電力工程師論文發(fā)表探究工廠供配電設(shè)計

　　摘 要：本文主要簡單概述了電氣設(shè)計人員針對工廠供配電設(shè)計中的基本要領(lǐng)，闡述了在供配電過程中如何做到節(jié)能，安全。希望可以給各位同行提供參考。

　　關(guān)鍵詞：供配電設(shè)計,電能輸送,系統(tǒng)優(yōu)化,核心期刊網(wǎng)

　　電力系統(tǒng)的工作原理主要是通過能量的轉(zhuǎn)化將電能轉(zhuǎn)化為動能提高企業(yè)的生產(chǎn)效率的一種方式，供配電的設(shè)計可以使電能的輸送更加簡單，生產(chǎn)更加輕便，便于調(diào)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(chǎn)，因此有必要做好工廠的供配電設(shè)計的工作。

　　一、工廠供電設(shè)計的概況

　　1.1電力系統(tǒng)的組成

　　隨著我國現(xiàn)代化進程的逐漸發(fā)展，國家針對工廠對電能的使用作出了嚴格的要求，指出工廠用電不僅要滿足在低電壓的情況下能夠保證工廠的正常生產(chǎn)，而且要保證做到工作人員的生命安全。因而制定一個完整穩(wěn)定的供電系統(tǒng)是非常必要的。在工廠的供配電中為了保證能夠充分的利用動力資源以及最大限度的降低發(fā)電成本，發(fā)電廠往往會建在離城市和用戶較遠的地方，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(chǎn)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(jīng)高壓輸電線路輸送給用戶。輸電電壓越高，輸送的容量越大，輸送的距離也就越遠。電能輸送到用戶后因用戶的用電設(shè)備額定電壓均較低，故需經(jīng)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(shè)計的原則

　　工廠的供配電系統(tǒng)的設(shè)計需要遵循國家的相關(guān)規(guī)定，在GB50052-95《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》和GB50054-95《低壓配電設(shè)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(shè)計首先需要做到的就是供電系統(tǒng)的安全，包括人員和設(shè)備連個主體;設(shè)備需要有質(zhì)量保證，在技術(shù)的應用上一定要是現(xiàn)在較領(lǐng)先的，能夠?qū)崿F(xiàn)較低能耗的目的。

　　(2)遵守規(guī)程、執(zhí)行政策;供配電的設(shè)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(shè)目的。

　　(3)根據(jù)實際情況來設(shè)計供電方案。就要充分考慮到負荷性質(zhì)、工廠的用電量、本地區(qū)的實際供電條件等。配電設(shè)計是工廠基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，保證工廠正常生產(chǎn)的必要條件，實現(xiàn)高質(zhì)量高效率的生產(chǎn)。工廠配電設(shè)計的從業(yè)人員應該充分掌握相關(guān)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。

　　二、工廠配電設(shè)計的具體設(shè)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(chǎn)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(nèi)。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)據(jù)能夠達到國家規(guī)定的標準。

　　工廠內(nèi)部數(shù)量眾多的無功環(huán)流由于工廠內(nèi)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(zhì)量由于有功損耗的加大而下降，導致工廠電動機的轉(zhuǎn)矩下降。工廠中變壓器和電動機是產(chǎn)生無功損耗的主要設(shè)備，電網(wǎng)需要提供大量的無功負荷，從而降低電網(wǎng)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(chǎn)生的，而異步電動機出生的無功總耗則高達60%。

　　為了使車間變電所安裝在低壓母線側(cè)移相電容器能夠適應工廠在生產(chǎn)過程中產(chǎn)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。這樣可以使工廠在不同的狀況之下都可以將功率數(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(chǎn)情況來進行，確定合理的容量，確保變壓器運行的經(jīng)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(shè)備的自然功率因數(shù)，這樣可以有效的降低無功補償設(shè)備的容量，使無功補償?shù)某杀敬蟠蟮慕档汀榱双@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(diào)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(jīng)濟運行節(jié)電技術(shù)

　　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(jīng)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(jīng)濟性。為了確保變壓器運行的經(jīng)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(diào)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(shè)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(diào)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(wǎng)設(shè)計。增加導線截面積之后，雖然在短期內(nèi)增加了經(jīng)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(nèi)，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(diào)、冰箱、照明，電熱水器等常規(guī)設(shè)備改用一條線路供電。可以根據(jù)季節(jié)和消防需要調(diào)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。

　　三、 工廠供配電設(shè)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

　　3.1.1為了達到繼電保護功能，在工廠電路的保護裝置安裝時必須能夠做到將系統(tǒng)正常運行與發(fā)生故障或不正常工作狀態(tài)科學的劃分開。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。正如電流增大，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(gòu)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。

　　3.1.2在工廠電力系統(tǒng)自動化裝備安裝時，其基本要求包括四個方面的內(nèi)容：第一，能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)各元件、全系統(tǒng)或局部系統(tǒng)的運行參數(shù)作出正確而迅速的收集、檢驗和處理;第二，以電力系統(tǒng)各元件的安全、經(jīng)濟、技術(shù)要求和實際運行狀態(tài)為依據(jù)，來直接控制和調(diào)節(jié)各元件，或為運行人員提供控制和調(diào)節(jié)的決策;第三，實現(xiàn)全系統(tǒng)各元件、各局部系統(tǒng)、各層次間的協(xié)調(diào)，尋求實現(xiàn)電路系統(tǒng)安全性、經(jīng)濟性和優(yōu)質(zhì)供電的最佳運行方式;第四，節(jié)省人力，減少系統(tǒng)事故，全面改善運行性能，在事故發(fā)生時，能夠避免大連鎖性的大面積停電和事故發(fā)展。

　　3.2做好防雷工作

　　防雷設(shè)備和防雷措施防雷的設(shè)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(wǎng)稱為避雷網(wǎng)。另外接閃器的防雷范圍可以根據(jù)一定的科學方法進行計算。例如，滾球法。在采用避雷器時。它的工作原理主要是通過防止雷電產(chǎn)生的過程中電壓波沿線路侵入變配電所或其它建筑物內(nèi)，損壞被保護設(shè)備的絕緣。在安裝避雷器時應注意保持與被保護設(shè)備采取并聯(lián)方式，并且裝在被保護設(shè)備的電源側(cè)。當線路上出現(xiàn)危及設(shè)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)榈妥瑁惯^電壓對大地放電，從而保護了設(shè)備的絕緣。避雷器的型式，主要有閥式和排氣式等。

　　四、總結(jié)

　　隨著我國現(xiàn)代化進程的不斷加快，在工廠的供配電設(shè)備設(shè)計安裝方面的要求也在不斷提高，因此對各位設(shè)計施工人員的技術(shù)要求也施與了一定的壓力。工廠的供配電設(shè)計在我國現(xiàn)代的工廠的生產(chǎn)中起著舉足輕重的作用，需要我們工作人員的不斷的優(yōu)化與完善。制作出一個科學合理的設(shè)計方案，構(gòu)建出安全，適合的供配電路的結(jié)構(gòu)。本文是筆者結(jié)合個人工作經(jīng)驗總結(jié)，文章中若有不足之處還希望后續(xù)的研究者加以完善。

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