浅析工厂供配电系统

李坤模

摘 要： 电能已然成为当今社会生产生活的必需能源，工厂供配电是保障工厂生产和生活用电的重要环节。本文从工厂供配电所、电力线路、电气安全等方面对工厂供配电所作浅要分析。

关键词： 工厂供配电;电力线路;电气安全

【中图分类号】U223     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）11-0198-01

引言：在工厂供配电工作中，不仅需要保障正常的工业生产和生活用电，而且要满足节能减排、安全防范等方面的要求。工厂供电系统应合理分配和布局供电设备，主要包括高低压设备、电力线路、自动装置等等，以满足“安全、可靠、经济”等基本要求。

1 工厂变配电所及其一次系统

1.1 工厂变配电所。在供配电系统工作中工厂变配电所发挥着极其重要的作用，担负着变压、配电的任务，是供电系统的枢纽。一般工厂变电所有总降压变电所和车间变电所两类，通常依据其所处的位置来划分。杆上变电最为经济且较为简单，生活区供电中常见此类类型;楼上变电通常适合高层建筑供电，大都安全、质量轻等;移动式便于移动，常用于施工现场。對于大负荷的变配电所，在环境条件以及施工条件许可的情况下尽可能地采用车间内变电所，这样不仅可以缩短供配电的距离，而且在一定程度上可以降低电能损耗和减少材料的使用，减低成本。具体选用哪种类型的变电所需要结合实际的生产生活需求，例如生产面积是否紧凑、生产流程是否需要经常调整、生产设备是否需要发生变动等等。

1.2 电力变压器。电力变压器是变配电所中最关键的一次设备，负责将电能升压或者降压，以便电能的输送与分配等工作。变压器可以依据其功能、容量、相数、调压方式等进行分类，主要由铁心、绕组两大部分构成。在供配电系统中，常用Yyn0和Dyn11两种联结组。目前常用Dyn11型联结组，其优势主要有：有利于抑制电网中的高次谐波;有利用低压单相接地故障保护;承受单项不平衡电荷等。在选择变压器的台数及容量需要结合用电负荷的需求、经济性、实际工作条件等综合考量。

1.3 电压、流互感器。互感器分为电压、电流互感器两大类，其本质为一种特殊的变压器。主要实现变换（大电压、电流变换为小电压、电流）、隔离（确保人身及设备安全）、标准化（输出标准化信号）三大功能。在使用时需要注意两者的区别，电流互感器的二次侧不能开路且必须有一端接地，还要注意端子的极性否则会引发安全事故;电压互感器的二次侧不能短路且必须有一端接地，同理也要注意端子的极性。

1.4 高、低压一次设备。高、低压设备在一次电路中非常常见，通常按照功能划分为变换设备、保护设备、控制设备等。在电气设备运行过程中常见的问题是出现电弧，不仅会危及电气设备的正常运行，而且可能会危及工作人员的人身安全。常用去游离的方式熄灭电弧，有冷却法、真空法等。高压负荷开关能通断一定负荷的电流，可以和高压熔断开关配合使用断开短路电流，断路器能够通断一定的短路及负荷电流。低压一次设备的功能与高压一次设备类似。在供配电工作时，高低压一次设备需要结合电气装置的环境条件和电气要求进行校验。

2 电力线路

电力线路在工厂供配电系统中承担着分配传输电能的重要任务，接线方式也各具特色。若要求接线线路之间互相不影响，而且可装设保护、自动装置等，则可以选择放射法接线;若要求开关较少，较为经济的接法为树干法;目前用的较多的有环形法或者树干法，特点为供电的可靠性要求不高。在电力线路的铺设中需要考量经济、结构、维护检修等多方面的因素。一般而言，架空铺设的成本较低，而且运行中易发现问题以便维修，但是，其使用寿命也易受天气、污染等自然条件影响。其铺设的原则以不干扰正常生产生活、远离危险场所等为准。还有一种铺设电力线路的方法，即采用电缆方式，避免了外界条件的干扰，运行稳定但费用较高且维修不变，其在现代城市中得到了广泛应用，其铺设原则与架空法类似。

电力线路还有一个重要因素值得综合考量，那便是导线。在选择导线类别与横截面积时，需要结合实际工况、机械硬度、经济投入以及电能损耗等多个条件。一般在工厂供配电系统中会有专属的表格列出不同导线的特点，供施工者选择。其中有个重要的概念为经济电流密度，其从全面的经济效益角度出发给出了最佳的导线或者电缆的选择原则，这在供配电系统中得到普遍应用。

电力线路的安全运行离不开运行维护工，这是保障正常生产生活的关键部分。针对不同铺设方式的线路，其维修保护方法也不同。架空铺设的线路需要清除周围影响其安全运行的因素，如地面状况、危险建筑物等;电缆则需要重点检查铺设地的状况以及其接头的状态。在电力线路的检查维护过程中需要借助一些测量仪表和测量方法才能获取在准确的数据以便精准施策，因此电力线路的维修本身也是一门多学科交叉的学问，其前提是确保电力设备的安全以及工作人员的生命安全。

3 电气安全

为了保障工厂供电系统的安全运行，同时避免过负荷以及短路等的影响，需要在系统中装设一些保护装置，例如过电流保护装置、过电压保护装置等。在过电流保护领域，通常有低压短路器保护：要求供电可靠且操作方便的低压线路中;熔断器在高低压线路中都很常见，但一般其选择性较差，断流能力不是太好，这是其劣势;继电器工作在不同条件下其表现不同，在线路短路时跳闸切除故障，在过负荷时会通过发出警示信号等引导工作人员协助切除电路故障。

过电压在电力线路中也十分常见，分为内部与外部两大类。内部通常是由于电力设备本身故障或者操作人员操作不当而影起的，这种情况一般可以避免，而且一般不会对供电系统造成较大的影响。而外部过电压则是不容易避免的，例如自然界的雷电。当遭遇雷电袭击时，必须对电力设备加以保护，不然将造成严重的安全事故。常见的保护设备有接闪器（避雷针、接闪线、带等）、避雷器等。除了架设必须的防雷设备外，还需要做好电气设备与大地间的良好电气连接。电气安全作为一项重要话题，除了加强对于电气设备本身的安全防护外，还需要强化电气安全知识教育等，需要社会与每个人的共同努力。

4 总结

工厂供配电系统在经济社会发展与日常生活用电中扮演着极其重要的角色。了解工厂供配电系统的组成、运行、维护等是改善供电结构、优化供电的基础。随着科技的发展与创新思维的应用，工厂供配电系统会朝着更加安全、高效、节能的方向发展。

参考文献

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[2] 贾广军，李莉.工厂供配电系统方案的技术经济比较[J].科技信息 （科学教研），2007 （28）：550+591.