工業供配電設計的常見問題與應對措施研究

劉曉亮

摘要：工業供配電系統設計的合理性及科學性直接關系項目的成敗，在設計供配電系統時要進行系統性的統籌規劃，把現階段生產實際需求與未來擴展相互結合，實現配電方式的科學性，以滿足工業生產需求，提高系統可靠性 安全性及經濟性。本文對工業供配電設計的常見問題與應對措施進行研究，以供參考。

關鍵詞：工業;供配電設計;常見問題;應對措施

中圖分類號：TM727文獻標識碼：A

引言

現階段工業供配電設計仍有許多有不盡合理的地方，其一方面在一定程度上影響到了工業生產的穩定，另一方面也給社會帶來了額外的能源損耗。為了減少供配電環節對電力資源的浪費，需要加強對工業供配電設計的研究力度。在對工業供配電系統進行設計的過程中，一定要有針對性地對項目的相關情況予以全面考慮。工業電氣設計還會影響到工人的生命財產安全，因此在實際過程中，不僅要考慮供配電系統設計的合理性，還需要對人身安全和供電可靠性進行充分的考慮。

1供配電系統的設計原則

在供配電系統設計的過程中，要遵循穩定 可靠 安全 規范 運行靈活和適度備用的原則。要保證供配電的穩定性，要在成熟技術原理的基礎上，結合現場的運行實際，逐步引入綜合保護和測量一體化的自動化系統設計。在自動化系統設計的過程中，要滿足行業標準 規范及國家的相關規定。另外，根據行業及國家標準，對系統接口進行標準化規約，這方面當前運用較廣的是IEC61850協議。設計中還應該充分考慮直流系統及計量系統建設。由于供配電系統應是獨立的專門系統，要求自動化系統應能實現獨立保護功能，不通過其他控制設備實現。

2工業供配電設計中存在的問題

2.1電纜及導線截面參數選擇不當

在工業供配電系統設計中，導體截面參數選擇很關鍵。選擇導體截面必須考慮以下幾方面：一是根據用電設備的正常計算負荷電流確定上游保護電器的整定電流，對應導體載流量應大于該整定電流值;二是導體的載流量應考慮敷設方式 環境溫度 散熱條件 同路徑敷設其他回路的相互影響后綜合確定;三是應校核導體上的電壓損失，保證線路末端用電設備端電壓滿足國家標準要求;四是應根據電源端參數校核發生短路時線路的熱穩定性和動穩定性，保證截面大小滿足動熱穩定性的要求;五是應校核最小運行方式下線路末端發生單相接地故障時的短路電流，保證此時保護電器動作的靈敏度不小于1.3。很多不當的設計中忽略了要求三，沒有對用電設備端電壓問題進行考慮，這會導致用電設備端電壓不足，不滿足電壓偏差標準要求，導致電機啟動困難。

2.2設計范圍

供配電系統是工業設備正常運行的重要保障，主要承擔電能的變換 分配 供應環節，并對其進行控制調節。根據供電范圍和具體功能的差異，主要可分為區域變電站和用戶變電站兩部分。用戶變電站的主要服務對象是工業建筑和內部電氣設備，負責對應劃分供電范圍的電能供給，保障機電工程的安全性和可靠性。將外部電網電源傳輸來的電能進行分配和降壓處理，為用戶各種用電設備提供所需的質量（電壓 頻率 波形等）的電能。因此在設計中要根據工業建筑實際需求，合理確定用電量和系統負荷參數范圍，對相關問題綜合考慮，優化設計方案，并適當考慮系統遠期發展的可擴展性。

2.3供配電系統自動化管理

工業供配電系統對系統的可靠性和穩定性要求較高。根據行業不同，工業用電負荷的負荷等級從一級負荷中特別重要的負荷到三級負荷不等。由于涉及生產活動，停電造成的損失也十分可觀。在這種情況下，在系統中設置對應的測量控制和保護設備就十分重要。隨著社會不斷發展，原理扎實 架構先進 動作可靠的自動化控制設備越來越在供配電系統中擔當著重要地位。在系統的設計中，要注意做好接地和等電位措施，避免各自動化設備之間的沖突和干擾，對EMI問題要予以高度重視。

3解決工業供配電設計中存在問題的相應措施

3.1根據負荷情況確定供電方案

在工業供配電設計中，供電方案由用電負荷容量 供電距離 負荷等級等綜合確定。一般根據負荷總容量和供電距離選取對應的電壓等級，根據負荷等級確定引入電源的回路數量和備用電源的總體設置。對于一般的輕工業建筑，其不具備一級負荷中特別重要的負荷且其一級負荷容量較少，因此電力供應方式可采用兩路市政電源供應 一路市政電源加自備應急發電機組等兩種。一般市政電源使用10kV高壓電源，項目中還常設置10kV配電站進行自分配。根據需要，可設置400V或10kV自備柴油發電機組，以滿足消防和重要負荷用電需求。

3.2正確選擇變配電所位置

變電所的位置應深入負荷中心以縮短低壓供電半徑，同時規劃進出線路由。配電所應設置在方便進出線的位置。變配電所選址時還應考慮防火和消防的要求，并避免高溫以及劇烈振動等。確定變配電所位置時還要一并統籌考慮大型設備的運輸線路等。

3.3變配電所的設計

變配電所的位置要貼近用電負荷中心，低壓供電半徑一般控制在不超過250m。變配電所中還應配套安裝綜合繼電保護自動化設備，即集成了測量 保護 控制和通信等功能的完善裝置。該裝置還能收集供配電系統運行數據，并且對其進行存儲和上傳。如果工業項目對于供配電裝置的要求比較高，還可以運用先進的運維技術手段增設遠程的監控及人機對話，使電力系統綜合信息化及安全水平得到提高，從而減少事故出現概率 縮短停電時間。

3.4確定線路路由 導體材料選擇

在設計中，變配電所和次級配電箱應最大限度接近負荷中心，有效控制線路過長而引發的負面問題。低壓線路的供電半徑限定在合理的范圍內，一般干線不超過250m。如工業建筑內部單層面積過大，可結合需要配備兩個變配電所。在工業供配電的設計中，強電豎井區域一般配套設置低壓配電室，方便進出線，同時避免倒送電問題。低壓配電室線路設計當中，干線要保持平直狀態。導體材料選擇上，架空線路可選擇鋁導體，電纜優先選擇導電率高的銅導體。通過合理布置線路路由的方式節約導體用量。

3.5針對供配電系統管理層面問題的應對措施

從設計層面引入先進的設備裝置完善對供配電系統的管理，以便于采用科學的新技術增強供配電系統的管理。還應從技術層面引入集中遠傳電能計量和監測裝置等。同時，對投運后的供配電系統根據新標準進行現代化改造是必不可少的，標準化的改造過程中可以及時地發現供配電系統中存在的問題，進而提出相應的解決方案。

結束語

綜上所述，全面優化工業供配電的設計具有不可忽視的重要意義。作為負責供配電系統優化設計的技術人員，首先應當調研明確當前的供配電系統運行缺陷，然后給出相應的優化與改進供配電設計的舉措。全面優化工程供配電的具體設計方式也要做到因地制宜，以確保達到工程節能和工程綜合效益提升的目標。

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