浅论工业供配电设计要点

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摘要：工业供配电与一般的民用以及建筑供配电在设计方案上往往存在着较大差异，这不仅体现在用电负荷上， 对于在设计中需要具体考虑的因素也更繁多。在进行工业供配电方案设计时应当充分考虑到工厂的实际状况及设备的用电负荷， 在满足工厂用电需求的同时也应当让供配电方案运行起来更为安全稳定， 这样的供配电设计才能够更好的为工业企业的运营带来便利。

关键词：工业配电设计 问题 对策

1 电力负荷

1.1 负荷分级

在展开工业配电设计时首先需要做的就是进行负荷分级，分级依据会根据电力负荷因事故中断后在政治及经济上所造成的影响及破坏程度来确定，通常会分为一、二、三级，当供电中断后所造成的影响及损失越大，对供电的可靠性的要求也会越高。在进行负荷分级时不同行业由于使用的设备不同在分级时也会有不同的参考依据，在《工业与民用配电设计手册》中会有具体说明。电荷分级后针对不同级别的电荷其供电要求也会不一样。（1）一级电荷的供电要求最严格， 尤其是对于一级电荷别重要的电荷，通常其会配备两个电源，这是因为当一个电源维修时可以有另一个电源来进行持续供电， 这样才能够避免电荷的中断。但在实际操作中应当考虑到，很有可能当一个电源发生严重故障时也会对另一个电源造成影响， 这很可能会导致两个电源都出现问题， 为了避免这样的情况发生通常对于一级重要电荷除了会配备两个常用电源外还需要配备一个增设应急电源，应急电源系统可按具体条件来选择， 通常可采取独立发电机组或者选取第三路独立电源或蓄电池来替代。（2）对于二级负荷在供电时需尽量保障在线路常见故障发生时供电不被中断， 或者中断后电力系统能够迅速恢复供电。（3）三级负荷的供电要求只需尽量保障其在正常状况下的用电即可。

1.2 负荷分类及计算

通常工业配电中都会伴随着许多大功率的用电设备， 这些设备不仅会产生很大的用电量， 在进行负荷分类时也有严格的参照。根据国内电价制度对于不同性质的工业企业、企业内不同形式设备的用电在电价计收费方式上都会有所区分， 在设计时应当尽量将不同电价的负荷严格分开，这样才能够让后期的分类计费更易于操作。

负荷计算在工业配电中是很有必要的， 只有前期进行准确的计算才能够知道企业所需的总负荷量及负荷等级与负荷类比， 有了这些数据后才能够计算出各支部的分负荷， 进而可以以此为依据向供电部门申请电源及拟定的供配电系统及设备，同时， 也可以以此为依据来选择需要的电器、导体， 计算出潜在的电压损失、电能损失及功率损失等。

2 高压、低压供配电系统的选择

供电电压的选择主要取决于工厂用电负荷的大小、供电距离的远近以及工业企业的规划与远景。对于大型工厂以及用电负荷很大的中型企业， 设备容量可以控制在2000～50000kV，如果输送电能距离在20～150km内的可以以35～11kV的电压进行供电。对于中小型工厂通常电容设备课控制在100～2000kV内，当输送电能距离在4～20km以内时可采用6～10kV的电压进行供电。

工业配电高压、低压供配电系统的选择要根据工厂具体的情况来定， 在获取了工厂的设备容量、电能输送距离等数据后可以针对性的采取合适的配电系统。此外，在确定工厂高压配电电压时应当对于各种配电方案进行综合性权衡， 在满足企业基本用电需求的同时应当尽量多的考虑方案的经济效益。对于低压供配电系统的选择则需要着重考虑低压用电设备的电压，通常情况下380/220 V基本能够适用。但对于有些特殊行业， 例如矿井下作业的工业企业，这样的低压配电无法满足其需求，通常需要采用660 V甚至1140 V的低压配电电压。对于高压、低压供配电系统的选择需要具体参考企业的性质、用电需求及设备电容量等客观因素。

以某新建石化工程项目为例， 该项目在实际运作过程中主要划分为两个区域：生产区和辅助区， 在生产区中又会有很多个子项目， 其中涵盖装置区、厂房、配电房及水泵房等， 每个区域应当选择的供电电压都不一样。原则上首先需要计算出每个子项目中的用电负荷总量， 同时要算出所要设备的总电压。在选择供电电压时线路的输送距离也应当有准确的测算， 这样才能够了解在输电线上可能产生的电压损耗。只有对于单个项目的各方面状况都有了清晰的了解后才能够在确定合适的供电电压。工业配电设计在实际工业项目或工业厂房中应用很多，在进行设计前很重要的一点是要具体考察项目的实际情况再来选择合适的设计方案， 这样才能够在设计出科学有效的方案的同时又能够最大程度帮助企业节省不必要的电费开支。

3 防雷避雷的优化设计措施

工业供配电优化避雷防雷设计措施主要包括以下几点：

避雷防雷最重要的措施在于架设避雷线或者防雷设备，但是这一措施的投资成本较高，所以通常只在35kV的高空线路上或者供电的部分线路中设置避雷线或者防雷设备。而10kV之下的线路常不进行避雷设施的设置。在进行室外供配电装置设计时必须安装避雷针对雷电进行防护，不过变配电所周围的建筑物已经设计了防雷措施，则不需再次开率避雷设计。实行避雷器高压侧装，其目的在于对主变压器进行维护，避免雷电对高压线路进行冲击影响变电所，损坏设备。所以，设计关键在于就近主变压器位置设置避雷设备。

4 电气设备的优化设计

所谓接地，即是电气设备与地面进行电气连接的情况，在供配电过程中，埋入接地金属体被称为接地极或者接地体，所谓自然接地体指的是能直接和地面进行接触的建筑钢筋、金属等其他装置。在设备正常运转的情况下，接地极或者接地线实际上是不载流的，一旦发生故障，则会产生故障接地电流[2]。供配电过程中，接地体进行连接构成了整体，在设计过程中，接地线通常在不同的区域位置使用多于2根导体连接接地网。

另外，在设计供配电系统过程中，还可以应用到的优化设计措施包括：在电能控制室内设计静电地板，利用光带进行照明，在静电地板之下铺设接地支线；注意分开变电所照明室内室外的电路回路，在相同回路中再设计使用开关[3]；在工业设计中，配电室底层须留电缆沟，在配电室第二层进行局部的电缆架空，配电室第二层层高注意保持在251mm至300mm高度以适宜放置电缆。通常情况下，变电所无须再做2800mm电缆架空层，可在电缆量大，进行单层结构设计时，设置一个电缆沟，该电缆沟的深度须在1.2m之上。

5 配变电所

5.1 所址选择

一般情况下供配电所会由高压配电室、电容器室、变压器室、低压配电室、控制室、工具材料室、检修场地等组成， 针对具体工程可以有针对性的进行选配。配变电所在选址上应当尽量靠近负荷中心， 并且能够保证进出线比较方便， 应当尽量让配变电所靠近电气竖井或者接近工厂电源进线的一侧， 这样能够有效避免电线路的迂回缠绕。如果是高层建筑配变电所最好能设置在负荷集中的地下层。

6 结语

工业供配电同普通的民用供配电在设计上是有着明显差异的， 工业供配电通常都伴随着极大的电力负荷，对于高压、低压配电系统的选择也有着一定的要求。在进行工业供配电的设计时除了要满足工厂的基本用电需求，同时，要尽量保障工厂电力系统能够安全稳定运行。此外，在满足企业基本用电需求的同时也应当尽量多的考虑设计方案的经济效益， 这样才能够为企业带来更大的经济价值。