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摘 要：在现代工业生产中,作为重要的能源和动力,电能的广泛应用,推动了现代工业的飞速发展.因此,为了让生产能够安全、顺利地进行,做好工厂的供电设计尤为重要.文章对工厂供配电设计的四项原则进行了阐述,对工厂配电设计的优化措施、节电节能措施等进行了深入的分析和研究.
关 键 词：工厂；供配电系统；设计；研究
1工厂供配电系统概述
所谓工厂供电就是指工厂所需电能的供应和分配,也称工厂配电.通过工厂供配电系统,将电力系统的电能进行适当的降压,然后根据各个车间或厂房的供电需求进行合理分配.随着社会生产发展的需要,供配电系统的发展也呈现一种新趋势.目前,随着城市化的发展,大中型城市的用电需求也越来越多,然而大型城市的配电通常存在着配电距离过长的问题,这时一般采用提高供电电压的方式来解决.同时,为了提高工业企业以及一些大型用电设备的输电能力,也常常采用提高电压的方式,从而达到使输电距离增加的目的.此外,为了使供电的可靠性得以提高,可以适当减少变压器的数量,进而对配电系统进行简化.
2工厂供电设计原则
电能是工厂生产的能源与动力,因此,在工厂设计中,供配电的设计是其中重要的组成部分,其设计质量的好坏,与工厂的正常运行和进一步的发展息息相关.这就要求工厂供电工作人员具有较高的综合素质和熟练的业务技能,并且需要按照以下要求,进行工厂供配电设计.
首先,对于国家相关规定及标准,必须严格地遵守,对于国家节约能源及有色金属的相关方针政策,必须切实地贯彻执行.
其次,人身和设备的安全,是进行工厂供电设计时,必须要考虑的因素,要切实保证供电的可靠性,保证电能具有合格的质量,要兼顾技术先进性和经济合理性的原则.在进行电器产品的选择时,要选用高效、低能耗、性能优良的产品.
再次,在进行供电设计时,要兼顾企业当前需求和长远发展,不仅要满足工厂近期生产的需求,还要考虑工厂长远发展的计划,使供电设计可以在较长的一段时期内都能满足工厂扩建等带来的用电需求的变化.
最后,要结合企业的实际情况,根据负荷的性质、用电容量、工程的特点,考虑到地区供电条件,设计出合理的供电方案.对于供电人员,要积极提高自身业务素质,学习和掌握供电设计的相关知识,从而更好地完成供电设计工作,促进企业安全生产和提高效益.
3工厂供配电设计要点
3.1负荷计算
在计算总降压变电所的负荷时,需要根据车间负荷来进行计算,因为车间变电所变压器存在功率损耗,所以,计算总降压变电所的负荷需要考虑到这部分损耗,进而得出全厂总降压变电所高压侧计算负荷以及总功率因数.此外,还要将负荷计算表详细的列出,清楚明晰地表达计算成果.
3.2总降压变电所位置的选取,需要把电源进线方向列为考虑因素,进行合理选择.主变压器台数和容量的确定,需要参考土建和工艺方面专家的意见,以全厂计算负荷为依据,满足工厂将来扩建和备用的需要.
3.3工厂总降压变电所主结线的设计和安装,要确保其安全性和可靠性,安装简单方便,具有灵活性和经济性.此外,还要充分考虑到将来维修的可操作性和方便性.
3.4厂区高压配电系统的设计,首先要满足技术条件,还要考虑经济合理性,根据厂内负荷的实际情况,综合考虑各种因素,如负荷布局、总降压变电所的位置等,进而对厂区配电电压进行确定.可以制订出几种高压配电网布置方案,从中选择最优方案.
3.5为了对电气设备进行合理选择和校验,对继电保护装置进行整定计算,就需要进行短路电流的计算.短路电流的计算可以按照无限容量系统供电进行,根据系统运行方式的不同,利用相应的短路参数,计算出各点的三相及两相短路电流.
3.6改善功率因数装置设计
总降压变电所的功率因数可以通过计算负荷而获得,为了达到供电部门要求的数值,还要进行无功率的补偿,其数值可以通过查表后计算得出.此外,利用大型同步电动机,也可以对功率因数进行改善,其原理是大型同步电动机可以对励磁电流进行控制,从而提供无功功率.
3.7变电所高、低压侧设备选择.
变电所高、低压侧电器设备在选择时,需要以短路电流计算数据、各回路计算负荷以及对应的额定值作为依据.初步选择后,还要对其进行检验,即热稳定和力稳定的检验.最终的设计结果,通过总降压变电所主结线图,设备材料表和投资概算加以展示.
3.8工厂供配电系统的继电保护与自动装置设计
工频电气量参数会因电力系统的变化而发生改变,如果发生短路故障,就会引起这些参数也发生相应改变,由此,可以设计出继电保护装置,如根据反应电流的增大和电压的降低进行过电流保护和低电压保护.
3.9做好防雷工作
3.9.1架空线路防雷措施
对于66KV及以上的架空线,可以通过全线装设避雷线的方式进行防雷,但是成本较高.对于10KV及以下的架空线路,可以从提高线路本身的绝缘水平上入手,进而线路的防雷水得以提高.一般情况下,可以选用木横担、瓷横担或者是高一级的绝缘子.对于某些绝缘薄弱地点,为提高其防雷水平,可以加装避雷器.
3.9.2变配电所防雷措施
变电所的防雷设备中,避雷器是其中非常重要的设备,因此,对于避雷器的设计和安装,需要更加注意,必须确保避雷器装在被保护设备的电源侧,并且与被保护设备并联.当发生雷电过电压时,避雷器的火隙就被击穿,或是由高阻变为低阻,从而使过电压对大地放电,保护设备的绝缘.
3.10采取措施进行节电节能
首先,充分利用电力无功补偿,节约工厂用电的电能损耗,提高电能利用效率.可以采用移相电容器和同步电机进行节电节能.移相电容器安装位置的选择上,要以靠近用电设备的分厂、车间变电所低压母线侧为原则.此外,要结合工厂的生产情况来选择合适的变压器,变压器容量的确定,要在满足使用的基础上,注重其经济性,避免不必要的浪费.
其次,采用性能较好的变压器,将性能较差的变压器留作备用.对于并列运行的变压器,要考虑其组合的经济性,此外,变压器运行的经济性也是必须要考虑的因素.在确保工厂最大的负载的前提下,尽量减少变压器数量,以节约变压器维护的成本和电能的损耗.
再次,在输电线路的施工设计中,配电箱以及低压箱的输出线应尽量走直线,另外要合理控制线路的供电半径,并且根据供电半径调整输电线路的长度,从而实现供电输电线路最优化.如果具有稳定的载流量,输电线路较长,在电网设计时,可以采用增加导线截面的方式来降低损耗电能损耗,虽然短时期内使成本提升,却能带来长远的经济效益.
最后,根据用电负荷的不同,即常规设备用电与生产机器用电,采取不同的线路进行分别供电.在导线截面和电线长度的选择上,也必须根据工厂用电需求,进行合理选择,达到对输送电量进行控制,安全可靠、节约用电的目的.
4结束语
总之,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.