工程供配電的優化設計要點探究

劉 錕

(中國直升機設計研究所，江西 景德鎮 333000)

為了最大程度地滿足工廠所需電能的供應與分配，以恪守設計規定，安全，及節能等為原則，優化供配電系統；從各廠房的真實電需求出發合理分配電力系統中的電能，提高工廠供電的可靠性，自然十分重要。以筆者所工作的工廠，所負責的工程為例，供配電系統的優化設計離不開對工廠負荷的計算，對變電所位置的選擇以及對總變電所主接線，高低壓配電系統的設計，保護及對相關節能裝置的設置等。

1 工廠負荷的計算和變電所位置選擇

優化工廠工程供配電系統，需要針對工廠總體負荷進行計算。畢竟每一個車間變電所的變壓器都有功率損耗，唯有先對這種功率損耗進行預估，才能對整個廠區的總功率因數，高壓側負荷等數值進行合理的計算。而為了實現對計算結果的有效分析，還要準確列出相關的負荷計算表，以確保在此過程中相關數值引入的準確性。

選擇供配電系統總變電所位置，要考慮高壓電源進線方向等因素，盡可能靠近用電量較大的廠房或直接立在工廠負荷中心的附近。確定變壓器臺數及容量時，既要對全廠的負荷進行詳細計算，又要參考土建專家方面的意見，以便調整后的供配電系統能滿足將來工廠建設擴張，產能擴大的需求。

2 主接線及高低壓配電系統的設計

設計工廠變電所主接線，要秉承可靠和安全的原則，一般會選擇高壓雙電源的供電方式，讓電房之間環環相扣，靈活供電。同時考慮到未來工廠設備維修的便捷性及可操作性。

另外，廠區的高低壓配電系統是整個供配電系統設計的關鍵，因而在開展相關設計時，要充分考慮到設計的專業性，經濟性原則。結合廠區內的實際負荷情況，統籌考慮負荷布局，變電所位置等因素，確定廠區配電電壓(若出現高壓進線和變電站不穩定等情況，可以考慮使用有載調壓油浸式變壓器)。要選擇便于日常操作的鎧裝移開式中置柜作為高壓柜，選擇方便更換開關，造價相對便宜的固定式開關柜作為低壓柜。當需要使用兩臺或者兩臺以上的變壓器時，所選擇的變壓器必須具有連鎖功能。因為通常情況下低壓電流比較大，所以出現1250kVA以上級別的變壓器時，要使用封閉母線槽來連接低壓側至低壓總進線柜。

3 保護與相關節能裝置的設置

工頻電氣參數受制于電力系統，會隨之變化而產生波動，電力系統若出現短路，工頻電氣參數就會發生變化，對工廠生產等造成一系列的影響，甚至誘發安全事故。因此在對供配電系統進行優化的過程中，還需要考慮工廠的實際情況，針對過流，速斷，零序，瓦斯等設計相關的斷電保護裝置，實現對系統的保護；另一方面，選擇低壓側電氣設備和高壓側電氣設備，要綜合考慮各個回路所對應的額定值、短路電流及計算負荷數據，在完成初步選擇后，還要對設備進行熱穩定性檢驗。同時為了合理選擇及檢驗電氣設備，還需要對斷電保護裝置進行一定的計算，在實際計算過程中就無限容量系統供電進行短路電流計算，根據系統的不同運行方式、結合相應的短路參數，計算得到各個點兩相，三相的短路電流；針對大型的用電要求較高的工廠，斷電保護要選取直流屏供電。在直流屏的選擇上，要結合需要確定斷電保護的機器臺數，恰如其分地控制大小。

就工廠的供配電設計優化而言，節能策略可以應用在多個方面，本文中筆者僅以照明系統為例，對節能減排措施展開研究。當前國內大部分工廠的室內照明系統涉及到三種類型的“照明”工具，主要包括直管熒光燈、金屬鹵化物燈、LED日光燈。相對而言，直管熒光燈在光效和顯色性方面比較突出，不論是從節能性還是經濟性考慮，都是最佳選擇；而金屬鹵化燈穿透性強，使用壽命長，光源較為高效，但是需要配備專用的整流器，因此不適合進行頻繁的更換；LED日光燈的光源效果較好，但光源與燈具的匹配存在一定的難度，以至于在實際選擇和安裝過程中，至少要使用三次光學配光。另外，在工廠供配電系統設計和予以落實的過程中，還需綜合性考慮多重設備的問題，節能是建立在整體性、綜合性的基礎之上的，割裂而為的方式并不可取。

4 結 語

總而言之，工廠工程供配電設計的優化要兼顧安全和經濟性，同時遵循相關設計的規范。當然因為涉及到諸多細節，工作人員在具體操作過程中要嚴密設計，多方驗證，同時隨時針對具體的情況進行細致，深入地調整，以便能夠真正意義上發揮服務工廠生產，節能節電的關鍵性作用。