電氣供配電系統(tǒng)設(shè)計的優(yōu)化措施

毛紅宇

（黑龍江紫金銅業(yè)有限公司，黑龍江 齊齊哈爾161000）

隨著各種先進(jìn)設(shè)備在人產(chǎn)的日常生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，不僅用電量大幅度提升，而且需要提高整個電網(wǎng)工作效率和電能質(zhì)量，這樣才能夠更好的滿足用電需求。因此對電氣供配電系統(tǒng)設(shè)計提出了更高的要求。在當(dāng)前電氣供配電系統(tǒng)設(shè)計過程中還存在的一些問題，因此需要積極采取有效的措施來加以解決，進(jìn)一步保證電氣供配電系統(tǒng)設(shè)計的可靠性，為供配電系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行打下良好的基礎(chǔ)。

1 電氣供配電系統(tǒng)概述

在實際電力運(yùn)輸過程中，高壓輸送系統(tǒng)、低壓配電系統(tǒng)和用電設(shè)備作為主要組成部分，目前多數(shù)城市在電力運(yùn)輸中采用的都產(chǎn)遠(yuǎn)程輸配電模式，10kV 為電力傳送過程中的電壓的最大限制。因此在實際電力運(yùn)輸過程中，需要利用電氣供配電系統(tǒng)將高壓配電轉(zhuǎn)化為10kv 的電壓，再將其向各個用電終端系統(tǒng)進(jìn)行傳輸，并根據(jù)實際用電需求完成具體的分配工作。分配后的電力經(jīng)由低壓變電系統(tǒng)將高電壓電流轉(zhuǎn)換為家用電壓和工廠電壓，并經(jīng)由輸電線將電能傳輸給電力用戶使用。由此可以看出，電氣供配電系統(tǒng)不僅能夠保證分配電能的準(zhǔn)確性，而且還能夠更好的滿足人們的用電需求。特別是在當(dāng)前各種先進(jìn)技術(shù)在供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用，可以進(jìn)一步提高供配電系統(tǒng)自動化和智能化的水平，從而有效的提高供配電輸電的質(zhì)量，滿足城鄉(xiāng)發(fā)展過程中日常用電需求。

2 供配電系統(tǒng)設(shè)計原則

2.1 安全性。在具體電氣供配電系統(tǒng)設(shè)計時，安全性是設(shè)計時必然遵循的原則。在具體設(shè)計工作開展過程中，需要對輸送電能的實際需求有一個全面的了解，并根據(jù)需求來制定科學(xué)合理的輸送方案，設(shè)計時將安全性作為設(shè)計的重點(diǎn)，這樣在電氣供配電系統(tǒng)投入使用后才能保證其運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)（轉(zhuǎn)下頁）電力事故和造成大面積的經(jīng)濟(jì)損失。

2.2 節(jié)能性。在當(dāng)前大力提倡可持續(xù)發(fā)展理念的新形勢下，在電氣供配電系統(tǒng)設(shè)計過程中，需要體現(xiàn)出節(jié)能性，將節(jié)能理念貫穿于設(shè)計的整個過程中，不僅能夠有效的降低資源的損耗，節(jié)約設(shè)計成本，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)資源的充分利用，使電氣供配電系統(tǒng)的設(shè)計與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略相符合。

2.3 經(jīng)濟(jì)性。在電氣供配電系統(tǒng)設(shè)計過程中，經(jīng)濟(jì)性也是設(shè)計時需要遵循的原則，即要求在保證電氣供配電系統(tǒng)正常運(yùn)行的前提下，強(qiáng)調(diào)設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性，實現(xiàn)成本的節(jié)約，進(jìn)一步提高電氣供配電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益，確保整體工程具有較好的經(jīng)濟(jì)性。

3 電氣供配電系統(tǒng)設(shè)計中存在的問題

3.1 供配電系統(tǒng)設(shè)計的配電設(shè)備不合理。在供配電系統(tǒng)設(shè)計過程中，部分工程項目為了節(jié)約資金，賺取更大化的利潤，存在使用落后的機(jī)電設(shè)備的情況，由于使用的供電設(shè)備落后，存在嚴(yán)重的線損問題，而且電容量也不足，投入使用后必然會導(dǎo)致安全隱患增加。特別是一些距離相對較完的地方的正常供電得不到保障。甚至還存在供電區(qū)域內(nèi)沒有設(shè)計完備的智能開關(guān)的問題，這必然的造成電量使用率下降，系統(tǒng)運(yùn)行的安全性得不到保障。

3.2 變壓器長期負(fù)載率問題。在針對工廠變壓器進(jìn)行設(shè)計時，對變壓器長期負(fù)載率具有較高的要求，具體設(shè)計時宜提按照國家規(guī)范不高于85%即可，一旦長期負(fù)載率設(shè)計過低，會造成變壓器容量增大，會導(dǎo)致用戶的基本電費(fèi)增加，增加用電用戶的用電成本。對于廠區(qū)采用多期建設(shè)的情況，宜在后期廠房內(nèi)單獨(dú)設(shè)計變電所，也可以在變電所內(nèi)有大量預(yù)留的工藝設(shè)備情況下，設(shè)計時預(yù)留變壓器位置，在預(yù)留的工藝設(shè)備投產(chǎn)時再增加變壓器，這樣可以有效的保證配電設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性和合理性。

3.3 供配電能力不符合要求。在當(dāng)前社會發(fā)展過程中，用電負(fù)荷不斷增加，這就要求供配電線路與斷路器等相關(guān)設(shè)施要與用電負(fù)荷的增長保持一致，以此來保證供電的穩(wěn)定性。但在實際供配電系統(tǒng)設(shè)計時，往往會對用電負(fù)荷的增長速度預(yù)估不準(zhǔn)確，這就導(dǎo)致供配電線路與斷路器等相關(guān)設(shè)施與用電負(fù)荷的增長速度不符，這必然會造成供配電整體能力下降，無法保證電能的穩(wěn)定供應(yīng)。

3.4 電纜及導(dǎo)體截面的選擇不合理。電纜和導(dǎo)體截面是供配電設(shè)計中較為關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，通過科學(xué)選擇電纜和導(dǎo)體截面，可以保障供配電系統(tǒng)能夠承受較大的用電負(fù)荷。但在實際設(shè)計時，雖然根據(jù)負(fù)荷計算出電流的相關(guān)要求，并以此來選擇電纜及導(dǎo)體截面，但對于一些通電設(shè)備末端電壓和供電距離等因素缺乏考慮，這就導(dǎo)致供配電欠缺合理性。

4 電氣供配電系統(tǒng)的優(yōu)化措施

4.1 嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)配置供配電系統(tǒng)的配電設(shè)備。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的負(fù)荷配置系數(shù)來選擇安裝的配電變壓器的容量，選擇配電變壓器容器時不宜過大，需要合理控制供電半徑。在具體設(shè)計開始之前，需要針對用電范圍的大小和地理位置進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，針對用電負(fù)荷進(jìn)行準(zhǔn)確統(tǒng)計，明確用電負(fù)荷的類別。制定整體供電方案，并基于不同情況來對分期開發(fā)的區(qū)域與規(guī)模進(jìn)行合理劃分，確保配電設(shè)備的規(guī)范性，進(jìn)一步提高配電設(shè)備運(yùn)行的可靠性和安全性。另外，對于房外建筑，宜采用全絕緣和全封閉配電設(shè)備，避免出現(xiàn)故障隱患。

4.2 電力負(fù)荷計算。電力負(fù)荷通常情況下包括空調(diào)、動力及電氣照明等，這其中空調(diào)負(fù)荷較大，而且多設(shè)置在首層或是下部，這就需要根據(jù)供電變壓器的供電范圍來確定電房的位置。在具體計算電力負(fù)荷時，一般會采用單位容量法和負(fù)荷密度法來計算負(fù)荷容量，這樣可以有效的保證計算結(jié)果的準(zhǔn)確性，確保供配電設(shè)計能夠有效的滿足電力用戶的用電荷載需求。

4.3 電氣高低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計。（1）高壓配電系統(tǒng)的設(shè)計。在設(shè)計高壓配電系統(tǒng)時，一般情況下會采用放射式系統(tǒng)，以此來增強(qiáng)供電的可靠性和實現(xiàn)靈活控制。部分大型電氣項目，由于存在變壓器分散設(shè)置的情況，高壓配電網(wǎng)絡(luò)也可以采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。在具體設(shè)計時，需要確定配電電壓與配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，計算配電干線負(fù)荷，做好開關(guān)設(shè)備選擇及短路校驗工作，進(jìn)行二次回路方案的擬定，并實施繼電保護(hù)整定計算，科學(xué)選擇高壓電纜截面和形式，確定配電干線路徑與敷設(shè)方式。（2）低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計。在設(shè)計低壓配電系統(tǒng)時，需要對低壓配電方式與配電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定，即要明確豎直配電干線和水平配電干線的個數(shù)、位置和走向。計算分干線與干線的負(fù)荷，做好開關(guān)設(shè)備及導(dǎo)線、電纜、封閉式母線的截面與形式的選擇。科學(xué)選擇保護(hù)裝置，通過保護(hù)整定計算并保證期級間的選擇性配合，防范出現(xiàn)穿越式跳閘問題。明確線路敷設(shè)方式，設(shè)計電氣豎井與配電小間。計算低壓無功補(bǔ)償容量，選擇補(bǔ)償方式與調(diào)節(jié)方式，合理進(jìn)行功率因數(shù)補(bǔ)償。采用集中補(bǔ)償方式進(jìn)行無功補(bǔ)償。根據(jù)實際需求來配置電氣測量與電能計量裝置。設(shè)計保護(hù)接地和重復(fù)接地系統(tǒng)。具體設(shè)計時，在保證供電穩(wěn)定性和可靠性的基礎(chǔ)上，還要最大限度的降低能源的損耗，保證配電設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性和合理性。

4.4 供電線路安全設(shè)計。在具體供配電線路布置時，宜根據(jù)實際情況，盡可能的滿足一些特殊位置對用電線路的需求，而且供配電線路布置與設(shè)計還要與規(guī)定要求相符。為了保證供電線路的安全，設(shè)計時要根據(jù)實際建筑布局來采取有效的電力線路保護(hù)措施，可以借助于建筑管井來布設(shè)供配電線路，布設(shè)過程中要采取措施避免結(jié)構(gòu)內(nèi)鋒利物體或是拐角與線路之間發(fā)生接觸。在實際布設(shè)供電線路時，還需要避免線路接觸到腐蝕和潮濕的環(huán)境，保證線路的絕緣性能。供電線路安全設(shè)計時，還應(yīng)選擇自動控制或是自動切換裝置，一旦供電線路出現(xiàn)故障，則會自動切斷電源，保證整個供電系統(tǒng)的安全。另外，在實際供配電線路設(shè)計時，一般情況下會采用10kv 的高壓線路，并采用單母線運(yùn)行方式。這樣在實際系統(tǒng)運(yùn)行時，一旦某一條單母線發(fā)生故障，則可以能冠軍其他單母線來取代，以此來保證供電線路的穩(wěn)定運(yùn)行。而低壓供配電線路設(shè)計時，宜根據(jù)要求設(shè)置一段應(yīng)急母線，這樣可以避免正常母線故障無法運(yùn)行情況發(fā)生，有效的提高供配電系統(tǒng)運(yùn)行的效率。

5 結(jié)論

供配電系統(tǒng)的設(shè)計具有復(fù)雜性和系統(tǒng)性，在具體設(shè)計過程中要根據(jù)實際情況來確定負(fù)荷等級，合理配置電力設(shè)備，優(yōu)化高低壓供配電系統(tǒng)的設(shè)計，燕做好供電線路安全設(shè)計，以此來提高供配電系統(tǒng)設(shè)計的科學(xué)性和合理性，實現(xiàn)電力資源的有效利用，更好的滿足電力用戶的用電需求。