工厂供配电工程设计研究

摘 要：工厂供配电工程能够有效确保电能供应和分配，供配电系统运行期间可以按照厂房车间要求适当降低电力系统电能压力，合理分配电能，全面加强工厂供电稳定性。此次研究主要是探讨分析工厂供配电工程设计，希望能够对相关人员起到参考性价值。

关键词：工厂；供配电；工程设计

在工业生产中电能具有重要作用，实现工业生产电气化能够使产量明显增加，优化产品质量，减少经济成本，提升生产效率。此外，通过电气化生产模式可以减轻生产人员工作量，改善工作环境，实现自动化生产。所以，在工厂供配电设计中必须充分考虑多项内容，例如电路设计，无功补偿，负荷计算，变压器型号等，还应当深入分析防雷接地装置，线路分配，设备选型等，确保生产期间能够应用到最佳供配电设计，全面促进工厂经济效益的提高。

1 工厂供配电设计的价值和原则分析

工厂在设计供配电的主要目的在于确保电能安全性和可靠性，能够运送到不同部门。由于电能属于工业生产必备能源，并且电能可以转化为其他能应用到生产中。输送和分配电能设计必须确保经济性和可控制性，便于实现自动化生产。由于供配电工程设计质量会直接影响生产，因此对于设计人员的要求也比较高。首先应当确保设计人员可以按照国家相关标准规定开展设计，特别是注重节能环保设计理念。其次，在设计供配电时应当全面注重安全因素，主要表现在设备安全和人员安全。确保供电稳定性和可靠性基础之上，需要注重技术先进性原则和经济合理性原则。其次，在选择电气产品时应当优先选择低能耗，高经济性产品。此外，在具体设计期间还应当确保系统设计满足工厂生产要求，充分考虑企业未来发展需要。比如在设计高压进线时考虑到日后进线要求，在配电房设计时应当考虑增容改造空间问题。在设计期间还需要考虑企业实际需求，选择最佳系数，联合地区用电情况深入分析设计工程特点，负荷性质一件件用电容量等文图，这样才可以保证设计方案的合理性，深入了解常用电气设备的额定功率以及先进设备功率，以此提升设计人员专业能力和综合素养，确保企业生产安全性。

2 工厂供配电工程设计内容分析

2.1 负荷计算

在计算用电设备负荷时主要应用二项式系数法和系数法，其中系数法屬国际通用算法，二项式系数法可以明确设备台数，有效计算分支干线负荷，此次研究主要采用系数法。在设计工厂供配电工程时必须计算总负荷，这与车间变电所变压器功率损害有关，在计算变电所总降压时需要充分考虑功率损耗问题，这样才能有效计算工厂总变电所高压侧总功率因数和负荷量。为了比较分析计算结果，还应当罗列出负荷计算表。在明确用电设备计算负荷公式：在计算用电设备负荷时，需要采用以下公式进行：其中表示电动机额定功率，表示额定负荷下的功率。

2.2 选择总变电位置

在确定总变电位置时需要充分考虑高压电源接线等因素影响，确定出最佳位置。一般来说，在工厂负荷中心设置总变电位置，并且与大用电量厂房邻近。在明确变压器台数和容量时还应当全面计算全工厂负荷，并且联合工艺和土建专家的意见，这样能够有效满足工厂备用要求。

2.3 设计总变电所主接线

在进行总变电所主接线设计时应当保证安全可靠性，通常采用高压双电源供电方式，将电房之间紧密联系，确保转供电灵活性。在此期间还应当考虑设备后期检修维护的便利性。

2.4 设计高低压配电系统

由于在工厂供配电设计中高压配电系统设计属于重要内容，在设计期间既要满足各项设计要求，还应当全面分析设计经济性，并且按照工厂内实际负荷情况明确负荷布局和总变电所位置，之后明确工厂内配电电压。由于变电压和高压进线存在不稳定情况，因此在设计需要使用有载调压油浸式变压器。在选择高压柜时应当优先考虑铠装移动式中置柜，这样能够为日常检修与维护提供便利性。在选择低压柜时应当考虑开关维护检修便利性，还能够注重经济性因素，所以可以选用固定式开关柜。工厂生产期间若需要联合使用多台变压器，则必须确保联锁功能的可靠性。一般来说，低压电流比较大，因此对于功率比较大的变压器来说，则需要采用封闭母线槽连接方式连接低压侧和低压总进线柜。

2.5 设计保护装置

电力系统在运行期间产生变化时，工频电气量参数也会发生相应变化。当电力系统运行过程中发生故障问题时，会改变工频电气量参数。所以在设计供配电网络时必须充分考虑电力系统的实际情况，优化设计继电保护器。其次，在选择变电所低压侧和高压侧电气设备时应当注重力学检验和热稳定检验。在选择和检验电气设备时为了保证合理性，应当整定计算继电保护装置。此时还应当考虑计算短路电流问题。在计算期间需要采用无限容量系统方式进行计算，按照系统的不同运行方式，短路参数来对不同点两相短路电流和三相短路电流进行计算。对于继电保护来说，需要工厂对于用电设备安全性和稳定性要求分析，对于要求比较大的工厂则需要采用直流屏供电方式，在选择直流屏时应当保证尺寸合理性，并且联合断路器保护台数等原则进行分析。

2.6 设计功率因数改善装置

在对负荷进行计算之后，能够获取总变电所功率因数，为了确保总降压变电所功率因数满足相关标准规定，需要采用无功补偿方式，通过查询表数之后计算无功补偿的我具体值。其次，工厂供配电设计中海应当推广语大型同步电动机，这样可以有效控制励磁电流，对功率因数起到改善作用。在应用同步电动机时应当全面考虑消谐装置和电抗器装置。

2.7 防雷接地装置设计

第一，防雷设备。供配电设计中的防雷设备主要包括避雷器和接闪器。不开起可以有效避免雷电伤害所产生的过电压波侵入到建筑物内，以免影响保护设备的绝缘效果。接闪器可以有效承受直击雷。供配电工程设计中主要是将防雷设备安装在高压侧和低压侧。对于高压侧来说，其可以有效保护主变压器，避免雷电波进入到变电所，造成损坏影响。变压器低压侧中性点与避雷器接地端连接，并且将阀式避雷器架设在母线和进线终端上。对于低压侧安装来说，避雷器可以避免雷电波击穿变压抑绝缘。变压器低压侧中性点不接地时，可以将阀式避雷器装设在中性点位置。

第二，接地装置：电器装置部分与大地之间的电器连接被称为接地。人工接地方式主要是加设接地体。自然接地体为接地体使用的与地面直接接触的金属管道以及混凝土基础。设备装置与接地体连接部位的金属导线被称为接地线。接地线被划分为接地干线和支线，其中接地干线需要使用两根以上导线在不同地点连接于接地网。

2.8 节能设计

本文所分析的节能设计重点在于照明系统节能改造。当前，室内照明灯具包含荧光灯，卤化物灯，日光灯等。其中日光灯光源具有较强的方向性，然而灯具互光源之间的匹配难度比较大，需要进行多次配光。卤化物灯具具有较强的穿透性，使用寿命比较长，但是在设计期间需要额外加设整流器，无法实现多次操作。荧光灯在光效和显色性等方面均具有显著优势，所以从照明效果以及经济成本等因素分析，考虑采用荧光灯作为照明系统主要灯具。

3 结束语

综上所述，此次研究主要是围绕工厂供配电工程设计问题展开讨论，由于当前我国工厂电能利用率低下，因此必须实行变配电所设计。通过对供配电负荷计算、总变电位置确定、主接线设计、高低压配电系统、保护装置以及防雷接地装置设计分析，希望全面提升我国工厂供配电设计效果，促进电能合理利用。

参考文献

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[2]蒲向华.工厂供配电110kV及以下电压等级变电系统节能探讨[J].电工技术，2018，10（01）：119+122.

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