現(xiàn)代工業(yè)配電設(shè)計(jì)分析及優(yōu)化措施研究

胡偉

摘 要：電能的廣泛應(yīng)用和電力行業(yè)的迅猛發(fā)展為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)提供了重要的動(dòng)力和能源，有效促進(jìn)了現(xiàn)代工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。因此對(duì)工廠的供電設(shè)計(jì)進(jìn)行不斷的優(yōu)化是目前保障工業(yè)生產(chǎn)順利進(jìn)行的有效途徑，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，最大限度的保證配電設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性，是目前保障工廠經(jīng)濟(jì)效益和企業(yè)效益的關(guān)鍵。本文對(duì)現(xiàn)代工業(yè)配電設(shè)計(jì)分析及優(yōu)化措施進(jìn)行了深入的分析和探討。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代工業(yè);配電設(shè)計(jì);分析及優(yōu)化

引言：工廠供電系統(tǒng)是指負(fù)責(zé)供應(yīng)電能和分配電能的系統(tǒng)，其主要工作內(nèi)容是將電力系統(tǒng)中的電能降壓之后分配到各個(gè)車間及廠房。隨著城市化建設(shè)的不斷推進(jìn)，城市的用電需求呈現(xiàn)增長趨勢，而且城市的規(guī)模越大配電距離就越長，因此大型城市一般都會(huì)選擇高壓供電的方式輸送電能，而工業(yè)企業(yè)通常會(huì)選擇提高電壓的方式實(shí)現(xiàn)提高輸電設(shè)備的輸電能力的目的。

1工廠供電設(shè)計(jì)原則

供配電設(shè)計(jì)在工廠設(shè)計(jì)中占據(jù)重要地位，其設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞會(huì)影響工廠設(shè)計(jì)最后的呈現(xiàn)效果，并且與工廠能否正常運(yùn)行緊密相關(guān)。所以工廠負(fù)責(zé)供電工作的人員必須具備較高的專業(yè)素質(zhì)并且可以熟練的操作電力設(shè)備。工廠供配電設(shè)計(jì)的要求主要有以下幾點(diǎn)：第一，制作工廠供配電設(shè)計(jì)方案時(shí)必須以國家相關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)開展相關(guān)工作，在保證設(shè)計(jì)方案符合節(jié)約能源的政策的同時(shí)盡量提高其科學(xué)性和合理性[1]。第二，供電設(shè)計(jì)方案必須保證在供配電過程中工作人員的人身安全以及設(shè)備的安全，在保證供電過程可靠性的同時(shí)提高電能的質(zhì)量，因此供配電設(shè)計(jì)方案必須滿足經(jīng)濟(jì)合理性和技術(shù)先進(jìn)性的基本原則。第三，工廠的供電設(shè)計(jì)方案應(yīng)將企業(yè)目前的需求和未來的發(fā)展前景納入考慮范圍，比如供電設(shè)計(jì)不僅需要滿足工廠當(dāng)前生產(chǎn)的需求，而且要滿足工廠長遠(yuǎn)發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)和要求。如果工廠在近期擴(kuò)大規(guī)模，那么供電設(shè)計(jì)仍然可以滿足由于工廠擴(kuò)建而產(chǎn)生的用電需求變化。第四，工廠的配電設(shè)計(jì)方案還應(yīng)考慮企業(yè)實(shí)際的運(yùn)行情況以及用電容量等關(guān)鍵要點(diǎn)，根據(jù)不同地區(qū)的供電條件對(duì)供電方案進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。

2工廠供配電設(shè)計(jì)要點(diǎn)

工廠供配電設(shè)計(jì)要點(diǎn)主要涉及到四個(gè)關(guān)鍵要素，分別是負(fù)荷計(jì)算、選取總降壓變電所位置、技術(shù)條件以及電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn)。首先，計(jì)算總降壓變電所的負(fù)荷時(shí)應(yīng)結(jié)合車間的負(fù)荷情況，并且在計(jì)算過程中應(yīng)考慮到由車間變電所的變壓器產(chǎn)生的功率損耗，從而得到最終的計(jì)算結(jié)果和總功率因數(shù)[2]。另外，計(jì)算成果應(yīng)以列表的形式詳細(xì)記錄下來，從而保證負(fù)荷計(jì)算結(jié)果可以展現(xiàn)的清晰明了。其次，總降壓變電所位置的選取主要考慮電源進(jìn)線的方向問題，在確定電源進(jìn)線方向之后，結(jié)合變壓器的需求數(shù)量和容量科學(xué)合理的選擇總降壓變電所的位置。此外，工廠高壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案首先應(yīng)符合技術(shù)條件，在方案合理的前提下盡量保障工廠的經(jīng)濟(jì)效益。在制定高壓配電網(wǎng)方案之前應(yīng)對(duì)工廠的實(shí)際負(fù)荷情況進(jìn)行考察，最終確定負(fù)荷布局位置以及總降壓變電所位置等關(guān)鍵信息。最后，為了保證選擇電氣設(shè)備的合理性以及校驗(yàn)工作的順利進(jìn)行，應(yīng)對(duì)短路電流的大小和繼電保護(hù)裝置進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算。

2.1改善功率因數(shù)裝置設(shè)計(jì)

功率因數(shù)的確定主要是通過計(jì)算獲得，首先要保證負(fù)荷可以滿足供電部門的要求，利用大型同步電動(dòng)機(jī)可以有效控制勵(lì)磁電流的特點(diǎn)對(duì)功率因數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的改善，供電部門要求的負(fù)荷數(shù)值可以通過查詢得出。

2.2變電設(shè)備的選擇

選擇變電設(shè)備的主要依據(jù)是各回路的計(jì)算負(fù)荷及其對(duì)應(yīng)的額定值、短路電流的計(jì)算數(shù)據(jù)等等。選擇變電設(shè)備之后還需通過力穩(wěn)定和熱穩(wěn)定對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)，最終的供配電設(shè)計(jì)結(jié)果是以表格的形式展示，將設(shè)備材料表、投資預(yù)算表以及總降壓變電所主結(jié)線圖三個(gè)圖表相結(jié)合，從多方面展現(xiàn)供配電設(shè)計(jì)的結(jié)果[3]。變電設(shè)備是否合理從根本上決定了供配電系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量的好壞，所以根據(jù)相關(guān)計(jì)算數(shù)據(jù)對(duì)變電設(shè)備進(jìn)行科學(xué)合理的選擇，是現(xiàn)階段提高供配電系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量的關(guān)鍵途徑。

2.3繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)

影響工頻電氣量參數(shù)的主要因素是電力系統(tǒng)的變化，因此如果電力系統(tǒng)發(fā)生短路等故障問題，會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的參數(shù)造成影響。而繼電保護(hù)裝置的主要作用是根據(jù)電力系統(tǒng)的變化情況對(duì)電流進(jìn)行限制，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)電力系統(tǒng)的目的。比如，通過增大反應(yīng)電流以及降低電壓的形式開展過電流保護(hù)以及低電壓保護(hù)工作。

2.4防雷工作

防雷工作主要包括兩個(gè)方面：變配電所防雷措施和架空線路防雷措施。首先，避雷器是變電所應(yīng)用的防雷設(shè)備中最重要的一種，所以避雷器的設(shè)計(jì)以及安裝工作是變配電所防雷措施中最重要的一項(xiàng)。安裝工作中最關(guān)鍵的一點(diǎn)是避雷器的安裝位置必須是被保護(hù)設(shè)備的電源側(cè)，并且保證避雷器和被保護(hù)電路處于并聯(lián)狀態(tài)。這樣安裝的目的是如果由于雷電而導(dǎo)致過電壓的情況發(fā)生，避雷器的火花間隙會(huì)被擊穿，從而實(shí)現(xiàn)幫助過電壓放電的目的，最終完成保護(hù)電力設(shè)備的工作。其次，架空線路防雷措施的分類主要根據(jù)架空線電壓的大小，66kv及以上的架空線的防雷方式通常會(huì)選擇全線裝設(shè)避雷線，這樣雖然防雷效果比較好，但耗費(fèi)的資金成本相對(duì)較高。10kv以下的架空線路通常會(huì)選擇提高線路絕緣能力的方式提高其防雷能力，針對(duì)絕緣能力相對(duì)薄弱的位置通常會(huì)選擇安裝避雷器的方式提高其防雷水平。

2.5節(jié)電節(jié)能措施

節(jié)電節(jié)能措施主要有兩種，第一，充分利用電力無功補(bǔ)償，將其節(jié)電節(jié)能的作用發(fā)揮到最大化，有效減少由于工廠用電所產(chǎn)生的電能損耗，大幅度提高工廠的電能利用率。另外，根據(jù)工廠實(shí)際運(yùn)行的情況選擇適宜的變壓器，在充分考慮經(jīng)濟(jì)性和合理性的前提下選擇合適的變壓器容量，從根本上減少浪費(fèi)的現(xiàn)象。其次，選擇性能較好的變壓器。經(jīng)濟(jì)性是選擇變壓器組合的首要標(biāo)準(zhǔn)，在保證工廠可以正常運(yùn)行的情況下盡量減少使用變壓器的數(shù)量和規(guī)模，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)約資金成本投入和電能損耗的目的[4]。

結(jié)束語

現(xiàn)階段電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)所使用的重要能源，提高配電設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性可以最大限度的保證工廠的企業(yè)效益和經(jīng)濟(jì)效益，所以工廠應(yīng)從改善功率因數(shù)裝置設(shè)計(jì)、合理選擇變電設(shè)備、科學(xué)設(shè)計(jì)繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置、充分做好防雷工作以及采取節(jié)電節(jié)能措施等方面對(duì)配電設(shè)計(jì)進(jìn)行完善，從而對(duì)供配電系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，最終促進(jìn)現(xiàn)代工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

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