穩(wěn)定性要求分析，對于要求比較大的工廠則需要采用直流屏供電方式，在選擇直流屏?xí)r應(yīng)當(dāng)保證尺寸合理性，并且聯(lián)合斷路器保護(hù)臺數(shù)等原則進(jìn)行分析。

2.6 設(shè)計功率因數(shù)改善裝置

在對負(fù)荷進(jìn)行計算之后，能夠獲取總變電所功率因數(shù)，為了確?？偨祲鹤冸娝β室驍?shù)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，需要采用無功補(bǔ)償方式，通過查詢表數(shù)之后計算無功補(bǔ)償?shù)奈揖唧w值。其次，工廠供配電設(shè)計中海應(yīng)當(dāng)推廣語大型同步電動機(jī)，這樣可以有效控制勵磁電流，對功率因數(shù)起到改善作用。在應(yīng)用同步電動機(jī)時應(yīng)當(dāng)全面考慮消諧裝置和電抗器裝置。

2.7 防雷接地裝置設(shè)計

第一，防雷設(shè)備。供配電設(shè)計中的防雷設(shè)備主要包括避雷器和接閃器。不開起可以有效避免雷電傷害所產(chǎn)生的過電壓波侵入到建筑物內(nèi)，以免影響保護(hù)設(shè)備的絕緣效果。接閃器可以有效承受直擊雷。供配電工程設(shè)計中主要是將防雷設(shè)備安裝在高壓側(cè)和低壓側(cè)。對于高壓側(cè)來說，其可以有效保護(hù)主變壓器，避免雷電波進(jìn)入到變電所，造成損壞影響。變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)與避雷器接地端連接，并且將閥式避雷器架設(shè)在母線和進(jìn)線終端上。對于低壓側(cè)安裝來說，避雷器可以避免雷電波擊穿變壓抑絕緣。變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)不接地時，可以將閥式避雷器裝設(shè)在中性點(diǎn)位置。

第二，接地裝置：電器裝置部分與大地之間的電器連接被稱為接地。人工接地方式主要是加設(shè)接地體。自然接地體為接地體使用的與地面直接接觸的金屬管道以及混凝土基礎(chǔ)。設(shè)備裝置與接地體連接部位的金屬導(dǎo)線被稱為接地線。接地線被劃分為接地干線和支線，其中接地干線需要使用兩根以上導(dǎo)線在不同地點(diǎn)連接于接地網(wǎng)。

2.8 節(jié)能設(shè)計

本文所分析的節(jié)能設(shè)計重點(diǎn)在于照明系統(tǒng)節(jié)能改造。當(dāng)前，室內(nèi)照明燈具包含熒光燈，鹵化物燈，日光燈等。其中日光燈光源具有較強(qiáng)的方向性，然而燈具互光源之間的匹配難度比較大，需要進(jìn)行多次配光。鹵化物燈具具有較強(qiáng)的穿透性，使用壽命比較長，但是在設(shè)計期間需要額外加設(shè)整流器，無法實現(xiàn)多次操作。熒光燈在光效和顯色性等方面均具有顯著優(yōu)勢，所以從照明效果以及經(jīng)濟(jì)成本等因素分析，考慮采用熒光燈作為照明系統(tǒng)主要燈具。

3 結(jié)束語

綜上所述，此次研究主要是圍繞工廠供配電工程設(shè)計問題展開討論，由于當(dāng)前我國工廠電能利用率低下，因此必須實行變配電所設(shè)計。通過對供配電負(fù)荷計算、總變電位置確定、主接線設(shè)計、高低壓配電系統(tǒng)、保護(hù)裝置以及防雷接地裝置設(shè)計分析，希望全面提升我國工廠供配電設(shè)計效果，促進(jìn)電能合理利用。

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