1. 陳勇琴 2. 張恒濤
 
摘要：本文對工廠配電設計的基本知識做了簡要的討論，并且強調在供配電中要盡量做到節(jié)能，符合現(xiàn)代化生產的需要，提出了設計中的一寫防范問題的措施。
關鍵詞：工廠配電；供電設計
中圖分類號：   U224.3+1    文獻標識碼：A       文章編號：

Abstract: in this paper the basic knowledge of the factory distribution design makes a brief discussion, and emphasizes the power supply will need to try to be energy efficient, meet the need of modern production, and put forward the design of a written prevention measures.
Keywords: factory distribution; Power supply design


在現(xiàn)代化的生產中，電能對工廠來說越來越重要了。經過能量的轉化電能可以轉化為動能提高企業(yè)的生產效率，供配電的設計可以使電能的輸送更加簡單，生產更加輕便，便于調節(jié)和控制，實現(xiàn)節(jié)能的目的。使工廠中實現(xiàn)自動化的生產，因此有必要最好工廠的供配電設計。
1.工廠供電設計的概況
1.1電力系統(tǒng)的組成
工廠對電能的使用是為了實現(xiàn)在低電壓的情況下還能夠保證工廠的正常生產，因而需要一個完整穩(wěn)定的供電系統(tǒng)。眾所周知，工廠的電能絕大多數(shù)都是由供，為了充分利用動力資源及降低發(fā)電成本，發(fā)電廠通常建在遠離城市和電能用戶的地方，而將電能輸送到較遠的用電地區(qū)。為減少輸送電能過程中的損耗，發(fā)電廠所生產的電能除廠用電和直配線路外，大部分由升壓變壓器升壓后，經高壓輸電線路輸送給用戶。輸電電壓越高，輸送的容量越大，輸送的距離也越遠。電能輸送到用戶后因用戶的用電設備額定電壓均較低，故需經降壓變壓器將電壓降低，再將電能合理地分配到用戶，這樣由發(fā)電廠、變電所、電力線路及用戶組成了一個整體，即電力系統(tǒng)。
1.2工廠供電設計的原則
工廠的供配電系統(tǒng)的設計需要遵循國家的相關規(guī)定，在GB50052-95《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》和GB50054-95《低壓配電設計規(guī)范》中有著明確的要求，必須遵循以下原則：
（1）安全可靠、先進合理；對供電系統(tǒng)的設計首先需要做到的就是供電系統(tǒng)的安全，包括人員和設備連個主體；設備需要有質量保證，在技術的應用上一定要是現(xiàn)在較領先的，能夠實現(xiàn)較低能耗的目的。
（2）遵守規(guī)程、執(zhí)行政策；供配電的設計需要按照國家規(guī)定的需要，依據(jù)國家的方針政策來開展工作，實現(xiàn)資源節(jié)約型工廠的建設目的。
（3）根據(jù)實際情況來設計供電方案。就要充分考慮到負荷性質、工廠的用電量、本地區(qū)的實際供電條件等。配電設計是工廠基礎設施的重要組成部分，保證工廠正常生產的必要條件，實現(xiàn)高質量高效率的生產。工廠配電設計的從業(yè)人員應該充分掌握相關的專業(yè)知識，擁有熟練的技巧，方可在實際工作中運用自如。
（4）配電設計要以近期為主、考慮發(fā)展；應根據(jù)工作特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設與遠期發(fā)展的關系，做到遠近結合，適當考慮擴建的可能性。全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。
2.工廠配電設計的具體設計
2.1電力無功補償對工廠的節(jié)能增效
當前大多數(shù)企業(yè)都是通過集中補償?shù)姆绞絹磉M行無功功率補償，而對于各個車間的變電站和用戶端卻沒有進行有效的進行無功補償而只是將重點放在生產用電之上，這樣導致補償之后的功率不高，甚至很多系統(tǒng)讓人保持在自然功率因數(shù)的范圍之內。而國家規(guī)定工廠必須達到0.9的功率因數(shù)，因此不得不通過大量的高壓補償裝置來確保功率因數(shù)能夠達到國家規(guī)定的標準。
工廠內部數(shù)量眾多的無功環(huán)流由于工廠內部的變電站和用戶端較低的功率因數(shù)而不斷的循環(huán)，這樣導致輸電線路和變壓器通過的電流加大，而末端的供電質量由于有功損耗的加大而下降，導致工廠電動機的轉矩下降。工廠中變壓器和電動機是產生無功損耗的主要設備，電網需要提供大量的無功負荷，從而降低電網的供電能力。一般來說，工廠有高于20%的無功總耗是由變壓器產生的，而異步電動機出生的無功總耗則高達60%。
  利用移相電容器產生超前電網電壓容性電流特性與電動機變壓器產生滯后電網電壓感性電流相抵消(補償)，在用戶線路上分別適當并聯(lián)移相電容器，可使前端電網上的無功電流大大降低。即原則上無功消耗應從源頭補償，移相電容器作為一種補償設備，宜安裝在靠近用電設備的分廠、車間變電所低壓母線側。對于容量較大，運行穩(wěn)定的異步電動機應采用就地安裝無功補償裝置的方法，而各總降宜適量補充高壓集中補償裝置，用以調整供電入口處的功率因數(shù)達到電力部門規(guī)定要求。為了使車間變電所安裝在低壓母線側移相電容器能夠適應工廠在生產過程中產生的負荷變化，可以將其適當?shù)倪M行分組，并且使用投切的方式。這樣可以在工廠在不同的狀況之下都可以將功率因數(shù)數(shù)值控制在較高的水平。變壓器的選擇要根據(jù)工廠實際的生產情況來進行，確定合理的容量，確保變壓器運行的經濟性，防止變壓器容量過大造成的負荷不足，造成浪費，保證設備的自然功率因數(shù)，這樣可以有效的降低無功補償設備的容量，使無功補償?shù)某杀敬蟠蟮慕档�。為了獲得無功補償，可以使用同步電機。很多大型機械不需要進行調速，這時候可以根據(jù)實際情況，盡可能的使用同步電機。
2.2變壓器經濟運行節(jié)電技術
如果工廠有多余的變壓器，可以使用性能較好的變壓器，將性能較差的變壓器留作備用。為了確保變壓器運行的經濟性，對于需要采用并列運行的變壓器應該確保其組合的經濟性。為了確保變壓器運行的經濟型，變壓器的數(shù)量應該根據(jù)工廠用電負載的實際情況來確定，用盡可能少的數(shù)量來保證滿足工廠最大的負載。如果工廠的負載上下波動范圍比較大，可以通過小容量的變壓器來對常年運行的變壓器進行輔助和調節(jié)，或者是分列運行兩個具有不同容量的變壓器，在二者負荷不足的時候可以使用共同的運行方式。
2.3減小線路輸電損失
在輸電線路的施工設計中，配電箱和低壓箱的輸出線應盡量走直線。低壓線路供電半徑不超過200m，負荷密集的地區(qū)不超過100m，中等密集地區(qū)不超過150m，少負荷地區(qū)不超過250m。根據(jù)供電半徑調整輸電線路的長度．實現(xiàn)供電輸電線路最優(yōu)化。
增大導線的有效截面積在載流量穩(wěn)定且輸電線路較長的情況下，可以通過增加導線截面來進行電網設計。增加導線截面積之后，雖然在短期內增加了經濟投入，但是從長期來看，可以節(jié)約電能，還是很科學的。據(jù)統(tǒng)計，在3～5年內，即可收回因增加導線截面而增加的費用。
對用電負荷進行分類考慮到工礦企業(yè)用電的特殊性，將用電負荷進行歸類，將普通負荷如空調、冰箱、照明，電熱水器等常規(guī)設備改用一條線路供電。可以根據(jù)季節(jié)和消防需要調整供電需求。對企業(yè)用電負荷較大的機器用電，用另外一條線路供電，根據(jù)工廠用電需求，來選擇導線截面和電線長度，來控制輸送電量，節(jié)約用電，并可以采用相應的措施保障工業(yè)用電的可靠性。
3. 工廠供配電設計的優(yōu)化
3.1工廠供配電系統(tǒng)的繼電保護與自動裝置
為了實現(xiàn)繼電保護功能，首先必須能夠讓保護裝置區(qū)分系統(tǒng)正常運行與發(fā)生故障或不正常工作狀態(tài)。電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，有些工頻電氣量參數(shù)會發(fā)生變化，與正常運行時不同。例如電流增大，母線電壓降低、線路始端測得的阻抗減少、電流與電壓之間的相位差變化以及出現(xiàn)對稱序分量等，利用這些差別可以構成各種不同原理的繼電保護。反應電流增大而動作的保護為過電流保護；反應電壓降低而動作的保護為低電壓保護；反應故障點到保護安裝處之間的距離(或線路始終端測量阻抗的減少)變化而動作的保護。
3.2做好防雷工作
防雷設備和防雷措施防雷的設備主要有接閃器和避雷器。其中，接閃器就是專門用來接受直接雷擊的金屬物體。接閃的金屬稱為避雷針。接閃的金屬線稱為避雷線，或稱架空地線。接閃的金屬帶稱為避雷帶。接閃的金屬網稱為避雷網。避雷器是用來防止雷電產生的過電壓波沿線路侵入變配電所或其它建筑物內，以免危及被保護設備的絕緣。避雷器應與被保護設備并聯(lián)，裝在被保護設備的電源側。當線路上出現(xiàn)危及設備絕緣的雷電過電壓時，避雷器的火花間隙就被擊穿，或由高阻變?yōu)榈妥�，使過電壓對大地放電，從而保護了設備的絕緣。避雷器的型式，主要有閥式和排氣式等。
總結
工廠的供配電設計對現(xiàn)代的工廠的生產中起著舉足輕重的作用，需要不斷的優(yōu)化與完善。本文中若有不足之處還希望后續(xù)的研究者加以完善。
參考文獻
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