劉曉亮

摘要：工業(yè)供配電系統(tǒng)設(shè)計的合理性及科學(xué)性直接關(guān)系項目的成敗，在設(shè)計供配電系統(tǒng)時要進(jìn)行系統(tǒng)性的統(tǒng)籌規(guī)劃，把現(xiàn)階段生產(chǎn)實際需求與未來擴(kuò)展相互結(jié)合，實現(xiàn)配電方式的科學(xué)性，以滿足工業(yè)生產(chǎn)需求，提高系統(tǒng)可靠性 安全性及經(jīng)濟(jì)性。本文對工業(yè)供配電設(shè)計的常見問題與應(yīng)對措施進(jìn)行研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：工業(yè);供配電設(shè)計;常見問題;應(yīng)對措施

中圖分類號：TM727文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

引言

現(xiàn)階段工業(yè)供配電設(shè)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(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)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(huán)節(jié)對電力資源的浪費，需要加強(qiáng)對工業(yè)供配電設(shè)計的研究力度。在對工業(yè)供配電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計的過程中，一定要有針對性地對項目的相關(guān)情況予以全面考慮。工業(yè)電氣設(shè)計還會影響到工人的生命財產(chǎn)安全，因此在實際過程中，不僅要考慮供配電系統(tǒng)設(shè)計的合理性，還需要對人身安全和供電可靠性進(jìn)行充分的考慮。

1供配電系統(tǒng)的設(shè)計原則

在供配電系統(tǒng)設(shè)計的過程中，要遵循穩(wěn)定 可靠 安全 規(guī)范 運行靈活和適度備用的原則。要保證供配電的穩(wěn)定性，要在成熟技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)場的運行實際，逐步引入綜合保護(hù)和測量一體化的自動化系統(tǒng)設(shè)計。在自動化系統(tǒng)設(shè)計的過程中，要滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)范及國家的相關(guān)規(guī)定。另外，根據(jù)行業(yè)及國家標(biāo)準(zhǔn)，對系統(tǒng)接口進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)約，這方面當(dāng)前運用較廣的是IEC61850協(xié)議。設(shè)計中還應(yīng)該充分考慮直流系統(tǒng)及計量系統(tǒng)建設(shè)。由于供配電系統(tǒng)應(yīng)是獨立的專門系統(tǒng)，要求自動化系統(tǒng)應(yīng)能實現(xiàn)獨立保護(hù)功能，不通過其他控制設(shè)備實現(xiàn)。

2工業(yè)供配電設(shè)計中存在的問題

2.1電纜及導(dǎo)線截面參數(shù)選擇不當(dāng)

在工業(yè)供配電系統(tǒng)設(shè)計中，導(dǎo)體截面參數(shù)選擇很關(guān)鍵。選擇導(dǎo)體截面必須考慮以下幾方面：一是根據(jù)用電設(shè)備的正常計算負(fù)荷電流確定上游保護(hù)電器的整定電流，對應(yīng)導(dǎo)體載流量應(yīng)大于該整定電流值;二是導(dǎo)體的載流量應(yīng)考慮敷設(shè)方式 環(huán)境溫度 散熱條件 同路徑敷設(shè)其他回路的相互影響后綜合確定;三是應(yīng)校核導(dǎo)體上的電壓損失，保證線路末端用電設(shè)備端電壓滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求;四是應(yīng)根據(jù)電源端參數(shù)校核發(fā)生短路時線路的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性，保證截面大小滿足動熱穩(wěn)定性的要求;五是應(yīng)校核最小運行方式下線路末端發(fā)生單相接地故障時的短路電流，保證此時保護(hù)電器動作的靈敏度不小于1.3。很多不當(dāng)?shù)脑O(shè)計中忽略了要求三，沒有對用電設(shè)備端電壓問題進(jìn)行考慮，這會導(dǎo)致用電設(shè)備端電壓不足，不滿足電壓偏差標(biāo)準(zhǔn)要求，導(dǎo)致電機(jī)啟動困難。

2.2設(shè)計范圍

供配電系統(tǒng)是工業(yè)設(shè)備正常運行的重要保障，主要承擔(dān)電能的變換 分配 供應(yīng)環(huán)節(jié)，并對其進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。根據(jù)供電范圍和具體功能的差異，主要可分為區(qū)域變電站和用戶變電站兩部分。用戶變電站的主要服務(wù)對象是工業(yè)建筑和內(nèi)部電氣設(shè)備，負(fù)責(zé)對應(yīng)劃分供電范圍的電能供給，保障機(jī)電工程的安全性和可靠性。將外部電網(wǎng)電源傳輸來的電能進(jìn)行分配和降壓處理，為用戶各種用電設(shè)備提供所需的質(zhì)量（電壓 頻率 波形等）的電能。因此在設(shè)計中要根據(jù)工業(yè)建筑實際需求，合理確定用電量和系統(tǒng)負(fù)荷參數(shù)范圍，對相關(guān)問題綜合考慮，優(yōu)化設(shè)計方案，并適當(dāng)考慮系統(tǒng)遠(yuǎn)期發(fā)展的可擴(kuò)展性。

2.3供配電系統(tǒng)自動化管理

工業(yè)供配電系統(tǒng)對系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性要求較高。根據(jù)行業(yè)不同，工業(yè)用電負(fù)荷的負(fù)荷等級從一級負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷到三級負(fù)荷不等。由于涉及生產(chǎn)活動，停電造成的損失也十分可觀。在這種情況下，在系統(tǒng)中設(shè)置對應(yīng)的測量控制和保護(hù)設(shè)備就十分重要。隨著社會不斷發(fā)展，原理扎實 架構(gòu)先進(jìn) 動作可靠的自動化控制設(shè)備越來越在供配電系統(tǒng)中擔(dān)當(dāng)著重要地位。在系統(tǒng)的設(shè)計中，要注意做好接地和等電位措施，避免各自動化設(shè)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(yè)供配電設(shè)計中存在問題的相應(yīng)措施

3.1根據(jù)負(fù)荷情況確定供電方案

在工業(yè)供配電設(shè)計中，供電方案由用電負(fù)荷容量 供電距離 負(fù)荷等級等綜合確定。一般根據(jù)負(fù)荷總?cè)萘亢凸╇娋嚯x選取對應(yīng)的電壓等級，根據(jù)負(fù)荷等級確定引入電源的回路數(shù)量和備用電源的總體設(shè)置。對于一般的輕工業(yè)建筑，其不具備一級負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷且其一級負(fù)荷容量較少，因此電力供應(yīng)方式可采用兩路市政電源供應(yīng) 一路市政電源加自備應(yīng)急發(fā)電機(jī)組等兩種。一般市政電源使用10kV高壓電源，項目中還常設(shè)置10kV配電站進(jìn)行自分配。根據(jù)需要，可設(shè)置400V或10kV自備柴油發(fā)電機(jī)組，以滿足消防和重要負(fù)荷用電需求。

3.2正確選擇變配電所位置

變電所的位置應(yīng)深入負(fù)荷中心以縮短低壓供電半徑，同時規(guī)劃進(jìn)出線路由。配電所應(yīng)設(shè)置在方便進(jìn)出線的位置。變配電所選址時還應(yīng)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(tǒng)籌考慮大型設(shè)備的運輸線路等。

3.3變配電所的設(shè)計

變配電所的位置要貼近用電負(fù)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(yīng)配套安裝綜合繼電保護(hù)自動化設(shè)備，即集成了測量 保護(hù) 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(tǒng)運行數(shù)據(jù)，并且對其進(jìn)行存儲和上傳。如果工業(yè)項目對于供配電裝置的要求比較高，還可以運用先進(jìn)的運維技術(shù)手段增設(shè)遠(yuǎn)程的監(jiān)控及人機(jī)對話，使電力系統(tǒng)綜合信息化及安全水平得到提高，從而減少事故出現(xiàn)概率 縮短停電時間。

3.4確定線路路由 導(dǎo)體材料選擇

在設(shè)計中，變配電所和次級配電箱應(yīng)最大限度接近負(fù)荷中心，有效控制線路過長而引發(fā)的負(fù)面問題。低壓線路的供電半徑限定在合理的范圍內(nèi)，一般干線不超過250m。如工業(yè)建筑內(nèi)部單層面積過大，可結(jié)合需要配備兩個變配電所。在工業(yè)供配電的設(shè)計中，強(qiáng)電豎井區(qū)域一般配套設(shè)置低壓配電室，方便進(jìn)出線，同時避免倒送電問題。低壓配電室線路設(shè)計當(dāng)中，干線要保持平直狀態(tài)。導(dǎo)體材料選擇上，架空線路可選擇鋁導(dǎo)體，電纜優(yōu)先選擇導(dǎo)電率高的銅導(dǎo)體。通過合理布置線路路由的方式節(jié)約導(dǎo)體用量。

3.5針對供配電系統(tǒng)管理層面問題的應(yīng)對措施

從設(shè)計層面引入先進(jìn)的設(shè)備裝置完善對供配電系統(tǒng)的管理，以便于采用科學(xué)的新技術(shù)增強(qiáng)供配電系統(tǒng)的管理。還應(yīng)從技術(shù)層面引入集中遠(yuǎn)傳電能計量和監(jiān)測裝置等。同時，對投運后的供配電系統(tǒng)根據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行現(xiàn)代化改造是必不可少的，標(biāo)準(zhǔn)化的改造過程中可以及時地發(fā)現(xiàn)供配電系統(tǒng)中存在的問題，進(jìn)而提出相應(yīng)的解決方案。

結(jié)束語

綜上所述，全面優(yōu)化工業(yè)供配電的設(shè)計具有不可忽視的重要意義。作為負(fù)責(zé)供配電系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計的技術(shù)人員，首先應(yīng)當(dāng)調(diào)研明確當(dāng)前的供配電系統(tǒng)運行缺陷，然后給出相應(yīng)的優(yōu)化與改進(jìn)供配電設(shè)計的舉措。全面優(yōu)化工程供配電的具體設(shè)計方式也要做到因地制宜，以確保達(dá)到工程節(jié)能和工程綜合效益提升的目標(biāo)。

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