關(guān)艷翠

（新疆輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830021）

1 工業(yè)供配電設(shè)計(jì)過程需要考慮的常見問題

在工業(yè)供配電設(shè)計(jì)中存在一些問題有待解決。首先，設(shè)備線路損壞、儀表質(zhì)量不合格、變壓器容量不可靠、相關(guān)的保護(hù)裝置不到位及變電站的配電缺失等引起的問題。其次，配電變電站所處的地理位置和運(yùn)行環(huán)境不同，會影響供電設(shè)備使用壽命（潮濕地區(qū)變壓器的使用壽命相對較短，導(dǎo)致配電變壓器運(yùn)行不穩(wěn)定）。最后，變電站消防通道不達(dá)標(biāo)等，會對配電設(shè)備的正常運(yùn)行造成不利影響[1]。

1.1 配電所的設(shè)備存在問題

配電設(shè)備使用過程中如果存在線路故障、電表規(guī)格不符合要求以及變電器容量不準(zhǔn)確等問題，將影響配電設(shè)備的正常運(yùn)行。工程經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這些問題將導(dǎo)致變電所變電不到位、供電效率下降等。同時，配電所出現(xiàn)的問題也將影響變壓器的運(yùn)行，安裝位置不當(dāng)將縮短變壓器的使用年限。同時變壓器負(fù)荷率也是影響變壓器選重要參數(shù)，在數(shù)值上定義為：

1.2 供配電的監(jiān)測存在問題

一個大型建設(shè)項(xiàng)目用電量較大，用電高峰期需要供電系統(tǒng)承擔(dān)較大的負(fù)荷。如果供電系統(tǒng)不能夠合理分析電量并合理做出安排，將有可能導(dǎo)致變壓器負(fù)荷過重而出現(xiàn)變壓器故障。如果供配電監(jiān)測不夠完善，將無法分析配電變壓器的運(yùn)行情況[2]。

1.3 防雷接地的設(shè)計(jì)存在問題

在工業(yè)配電設(shè)計(jì)過程中，要分析企業(yè)周圍的環(huán)境特點(diǎn)進(jìn)行防雷裝置的設(shè)計(jì)。在壁壘選擇過程中，選擇雷電沖擊波可以作為強(qiáng)大的阻力裝置。接線過程中，要分析接線的位置、電阻、頻放電燈問題，并對其進(jìn)行檢驗(yàn)。

1.4 電壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在問題

在工業(yè)配電設(shè)計(jì)中，需要設(shè)計(jì)電壓系統(tǒng)。不僅要考慮其經(jīng)濟(jì)性，還要分析相關(guān)技術(shù)，從而設(shè)計(jì)出適用于不同場合的高壓配電網(wǎng)，其中最重要的是計(jì)算出電壓的消耗量，進(jìn)而確定最優(yōu)導(dǎo)線橫截面積，降低電壓消耗的同時保證經(jīng)濟(jì)性。在我國輸配電壓在形式上主要有兩種，一種為220/110（66）/10/0.38 kV，另外一種為：220/35/10/0.38 kV。同時，人們按照電壓大小和等級的不同進(jìn)行了劃分，主要包含如下幾種：（1）送電電壓220 kV；（2）高壓配電電壓110 kV、66 kV、35 kV；（3）中壓配電電壓10 kV；（4）低壓配電電壓380/220 V在配電方案規(guī)劃過程中，應(yīng)盡量簡化變壓層次的同時保證相鄰電壓壓差不應(yīng)太小。還用考慮變壓器的容量大小等問題。

2 工業(yè)供配電設(shè)計(jì)中的有效方法

2.1 選取正確的高、低壓供配電系統(tǒng)的選擇方式

根據(jù)工廠的具體情況，確定工業(yè)配電的中、高、低壓配電系統(tǒng)的等級。在獲得工廠設(shè)定的容量和傳輸距離等數(shù)據(jù)后，可以使用適當(dāng)?shù)姆峙湎到y(tǒng)。另外，在滿足企業(yè)基本用電需求的同時，需盡可能考慮該方案的經(jīng)濟(jì)效益。在選擇低壓配電系統(tǒng)時，應(yīng)考慮低壓電力設(shè)備的電壓。對于一些特殊行業(yè)如在地下礦山作業(yè)的工業(yè)企業(yè)，低壓配電無法滿足其正常的生產(chǎn)要求，常常需要使用660 V以上的低壓配電電壓。此外，高壓和低壓供配電系統(tǒng)的選擇必須考慮企業(yè)的質(zhì)量、電力需求和設(shè)備容量等客觀因素[3]。

電源電壓的大小與系統(tǒng)中設(shè)備的類型和功耗密切相關(guān)。工業(yè)電源的高壓和低壓系統(tǒng)應(yīng)在分析系統(tǒng)操作各種設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行，應(yīng)該能夠分析各種設(shè)備的消耗電力供應(yīng)和分配系統(tǒng)，整合最合適的配電方式。

2.2 負(fù)荷分類及計(jì)算

工業(yè)電氣的負(fù)荷分類如表1所示。工業(yè)配電設(shè)計(jì)中通常會有大量的大型電氣設(shè)備。這些大型電氣設(shè)備不僅會產(chǎn)生大量電能，而且在負(fù)荷分類上也有嚴(yán)格參考。根據(jù)我國不同工業(yè)企業(yè)的電價制度，企業(yè)在設(shè)備形式上存在的不同也將反映到不同的電價上。設(shè)計(jì)時盡量嚴(yán)格劃分電價負(fù)荷，為之后的分級收費(fèi)提供便利。電力負(fù)荷計(jì)算是工業(yè)供配電設(shè)計(jì)過程的關(guān)鍵部分，只有前期實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確計(jì)算，企業(yè)才能知道總負(fù)電荷總額，從而計(jì)算各支部的分負(fù)荷。

2.3 配變電所的設(shè)計(jì)

2.3.1 配變電所的位置選擇

配送站通常由不同的部門組成，一般分為高壓配電室、低壓配電室等。它根據(jù)需要控制各種設(shè)備，科學(xué)優(yōu)化不同的項(xiàng)目配置，選擇不同的設(shè)備。要確保分布在負(fù)載中心周圍，保證各線路方便接入，防止各線路之間糾纏。工業(yè)配電變電站的選址非常重要。配電設(shè)備之間距離過大，應(yīng)在變壓器周圍設(shè)置兩個出口，出口之間距離不小于50 cm。

2.3.2 實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的分級設(shè)計(jì)

在工業(yè)供配電設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)從設(shè)備經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā)。損耗越大，對電源的影響越大。根據(jù)不同的電量分配，電力需求有很大的不同。作為最重要的一次充電，對電源的要求嚴(yán)格。為了保證供電和配電的正常運(yùn)行，通常會提供兩次電源，以避免電源充電中斷。另外，在實(shí)際運(yùn)行中很難避免其中一個電源故障對另一個電源有不良影響，所以有必要配備相應(yīng)的應(yīng)急電源。在應(yīng)急電力系統(tǒng)的選擇上，要根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況，可以選擇獨(dú)立發(fā)電機(jī)組或獨(dú)立供電來替代。對于二次負(fù)荷的供配電工程，盡量保證在線路故障的情況下電源不被中斷，或者保證二次負(fù)荷在供電中斷的情況下能快速恢復(fù)供電。對于三次負(fù)荷的供電要求往往較低，只能保證三次負(fù)荷的供電處于正常的工作狀態(tài)[4]。

2.3.3 防雷設(shè)計(jì)

為了防止雷電、云霧等自然現(xiàn)象對供配電設(shè)備造成損壞，在工廠的供電和配電設(shè)計(jì)中應(yīng)特別注意防雷接地裝置的設(shè)計(jì)工作。圖1為基本防雷接地示意圖。架空線路的防雷措施一般包括設(shè)置避雷器、提高線路的絕緣水平、采用三角形頂絲作為防雷線、安裝自動重合閘裝置以及在絕緣薄弱部位安裝避雷器等。接地設(shè)備通常是將設(shè)備與大地相接，以避免設(shè)備遭受雷擊的威脅而保證設(shè)備的安全。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，電力安全可以提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。開展具體的防雷工作，必須落實(shí)到位防雷線路的搭接工作，提高防雷設(shè)備的功能。在室外防雷過程中，安裝防雷針的方法可以防止供配電系統(tǒng)中的設(shè)備被雷電損壞。高壓線路中應(yīng)設(shè)計(jì)防雷裝置，并采用折算法進(jìn)行精確計(jì)算。除嚴(yán)格控制以上幾點(diǎn)外，還應(yīng)注意油電互感器、電容器室和電纜之間的土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，既要保證其穩(wěn)定性，又要滿足使用和防火要求。此外，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)注意進(jìn)線電壓的選擇、變電站位置的設(shè)計(jì)、短路電流的計(jì)算、繼電保護(hù)的選擇和電氣設(shè)備的選擇。

表1 工業(yè)電氣負(fù)荷分類

圖1 防雷接地示意圖

2.4 做好繼電保護(hù)工作

選擇合理的繼電保護(hù)裝置是一個重要環(huán)節(jié)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們發(fā)明了越來越多的繼電保護(hù)裝置，其可靠性也越來越高。采用先進(jìn)的繼電保護(hù)和自動控制技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)供配電系統(tǒng)的電路開關(guān)狀態(tài)、電流和電壓信號的穩(wěn)定以及非電信號的采集、存儲和計(jì)算。目前，針對變壓器的繼電保護(hù)保護(hù)的配置原則包括相間短路保護(hù)、反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部故障和油面降低的瓦斯保護(hù)、后備保護(hù)、中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中的變壓器外部接地短路時的零序電流保護(hù)以及過負(fù)荷保護(hù)。

3 結(jié) 論

電力與我國工業(yè)的發(fā)展聯(lián)系緊密。為了滿足環(huán)境友好型社會的發(fā)展需求，在工業(yè)配電的設(shè)計(jì)過程中，整個系統(tǒng)的設(shè)計(jì)布局必須從節(jié)能角度出發(fā)，確保供配電工作的正常運(yùn)行，保證企業(yè)的正常用電和生產(chǎn)。因此，要實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程的電氣化，需不斷提高工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)效率，提高現(xiàn)代工業(yè)水平，研究工業(yè)供配電設(shè)計(jì)存在的問題。具體的實(shí)施過程中，要做好配電所設(shè)計(jì)，完善防雷設(shè)計(jì)，嚴(yán)格按照土建專業(yè)的要求做好繼電保護(hù)工作，選取正確的高、低壓供配電系統(tǒng)。此外，要在保證廠內(nèi)設(shè)備正常運(yùn)行的前提下，盡量減少電力資源的投入，使工業(yè)供配電工作得到可持續(xù)發(fā)展。