工程供配电的优化设计要点探究

刘 锟

(中国直升机设计研究所，江西 景德镇 333000)

为了最大程度地满足工厂所需电能的供应与分配，以恪守设计规定，安全，及节能等为原则，优化供配电系统；从各厂房的真实电需求出发合理分配电力系统中的电能，提高工厂供电的可靠性，自然十分重要。以笔者所工作的工厂，所负责的工程为例，供配电系统的优化设计离不开对工厂负荷的计算，对变电所位置的选择以及对总变电所主接线，高低压配电系统的设计，保护及对相关节能装置的设置等。

1 工厂负荷的计算和变电所位置选择

优化工厂工程供配电系统，需要针对工厂总体负荷进行计算。毕竟每一个车间变电所的变压器都有功率损耗，唯有先对这种功率损耗进行预估，才能对整个厂区的总功率因数，高压侧负荷等数值进行合理的计算。而为了实现对计算结果的有效分析，还要准确列出相关的负荷计算表，以确保在此过程中相关数值引入的准确性。

选择供配电系统总变电所位置，要考虑高压电源进线方向等因素，尽可能靠近用电量较大的厂房或直接立在工厂负荷中心的附近。确定变压器台数及容量时，既要对全厂的负荷进行详细计算，又要参考土建专家方面的意见，以便调整后的供配电系统能满足将来工厂建设扩张，产能扩大的需求。

2 主接线及高低压配电系统的设计

设计工厂变电所主接线，要秉承可靠和安全的原则，一般会选择高压双电源的供电方式，让电房之间环环相扣，灵活供电。同时考虑到未来工厂设备维修的便捷性及可操作性。

另外，厂区的高低压配电系统是整个供配电系统设计的关键，因而在开展相关设计时，要充分考虑到设计的专业性，经济性原则。结合厂区内的实际负荷情况，统筹考虑负荷布局，变电所位置等因素，确定厂区配电电压(若出现高压进线和变电站不稳定等情况，可以考虑使用有载调压油浸式变压器)。要选择便于日常操作的铠装移开式中置柜作为高压柜，选择方便更换开关，造价相对便宜的固定式开关柜作为低压柜。当需要使用两台或者两台以上的变压器时，所选择的变压器必须具有连锁功能。因为通常情况下低压电流比较大，所以出现1250kVA以上级别的变压器时，要使用封闭母线槽来连接低压侧至低压总进线柜。

3 保护与相关节能装置的设置

工频电气参数受制于电力系统，会随之变化而产生波动，电力系统若出现短路，工频电气参数就会发生变化，对工厂生产等造成一系列的影响，甚至诱发安全事故。因此在对供配电系统进行优化的过程中，还需要考虑工厂的实际情况，针对过流，速断，零序，瓦斯等设计相关的断电保护装置，实现对系统的保护；另一方面，选择低压侧电气设备和高压侧电气设备，要综合考虑各个回路所对应的额定值、短路电流及计算负荷数据，在完成初步选择后，还要对设备进行热稳定性检验。同时为了合理选择及检验电气设备，还需要对断电保护装置进行一定的计算，在实际计算过程中就无限容量系统供电进行短路电流计算，根据系统的不同运行方式、结合相应的短路参数，计算得到各个点两相，三相的短路电流；针对大型的用电要求较高的工厂，断电保护要选取直流屏供电。在直流屏的选择上，要结合需要确定断电保护的机器台数，恰如其分地控制大小。

就工厂的供配电设计优化而言，节能策略可以应用在多个方面，本文中笔者仅以照明系统为例，对节能减排措施展开研究。当前国内大部分工厂的室内照明系统涉及到三种类型的“照明”工具，主要包括直管荧光灯、金属卤化物灯、LED日光灯。相对而言，直管荧光灯在光效和显色性方面比较突出，不论是从节能性还是经济性考虑，都是最佳选择；而金属卤化灯穿透性强，使用寿命长，光源较为高效，但是需要配备专用的整流器，因此不适合进行频繁的更换；LED日光灯的光源效果较好，但光源与灯具的匹配存在一定的难度，以至于在实际选择和安装过程中，至少要使用三次光学配光。另外，在工厂供配电系统设计和予以落实的过程中，还需综合性考虑多重设备的问题，节能是建立在整体性、综合性的基础之上的，割裂而为的方式并不可取。

4 结 语

总而言之，工厂工程供配电设计的优化要兼顾安全和经济性，同时遵循相关设计的规范。当然因为涉及到诸多细节，工作人员在具体操作过程中要严密设计，多方验证，同时随时针对具体的情况进行细致，深入地调整，以便能够真正意义上发挥服务工厂生产，节能节电的关键性作用。