工厂供配电设计与节能的实现方案研究邓虎

工厂供配电设计与节能的实现方案研究邓虎

邓虎

(长飞光纤光缆股份有限公司湖北武汉430073)

摘要：要想保障工厂安全生产和创造企业效益，就必须合理地进行配电设计，但是供配电系统如今仍存在一个不足之处，就是实际运用时的耗电量特别大，严重阻碍了我国企业的发展。工厂若想改变耗电量大的弊端，就必须对供配电系统进行创新设计，开发新的节能供电方法，以提高利用率和经济效益。本论文分析了工厂供配电设计原则，然后详细阐述了工厂供配电工程设计要点，同时也为供配电系统提出了一些节能的方法。

关键词：工厂；供配电工程；保护装置；功率因数；节能

引言

由于人类对能源的滥采滥用，不可再生能源越来越少了，已经不足以供应人类的长期使用。所以节约资源成为当今世界的新话题。从改革开放开始，我国工业产业迅速崛起，但在经济发展的同时，对电力的需求量也越来越大，如今我国已迎来了资源大幅减少、环境污染雾霾等问题。资源的减少影响了我国工业的发展进程，环境的污染严重影响了人民的日常生活危害健康。

1工厂供配电工程设计要点

2.1工厂负荷的计算

做好工厂供配电工程设计的前提和基础是科学准确的计算工厂的负荷。尤其是变压器的功率损耗计算至关重要，计算变电所的总降压时，务必要仔细考虑功率损耗问题，如此一来，工程的总变电所高压侧负荷和总功率因数的计算才能准确。另外，负荷计算表的制作和成列也是十分重要的，这样有利于对计算结果进行准确清晰的对比。

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。

3工厂供配电的主要节能方法

3.1节能设计改造

3.1.1保护装置

通常情况下，如果想在改造节能型供配电系统的同时，又想保证工业故障率的降低，工厂需要再安装一个继电保装置，该装置可以准确的计算出额定值以及电气回路负荷。由于工厂需要保证稳定的生产量，所以需要一个稳定的供电系统，直流屏就可以保证工厂供电系统的这一需求，但是直流屏在使用时并不是越大越好，工厂需要根据自己的实际情况进行合理设置。

3.1.2高低压配电系统

高低压配电系统是工厂进行节约型供配电系统开发时的重点。高低压配电系统对可行性以及合理性要求非常高，而且对经济性也有一定的要求。我认为工厂最好使用载油浸调压变压器。因为高低压配置系统对整体布局规划、变电位置要求非常高，还要有相应的变压器才行。使用载油浸调压变压器就能简化平时的管理维护。如果工厂使用的是单系统的低压柜，我认为该工厂可以使用固定式的开关柜。若工厂需要同时使用两台变压器时，该装置便可以将低压侧与总进线柜连起来，性价比十分合理。

3.2减少输电线路损失

目前，我国工厂的供配电系统的节能改造仍然存在着一个障碍，那就是输电线路的损失。那么如何减少输电线路的损失呢？主要有三个方法：一是将低压开关柜与配电箱的输出线设为直线，但必须以供电半径为依据，因为设为直线可以为电力减少输送长度，对降低电能与输电线路损耗有极大的帮助。二是根据实际情况对电负荷进行分类使用，用一条线路对设备进行供电。这样做既有利于消防，又有利用工厂供电调整，满足工厂其他设备的用电需求。三是根据实际情况选择合适的电缆，供电系统的稳定有一部分受导线长度与横截面积的影响，不但有利于减少损耗，还有利于节能改造。

3.3无功补偿

若工厂安装一个并联电容器，可以大大提高工厂的功率因数。并联电容器可以让容性和感性电力两者互相补偿，通过此互补方式，使无功电流减少。电容器安装地点也很重要，工厂在安装电容器时，应将其安装在变电所低压母线的旁边，这样便可以实现就地补偿。不同的工厂应选择不同的变压器，符合自己的需要才是最重要的，所以工厂应对自己的特点进行合理分析。若工厂采用有载调压变压器，想适应电力负荷的不断变化，那就需要电容器装置与变压器分接头进行联合调节，同时电容器装置也可以采用自动投切的方式。

3.4变压器节电技术

若工厂的变压器使用量较大，该工厂可以选择使用高性能的变压器，因为高性能的变压器，不仅能大大减少工厂的能耗，还能为工厂提高经济效益。对于并联运行的变压器而言，应该根据工厂的实际情况来优化并联变压器，这样做可以降低工厂能耗。如果工厂的供配电不稳定，我建议该工厂可以使用小容量变压器，因为小容量变压器好调节易辅助，也可以灵活调整。

结语

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]张长征.浅谈工厂供配电设计[J].中国新技术新产品,2014(12).

[2]赵志刚.工厂变配电系统设计与研究[J].科技资讯,2013(32).