關于工廠供配電設計的研究

摘 要：在現代工業生產中，作為重要的能源和動力，電能的廣泛應用，推動了現代工業的飛速發展。因此，為了讓生產能夠安全、順利地進行，做好工廠的供電設計尤為重要。文章對工廠供配電設計的四項原則進行了闡述，對工廠配電設計的優化措施、節電節能措施等進行了深入的分析和研究。

關鍵詞：工廠；供配電系統；設計；研究

1 工廠供配電系統概述

所謂工廠供電就是指工廠所需電能的供應和分配，也稱工廠配電。通過工廠供配電系統，將電力系統的電能進行適當的降壓，然后根據各個車間或廠房的供電需求進行合理分配。隨著社會生產發展的需要，供配電系統的發展也呈現一種新趨勢。目前，隨著城市化的發展，大中型城市的用電需求也越來越多，然而大型城市的配電通常存在著配電距離過長的問題，這時一般采用提高供電電壓的方式來解決。同時，為了提高工業企業以及一些大型用電設備的輸電能力，也常常采用提高電壓的方式，從而達到使輸電距離增加的目的。此外，為了使供電的可靠性得以提高，可以適當減少變壓器的數量，進而對配電系統進行簡化。

2 工廠供電設計原則

電能是工廠生產的能源與動力，因此，在工廠設計中，供配電的設計是其中重要的組成部分，其設計質量的好壞，與工廠的正常運行和進一步的發展息息相關。這就要求工廠供電工作人員具有較高的綜合素質和熟練的業務技能，并且需要按照以下要求，進行工廠供配電設計。

首先，對于國家相關規定及標準，必須嚴格地遵守，對于國家節約能源及有色金屬的相關方針政策，必須切實地貫徹執行。

其次，人身和設備的安全，是進行工廠供電設計時，必須要考慮的因素，要切實保證供電的可靠性，保證電能具有合格的質量，要兼顧技術先進性和經濟合理性的原則。在進行電器產品的選擇時，要選用高效、低能耗、性能優良的產品。

再次，在進行供電設計時，要兼顧企業當前需求和長遠發展，不僅要滿足工廠近期生產的需求，還要考慮工廠長遠發展的計劃，使供電設計可以在較長的一段時期內都能滿足工廠擴建等帶來的用電需求的變化。

最后，要結合企業的實際情況，根據負荷的性質、用電容量、工程的特點，考慮到地區供電條件，設計出合理的供電方案。對于供電人員，要積極提高自身業務素質，學習和掌握供電設計的相關知識，從而更好地完成供電設計工作，促進企業安全生產和提高效益。

3 工廠供配電設計要點

3.1 負荷計算

在計算總降壓變電所的負荷時，需要根據車間負荷來進行計算，因為車間變電所變壓器存在功率損耗，所以，計算總降壓變電所的負荷需要考慮到這部分損耗，進而得出全廠總降壓變電所高壓側計算負荷以及總功率因數。此外，還要將負荷計算表詳細的列出，清楚明晰地表達計算成果。

3.2 總降壓變電所位置的選取，需要把電源進線方向列為考慮因素，進行合理選擇。主變壓器臺數和容量的確定，需要參考土建和工藝方面專家的意見，以全廠計算負荷為依據，滿足工廠將來擴建和備用的需要。

3.3 工廠總降壓變電所主結線的設計和安裝，要確保其安全性和可靠性，安裝簡單方便，具有靈活性和經濟性。此外，還要充分考慮到將來維修的可操作性和方便性。

3.4 廠區高壓配電系統的設計，首先要滿足技術條件，還要考慮經濟合理性，根據廠內負荷的實際情況，綜合考慮各種因素，如負荷布局、總降壓變電所的位置等，進而對廠區配電電壓進行確定。可以制訂出幾種高壓配電網布置方案，從中選擇最優方案。

3.5 為了對電氣設備進行合理選擇和校驗，對繼電保護裝置進行整定計算，就需要進行短路電流的計算。短路電流的計算可以按照無限容量系統供電進行，根據系統運行方式的不同，利用相應的短路參數，計算出各點的三相及兩相短路電流。

3.6 改善功率因數裝置設計

總降壓變電所的功率因數可以通過計算負荷而獲得，為了達到供電部門要求的數值，還要進行無功率的補償，其數值可以通過查表后計算得出。此外，利用大型同步電動機，也可以對功率因數進行改善，其原理是大型同步電動機可以對勵磁電流進行控制，從而提供無功功率。

3.7 變電所高、低壓側設備選擇。

變電所高、低壓側電器設備在選擇時，需要以短路電流計算數據、各回路計算負荷以及對應的額定值作為依據。初步選擇后，還要對其進行檢驗，即熱穩定和力穩定的檢驗。最終的設計結果，通過總降壓變電所主結線圖，設備材料表和投資概算加以展示。

3.8 工廠供配電系統的繼電保護與自動裝置設計

工頻電氣量參數會因電力系統的變化而發生改變，如果發生短路故障，就會引起這些參數也發生相應改變，由此，可以設計出繼電保護裝置，如根據反應電流的增大和電壓的降低進行過電流保護和低電壓保護。

3.9 做好防雷工作

3.9.1 架空線路防雷措施

對于66KV及以上的架空線，可以通過全線裝設避雷線的方式進行防雷，但是成本較高。對于10KV及以下的架空線路，可以從提高線路本身的絕緣水平上入手，進而線路的防雷水得以提高。一般情況下，可以選用木橫擔、瓷橫擔或者是高一級的絕緣子。對于某些絕緣薄弱地點，為提高其防雷水平，可以加裝避雷器。

3.9.2 變配電所防雷措施

變電所的防雷設備中，避雷器是其中非常重要的設備，因此，對于避雷器的設計和安裝，需要更加注意，必須確保避雷器裝在被保護設備的電源側，并且與被保護設備并聯。當發生雷電過電壓時，避雷器的火花間隙就被擊穿，或是由高阻變為低阻，從而使過電壓對大地放電，保護設備的絕緣。

3.10 采取措施進行節電節能

首先，充分利用電力無功補償，節約工廠用電的電能損耗，提高電能利用效率。可以采用移相電容器和同步電機進行節電節能。移相電容器安裝位置的選擇上，要以靠近用電設備的分廠、車間變電所低壓母線側為原則。此外，要結合工廠的生產情況來選擇合適的變壓器，變壓器容量的確定，要在滿足使用的基礎上，注重其經濟性，避免不必要的浪費。

其次，采用性能較好的變壓器，將性能較差的變壓器留作備用。對于并列運行的變壓器，要考慮其組合的經濟性，此外，變壓器運行的經濟性也是必須要考慮的因素。在確保工廠最大的負載的前提下，盡量減少變壓器數量，以節約變壓器維護的成本和電能的損耗。

再次，在輸電線路的施工設計中，配電箱以及低壓箱的輸出線應盡量走直線，另外要合理控制線路的供電半徑，并且根據供電半徑調整輸電線路的長度，從而實現供電輸電線路最優化。如果具有穩定的載流量，輸電線路較長，在電網設計時，可以采用增加導線截面的方式來降低損耗電能損耗，雖然短時期內使成本提升，卻能帶來長遠的經濟效益。

最后，根據用電負荷的不同，即常規設備用電與生產機器用電，采取不同的線路進行分別供電。在導線截面和電線長度的選擇上，也必須根據工廠用電需求，進行合理選擇，達到對輸送電量進行控制，安全可靠、節約用電的目的。

4 結束語

總之，作為現代工業生產的能源和動力，電能發揮著越來越重要的作用。合理地進行配電設計，是保障工廠安全生產和創造企業效益的重要因素，因此必須進一步完善供配電設計，優化供配電系統，從而提高電能的利用率，節約能源，在創造經濟效益的同時創造更多的社會效益。

參考文獻

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