工廠供電論文

      摘要：工廠供電指工廠所需電能的供應和分配。隨着社會進步， 工廠的"工業4。0"的實現大大提高生產效率和產量， 降低運營成本， 減輕工人的勞動強度， 逐步實現生產過程自動化。因而對工廠供電的安全、穩定、智能化提出更高的要求。

關鍵詞：工廠； 電氣設計； 智能化； 施工；

1 工廠電氣設計

1.1 設計要求

工廠供電保證工廠生產和生活用電的需要， 供電設計必須滿足以下基本要求： （1） 遵守國家規程、執行政策； （2） 安全可靠； （3） 降低成本， 優質經濟； （4） 近期爲主、考慮發展。

1.2 設計內容及步驟

隨着工廠"4。0工業智能化"的推廣， 對廠區電能提出了更高的要求， 因而作爲廠區供電設計者必須全面瞭解國家供電標準及規範、強電動力系統、弱電系統、網絡控制系統和消防系統等規範和相關知識。本論文主要針對強電動力系統進行闡述。近年來， 我先後參與設計了5個新建廠區的供配電設計， 對廠區生產工藝、負荷佈局、負荷數量和性質， 供電安全可靠型， 經濟的分配電能和智能控制方面有一定的總結和歸納， 整理如下：廠區強電動力系統主要分爲：外線高壓設計、配電站設計、廠區配電系統設計和防雷接地設計四個部分。

每個項目的工廠電氣設計， 會從以下方面進行設計：

（1） 對所設計的廠區進行全面瞭解， 主要對用電性質和用電負荷， 掌握相關的設備和設施的用電參數。

（2） 負荷計算。計算廠區各用電設施的負荷， 統計各車間和廠區的負荷， 結合車間功率損耗和線路損耗， 求出全廠區變電所高、低壓側計算負荷及總功率因數。

（3） 工廠供、配電系統短路電流計算。根據不同執行方式下的短路參數， 求出不同執行方式下各點的三相及兩相短路電流， 保障用電安全 （此項最容易忽視的環節） 。

（4） 廠區總配電室選址和變壓器選型設計。根據當地供電局批覆的高壓電源進線方向， 綜合考慮總配電室的有關因素， 計算廠區負荷、短路電流以及擴建和備用的需要， 確定變壓器型號和高、低接線方式。配電室選址建議工廠採用中心敷設方式， 可有效的減少電纜壓降和能耗損失， 降低施工成本。

（5） 廠區配電室變壓器的臺數及容量選擇。根據廠區工藝要求， 結合高、低壓出線迴路數、線路負荷和短路電流， 確定變壓器型號和臺數。

（6） 廠區高壓配電系統設計。根據廠區負荷分佈情況， 計算出導線截面及電壓損失， 基建投資， 年執行費用， 有色金屬消耗量等綜合技術經濟條件列表比值， 確定線路敷設方式和電纜選型， 設計要求安全可靠、靈活經濟， 敷設維修方便。

（7） 設計功率因數裝置。按負荷計算求出配電室的功率因數， 計算達到供電局要求數值0。95所需補償的無功功率， 選用合適的補償電容器的規格和數量及LC放電裝置， 一般按照低壓總功率數的30%~40%進行補償， 我公司選用諾基亞電容器進行補償， 6年內保證無質量問題。如廠內設備產生有大型諧波， 還要考慮串聯調諧電抗器。例如鑄鍛分廠的電爐。

（8） 繼電保護及二次線路保護設計。隨科技發展， 廠區中央控制站可對全廠的智能用電設備、攝像頭、配電室後臺數據等進行監控和操作， 因此需要在配電室設備和大型智能設備上設定相應的.控制、信號、檢測和繼電器保護裝置， 並對配電室設備和大型智能設備保護裝置做出整定計算和檢驗其靈敏係數。設計包括繼電器保護裝置、監視及測量儀表， 控制和信號裝置， 操作電源和控制電纜組成的配電室二次接線系統。

（9） 用電設備的選型和招標。根據上述統計的各設備和其供電迴路的短路電流和負荷額定值， 選擇變電所高、低壓側電器設備， 如隔離開關、斷路器、母線、電纜、絕緣子、避雷器、互感器、開關櫃、橋架、照明等設備。本着"安全規範、降本增效、便於施工維修"的原則， 滿足現場施工及生產需求。

1.3 如何計算設備負荷

在配電設計中， 尖峯電流指單臺或多臺用電設備執行中的最大負荷電流。平均負荷爲用電設備所消耗的電能與所用時間之比。計算常選用平均負荷作爲計算依據。負荷計算方法有需要係數法、利用係數法及二項式等幾種。本設計採用需要係數法， 主要計算公式有：

2 電氣施工過程及需注意問題

建築電氣的施工過程包括外線工程、廠區電力配電線路和設備安裝、建築防雷與接地裝置安裝三個方面。

2.1 外線工程

外線工程主要包含供電局變電站到廠區配電室的線路和廠區內外線部分。外線工程必須滿足國家施工規範要求， 要求敷設有鎧甲防護的電纜， 電纜相間絕緣和對地絕緣良好， 如有斷點需增加檢修觀察井， 電纜敷設要求嚴格按照規範鋪砂蓋磚， 深度一定要在0。8米以下， 杜絕野蠻施工， 強拉猛拽， 損傷電纜， 每次電纜施工後必須經過耐壓試驗方可使用。外線工程包含路邊環網櫃/高分箱， 一般由當地供電局進行施工。

2.2 廠區電力配電設備安裝和輸配電線路施工

廠區用電設備和配電室內的高低壓用電設備均要求考慮到設備用電性質和負荷情況， 合理選型， 要求安全牢固， 接地可靠， 經濟環保， 實用美觀、便於維修保養等特點， 所有用電設備和線路均要求接地牢固， 避免誤觸電事故的發生。消防、控制網絡應滿足國家標準， 滿足"近期爲主、考慮發展"要求， 便於消防驗收和工業4。0辦公自動化的實施。配電櫃/箱要求外觀漂亮、內部元器件佈局合理、零地排分開、配電櫃要求經過酸洗磷化處理後鍍鋅製成、內部要求銅排連接、元器件選型合理和每面櫃子均要求能進行遠程採集監控電壓、電流、電度數、功率因數等參數、每面電櫃均要求上端有明顯的維修斷電的要求。配電室內高低壓設備和車間配電設施我均設計配備一個R485網絡接口， 便於在廠區中央監控室進行遠程監控和操作， 因爲各家的通訊協議不一樣， 所以一個廠區只能選一家通訊監控模組產品， 我公司一直採用"南自電控"的優秀產品。配電室內變壓器選型因考慮到我公司負荷性質和負荷情況， 我公司一直採用Ynd11—S11型的帶油枕的油浸式變壓器， 此款變壓器具有短時間過負荷的能力， 並且溫升幅度較低。輸配電線路施工中電纜線應滿足設備和環境使用要求， 充分考慮到短路電流的影響， 採用國家正規廠家的國標產品， 敷設時應儘量避免接頭， 各種明配或暗配的管線都必須遵行橫平豎直。線路中"強弱電不交叉， 零線不共用"， 嚴格區分設備所需電壓， 避免因電壓錯誤和相序錯誤導致設備和線路燒燬。電纜線施工過程中敷設電纜橫平豎直不交叉， 強弱電不共用一個電纜槽。電纜設計滿足2倍的額定電流即可， 沒必要像有的設計院按照尖峯電流的4倍進行選型設計， 安全的同時無形中浪費很多的資金和人力物力資源。

2.3 防雷與接地

（1） 防雷設備包含接閃器和避雷器。其中， 接閃器是用來接受雷擊的金屬物體。避雷器用來防止雷電產生的過電壓波沿線路侵入變配電所或其他建築物內， 以免危及被保護設備的絕緣。避雷器應與被保護設備並聯， 裝在被保護設備的電源側。

（2） 防雷措施。室外配電裝置應裝設避雷針來防護直接雷擊。在變壓器高壓側裝設避雷器， 以免雷電衝擊波沿高壓線路侵入變電所。

（3） 接地。電氣設備的某部分與大地之間做良好的電氣連接， 稱爲接地。接地線與接地體合稱爲接地裝置。配電所公共接地裝置的垂直接地鋼管和連接扁鋼， 接地電阻應滿足以下兩個條件：RE≤250V/IE；接地電阻應爲RE≤10Ω。

新建一個智能化的廠區， 作爲工廠供電的設計者需全面的瞭解各方面用電的相關知識， 嚴格執行國家不斷更新的用電行業標準和吸收先進的電氣智能知識， 不斷學習和整理歸納， 希望我的工廠供電的設計理念："安全規範、合理規劃、嚴謹設計、規範施工、節能降耗、智能監控"能夠幫助大家。

參考文獻

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[4]GB50053—94。10kv及以下設計規範[S]。

[5]GB50054—95。低壓配電設計規範[S]。