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[摘 要]隨着我国经济的不断发展及社会的不断进步,工厂供配电系统的电气设计技术也备受关注。工厂供配电设计对于工厂的稳定运行具有十分重要的作用,所以在工厂建设中,设计人员要对供配电系统继续科学合理的设计。基于此,文章首先介绍了工厂供配电的设计原则,然后对供配电的设计要点继续了分析与阐述,希望本文可以在一定程度上为相关的专业学者提供参考与借鉴。
[关键词]工厂;供配电;设计要点
中图分类号:U231.8 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)27-0257-01
1 工厂供配电设计原则
(1)遵循国家制定并实行的政策。工厂的供配电设计必须要在遵循我国相关规定和制度的前提下进行,执行国家的相关标准,尤其是要积极响应国家的节能减排政策。(2)注重供配电设计的合理性。工厂进行供配电设计,要遵循“以人为本”的理念,即要将工作人员的生命安全与设备运行可靠性放在首位,以此来确保供配电的稳定性,保证供配电的质量。另外,在供配电设计时,针对电器产品的选择一定要满足合格、能耗低、效率高几个标准。(3)有机结合近远期发展目标。应当根据工厂的实际规模、发展规划以及工作特点,将近期发展目标与远期发展目标有机结合在一起,从全局出发,考虑工厂供配电设计的整体性与扩建的可能性。(4)保证供配电设计方案的科学合理性。供配电设计在工厂设计中的地位和作用是毋庸置疑的,其设计质量的高低也直接影响到工厂的正常生产活动。工厂进行供配电设计时,要结合多种因素进行,包括当地的供电条件、工厂的特点、用电容量等,这样制定出的供配电方案才能具备科学性和合理性。
2 工厂供配电工程设计要点
2.1负荷设计
以《供配电系统设计规范》为参照,对中断供电、供电可靠性带来的影响与损失进行分析,在此基础上可明确负荷的三层分级:①供电中断会引起伤亡事件;在经济、政治层面上引起损失较为严重;用电单位运行具有重要的经济与政治意义,会对其造成影响的负荷。上述条件中满足其中一条即为一级负荷,其中特别重要的负荷为,不允许中断的、处在重要场所的负荷以及中断会引起严重后果的负荷,如火灾、爆炸以及中毒等。②对重要用电单位运行产生影响的负荷;供电中断引起损失较大的负荷,其损失包含经济与政治两个层面。上述条件满足其一即为二级负荷。③排除上述两种负荷即为三级负荷。计算负荷需区分用电设备的已知与未知,利用系数法、二项式法、需要系数法为用电设备已知时计算负荷的方法;住宅用电量指标法、单位指标法、负荷密度法为用电设备未知时计算负荷方法。
2.2工厂总变电所位置的选择
工厂总变电所位置的选择至关重要,首要的考虑因素便是高压电源线的进线方向,以此为基础,结合其他因素,最终确定出合理的总变电所的位置。一般而言,工厂的负荷中心,临近电量较大厂房的位置都是理想的总变电所的位置。另外需要注意的是,变压器容量及台数的确定工作需要详细计算全厂的负荷,这时最好咨询土建等方面专家意见,方便日后工厂的扩建。
2.3保护装置的设计
由于工频电气量参数会随着电力系统的变化而发生一定的变化,一旦电力系统中出现短路故障,就会导致工频电气量的相关参数发生变化,因此在供配电网络的设计过程中,需要依据系统实际特点,设计出相关的继电保护装置,保护一般分为过流、速断、零序、瓦斯等形式;另一方面,在变电所高压侧与低压侧电气设备的选择过程中,应将各个回路所对应的额定值、计算负荷、短路电流计算数据等作为依据开展选择,在作出初步的选择之后,还需要对其开展热稳定检验与力检验。为保证电气设备的选择与校验的合理性,还需要开展继电保护装置的整定计算,这就涉及短路电流的计算问题,在实际的计算过程中,可以依据无限容量系统供电开展短路电流的计算,依据系统运行方式的不同,结合相应的短路参数,计算得到各个点的两相及三相的短路电流;继电保护过程中,针对大型的用电可靠性要求较高的工厂,应选用直流屏供电,直流屏选取要合理,不宜过大或过小,应根据需用保护的断路器台数进行选择。
2.4工厂供配电工程的防雷设计
工厂供配电的防雷设计不仅包括架空线路的防雷设计,还包括变配电所的防雷设计。针对架空线路的防雷设计可以采取两种方式,一是66KV以上的架空线,最理想的防雷方式便是全线装设避雷线,弊端是成本较高;二是10KV以下的架空线路,瓷横担、木横担等绝缘子的广泛应用便能起到很好的防雷效果,只在十分有必要的情况下才安装线路避雷器,利于降低成本。针对变电所的防雷设计,要重要对避雷器的设计,接地电阻要保持在4Ω以下,避雷器安装的位置要正确,即在设备的电源侧进行安装,注意要将避雷器与被保护设备进行关联,才能起到防雷效果。
2.5合理利用无功补偿技术
在补偿技术方面,我国的大多数工厂采用的都是集中补偿的方式,这种方式忽略了对车间变电站的无功补偿,造成的直接后果便是补偿后的功率偏低问题,更甚者,有些工厂的系统则一直在维持自然功率因素。由于我国规定工厂的功率因数要超过0.9,为了达到国家标准,很多工厂采取了高压无功补偿的方式,但是用这种方式促进功率因数提升的方法是十分不可取的,因为电动机和变压器是产生无功损耗的主要设备,如果不加辨别的盲目的进行无功补偿,会使得电网的供电能力受到影响。基于此,无功补偿技术的选择一定要合理,一般可以采用投切的方式,大量实践证明,这种补偿方式能够去的很好的提升功率因数和节能的效果。
2.6供配电节能设计
(1)变压器节能。变压器节能可以通过设置备用变压器的方式来达到,前提是工厂中变压器的数量较多,这样就能将其中一些性能较差的变压器作为备用变压器,并采取并列运行的方式来提升运行过程的经济性。除此之外,要合理确定变压器的运行数量,数量的确定是要结合场内的用电负荷进行的,这有利于使用较少数量的变压器来满足工厂的生产需要。(2)节能控制系统的利用。工工厂的生产活动需要用到大量的电能资源,除此之外,照明也是用电的大项。合理的设计和利用照明控制系统便能起到很好的节电效果,首先要将照明控制系统做模块化的设计,设计出光源、探测器和控制器三个部分,然后预设各种模式,如夜间巡逻模式、日常工作模式等,最后通过灯光控制器来开启相应的模式和数量的灯具,如此便能起到很好的节电效果。
结语
综上,作为现代工业生产的能源和动力,电能发挥着越来越重要的作用。合理地进行配电设计,是保障工厂安全生产和创造企业效益的重要因素,因此必须进一步完善供配电设计,优化供配电系统,从而提高电能的利用率,节约能源,在创造经济效益的同时创造更多的社会效益。
参考文献
[1] 张华.工厂配电系统中的节能措施分析[J].中国设备工程,2015,5(25):31-45.
[2] 易卫乔.浅谈工厂供配电系统中的节能措施[J].通信电源技术,2016,7(25):45-63.
[3] 全建锐.浅谈工厂配电系统的设计[J].中国高新技术企业,2013(34).
[关键词]工厂;供配电;设计要点
中图分类号:U231.8 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)27-0257-01
1 工厂供配电设计原则
(1)遵循国家制定并实行的政策。工厂的供配电设计必须要在遵循我国相关规定和制度的前提下进行,执行国家的相关标准,尤其是要积极响应国家的节能减排政策。(2)注重供配电设计的合理性。工厂进行供配电设计,要遵循“以人为本”的理念,即要将工作人员的生命安全与设备运行可靠性放在首位,以此来确保供配电的稳定性,保证供配电的质量。另外,在供配电设计时,针对电器产品的选择一定要满足合格、能耗低、效率高几个标准。(3)有机结合近远期发展目标。应当根据工厂的实际规模、发展规划以及工作特点,将近期发展目标与远期发展目标有机结合在一起,从全局出发,考虑工厂供配电设计的整体性与扩建的可能性。(4)保证供配电设计方案的科学合理性。供配电设计在工厂设计中的地位和作用是毋庸置疑的,其设计质量的高低也直接影响到工厂的正常生产活动。工厂进行供配电设计时,要结合多种因素进行,包括当地的供电条件、工厂的特点、用电容量等,这样制定出的供配电方案才能具备科学性和合理性。
2 工厂供配电工程设计要点
2.1负荷设计
以《供配电系统设计规范》为参照,对中断供电、供电可靠性带来的影响与损失进行分析,在此基础上可明确负荷的三层分级:①供电中断会引起伤亡事件;在经济、政治层面上引起损失较为严重;用电单位运行具有重要的经济与政治意义,会对其造成影响的负荷。上述条件中满足其中一条即为一级负荷,其中特别重要的负荷为,不允许中断的、处在重要场所的负荷以及中断会引起严重后果的负荷,如火灾、爆炸以及中毒等。②对重要用电单位运行产生影响的负荷;供电中断引起损失较大的负荷,其损失包含经济与政治两个层面。上述条件满足其一即为二级负荷。③排除上述两种负荷即为三级负荷。计算负荷需区分用电设备的已知与未知,利用系数法、二项式法、需要系数法为用电设备已知时计算负荷的方法;住宅用电量指标法、单位指标法、负荷密度法为用电设备未知时计算负荷方法。
2.2工厂总变电所位置的选择
工厂总变电所位置的选择至关重要,首要的考虑因素便是高压电源线的进线方向,以此为基础,结合其他因素,最终确定出合理的总变电所的位置。一般而言,工厂的负荷中心,临近电量较大厂房的位置都是理想的总变电所的位置。另外需要注意的是,变压器容量及台数的确定工作需要详细计算全厂的负荷,这时最好咨询土建等方面专家意见,方便日后工厂的扩建。
2.3保护装置的设计
由于工频电气量参数会随着电力系统的变化而发生一定的变化,一旦电力系统中出现短路故障,就会导致工频电气量的相关参数发生变化,因此在供配电网络的设计过程中,需要依据系统实际特点,设计出相关的继电保护装置,保护一般分为过流、速断、零序、瓦斯等形式;另一方面,在变电所高压侧与低压侧电气设备的选择过程中,应将各个回路所对应的额定值、计算负荷、短路电流计算数据等作为依据开展选择,在作出初步的选择之后,还需要对其开展热稳定检验与力检验。为保证电气设备的选择与校验的合理性,还需要开展继电保护装置的整定计算,这就涉及短路电流的计算问题,在实际的计算过程中,可以依据无限容量系统供电开展短路电流的计算,依据系统运行方式的不同,结合相应的短路参数,计算得到各个点的两相及三相的短路电流;继电保护过程中,针对大型的用电可靠性要求较高的工厂,应选用直流屏供电,直流屏选取要合理,不宜过大或过小,应根据需用保护的断路器台数进行选择。
2.4工厂供配电工程的防雷设计
工厂供配电的防雷设计不仅包括架空线路的防雷设计,还包括变配电所的防雷设计。针对架空线路的防雷设计可以采取两种方式,一是66KV以上的架空线,最理想的防雷方式便是全线装设避雷线,弊端是成本较高;二是10KV以下的架空线路,瓷横担、木横担等绝缘子的广泛应用便能起到很好的防雷效果,只在十分有必要的情况下才安装线路避雷器,利于降低成本。针对变电所的防雷设计,要重要对避雷器的设计,接地电阻要保持在4Ω以下,避雷器安装的位置要正确,即在设备的电源侧进行安装,注意要将避雷器与被保护设备进行关联,才能起到防雷效果。
2.5合理利用无功补偿技术
在补偿技术方面,我国的大多数工厂采用的都是集中补偿的方式,这种方式忽略了对车间变电站的无功补偿,造成的直接后果便是补偿后的功率偏低问题,更甚者,有些工厂的系统则一直在维持自然功率因素。由于我国规定工厂的功率因数要超过0.9,为了达到国家标准,很多工厂采取了高压无功补偿的方式,但是用这种方式促进功率因数提升的方法是十分不可取的,因为电动机和变压器是产生无功损耗的主要设备,如果不加辨别的盲目的进行无功补偿,会使得电网的供电能力受到影响。基于此,无功补偿技术的选择一定要合理,一般可以采用投切的方式,大量实践证明,这种补偿方式能够去的很好的提升功率因数和节能的效果。
2.6供配电节能设计
(1)变压器节能。变压器节能可以通过设置备用变压器的方式来达到,前提是工厂中变压器的数量较多,这样就能将其中一些性能较差的变压器作为备用变压器,并采取并列运行的方式来提升运行过程的经济性。除此之外,要合理确定变压器的运行数量,数量的确定是要结合场内的用电负荷进行的,这有利于使用较少数量的变压器来满足工厂的生产需要。(2)节能控制系统的利用。工工厂的生产活动需要用到大量的电能资源,除此之外,照明也是用电的大项。合理的设计和利用照明控制系统便能起到很好的节电效果,首先要将照明控制系统做模块化的设计,设计出光源、探测器和控制器三个部分,然后预设各种模式,如夜间巡逻模式、日常工作模式等,最后通过灯光控制器来开启相应的模式和数量的灯具,如此便能起到很好的节电效果。
结语
综上,作为现代工业生产的能源和动力,电能发挥着越来越重要的作用。合理地进行配电设计,是保障工厂安全生产和创造企业效益的重要因素,因此必须进一步完善供配电设计,优化供配电系统,从而提高电能的利用率,节约能源,在创造经济效益的同时创造更多的社会效益。
参考文献
[1] 张华.工厂配电系统中的节能措施分析[J].中国设备工程,2015,5(25):31-45.
[2] 易卫乔.浅谈工厂供配电系统中的节能措施[J].通信电源技术,2016,7(25):45-63.
[3] 全建锐.浅谈工厂配电系统的设计[J].中国高新技术企业,2013(34).