1、1论工厂供配电的设计【摘要】工厂的供配电设计是保证工厂正常安全生产的必要措施，因此在本文在工厂供配电系统设计的基本原则与要求的基础上对供配电设计的内容以及无功补偿和防雷与接地措施进行了简要的研究。 【关键词】工厂 供配电设计无功补偿防雷接地 中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号： 能作为推动社会发展的基本能源之一，不仅关系着人们的日常生活，同时还关系着整个社会的发展进步。在人们日常生活中，发电厂负责人们生活中的一切用电需求，在整个电力系统中，工厂供配电作为电力系统中的组成部分，其核心任务就是对工厂所需电能进行及时的供应与分配。在工厂供配电系统中，主要由总降变电所、高压配电所、配电线路
2、、车间变电所和用电设备所组成。工厂生产经营的根本目的在于减少成本开支，获取更多的经济利润，而供配电系统方案的设计，不仅关系着工厂的生产成本，同时还关系着工厂今后的发展。 一、工厂供配电系统设计的基本原则与要求 在工厂供配电系统设计的过程中，除了要满足工厂日常生产活动外，还要在原有的基础上节省用电成本。在工厂供配电系统设计的基本原则与要求中，主要包括以下几个方面：首先，工厂供配电系统的设计必须满足工厂对电能的需求，同时还要保障电能的质量，确保工厂用电正常。2其次，在工厂供配电系统设计的过程中，接线方式应以简单、灵活为主，以便在今后使用的过程中方便操作及维护。再次，工厂供配电系统的构建必须将成本考
3、虑进去，除了降低必要的运行费用外，还要在原有的基础上减少有色金属的消耗量。最后，制定供配电系统方案时，应充分考虑因生产发展而引起的负荷发展，并考虑分期建设的过渡计划。对电源的供电能力、变配电所建筑匝积、进出线开关数量等，都要预留必要的发展余地。 二、供电设计的内容 全厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局等多方面情况，解决对各部门的安全可靠、经济地分配电能问题。其基本内容有以下几方面。 1、负荷计算 全厂总降压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因
4、数。列出负荷计算表、表达计算成果。 2、主变压器的台数及容量选择 参考电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要，确定变压器的台数和容量。 3、工厂总降压变电所主结线设计 根据变电所配电回路数，负荷要求的可靠性级别和计算负荷数综合主变压器台数，确定变电所高、低接线方式。对它的基本要求，即要安全可靠又要灵活经济，安装容易、维修方便。 34、厂区高压配电系统设计 根据厂内负荷情况，从技术和经济合理性确定厂区配电电压。参考负荷布局及总降压变电所位置，比较几种可行的高压配电网布置方案，计算出导线截面及电压损失，由不同方案的可靠性、电压损失、基建投资、年运行费
5、用、有色金属消耗量等综合技术经济条件列表比值，择优选用。 5、改善功率因数装置设计 按负荷计算求出总降压变电所的功率因数，通过查表或计算求出达到供电部门要求数值所需补偿的无功率。由手册或产品样本选用所需移向电容器的规格和数量，并选用合适的电容器柜或放电装置。如工厂有大型同步电动机还可以采用控制电机励磁电流方式提供无功功率，改善功率因数。 6、变电所高、低压侧设备选择 参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选择变电所高、低压侧电器设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、开关柜等设备。 7、变电所防雷装置设计 参考本地区气象地质材料，设计防雷装置。进行防直击的避雷针保护范围计
6、算，避免发生反击现象的空间距离计算，按避雷器的基本参数选择防雷电冲击波的避雷器的规格型号，并确定其接线部位。进行避雷灭弧电压，频放电电压和最大允许安装距离检验以及冲击接地电阻计算。48、总降压变电所变、配电装置总体布置设计 综合前述设计计算结果，参照国家有关规程规定，进行内外变、配电装置的总体布置和施工设计。 三、工厂供配电的无功补偿 1、集中补偿 集中补偿分为高压集中补偿和低压集中补偿。 （1）高压集中补偿：是将补偿装置安装在工厂变配电所的高压母线上。这种补偿方式只能补偿高压母线以前所有线路上的无功功率，无法降低选择变压器的额定容量及电能损耗。其优点是初投资较少，便于集中维护，能对工厂高压侧
7、的无功功率进行补偿，提高工厂总的功率因数。这种补偿方式在一些大中型工厂中比较常见。 （2）低压集中补偿：是将低压无功补偿设备集中安装在工厂变电所的低压母线上。这种补偿方式能补偿变电所低压母线之前所有设备及线路的无功功率，便于维护，能降低选择变压器的额定容量及电能损耗。此方式在工厂中相当普遍。 2、分散就地补偿 分散补偿装置是将补偿装置安装在需要进行无功补偿的个别容量较大且负荷较平稳的用电设备旁边。补偿装置一般与用电设备同事投入运行和断开。该补偿方式能够补偿安装部位以前所有的高低压线路及变压器的无功功率，能最恰当地降低系统的损耗和维持系统的电压水平，因此补偿效果最好。但是这种补偿方式投资较大，补
8、偿设备利用率较低。 3、补偿装置的选择 5目前工厂企业中常用的无功补偿装置是由电容器组、电容器支路保护、投切开关和自动补偿控制器等组成的电容器分组自动投切无功补偿装置。为了使各组电容器和开关的运行平衡化，应避免个别电容器组频繁开合而造成该电容器组过早损坏，各电容器组之间宜采用轮换循环投切使用的原则，即先投入先切除。 由于现在工厂中多有波动性、冲击性负荷，这些设备运行时会产生大量谐波，引起电网电压波动、闪变及三相不平衡，影响用电设备的安全运行。虽然电容器本身具备一定的抗谐波能力，但同时也有放大谐波的副作用。谐波含量过大时，会对电容器的寿命产生影响，甚至造成电容器的过早损坏，由于电容器对谐波的放大
9、作用，将使系统的谐波干扰更严重；因而在有较大谐波干扰时，需要补偿无功功率的地点考虑增加滤波装置。 四、防雷与接地 1、防雷措施 防雷措施主要有:架设避雷线，这是防雷的有效措施，但造价高，因此在 35kW 的架空线路上，一般只在进出变配电所的一段线路上装设，而10kW 及以下的线路上一般不装设避雷线;装设避雷针，室外配电装置应装设避雷针来防护直接雷击，如果变配电所处在附近高建(构)筑物上防雷设施保护范围之内或变配电所本身为室内型时，不必再考虑直击雷的保护;高压侧装设避雷器，这主要用来保护主变压器，以免雷电冲击波沿高压线路侵入变电所，损坏变电所的这一最关键的设备，为此要求避雷器尽量靠近主变压器安装
10、。 62、接地与接地装置 电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接，称为接地。埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体，或称接地极，专门为接地而人为装设的接地体，称为人工接地体。兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、金属管道及建筑物的钢筋混凝土基础等，称为自然接地体。连接接地体与设备、装置接地部分的金属导体，称为接地线。接地线在设备、装置正常运行情况下是不载流的，但在故障情况下要通过接地故障电流。 结束语 本文所阐述的是工厂配电系统设计的一般要求，而工厂供配电系统设计中通常有多个可行方案，需要通过方案比选来选择或确定一个最佳方案，而方案比选必须建立在工厂供配电系统满足最基本的原则和要求的基础之上，达到节约电能的目的。 参考文献 1 李书奇. 论工厂供配电系统的方案比选J. 山西建筑. 2010(02) 2 刘凌燕. 工厂供配电系统运行和维护的安全技术要求J. 工业安全与环保. 2010(01) 3 要俊琴. 浅谈工厂供配电系统中的节能措施J. 科技情报开发与经济. 2007(11)
