关于工业供配电设计中的问题分析

关于工业供配电设计中的问题分析

陈亚安

（天津辰力工程设计有限公司300400）

摘要：工业供配电在设计上需要充分考虑工厂的实际情况及其用电负荷，要结合工厂的各方面数据及工厂的远景选择最合适的配电设计方案，在满足工厂基本用电需求的同时也能够充分考虑到配电方案的经济效益，这样的设计方案往往更有价值。本文对工业供配电设计中的问题进行了分析。

关键词：工业；供配电；设计；问题

工业供配电系统在有效降低工业企业能耗方面发挥着关键作用，所以，在进行工业供配电系统设计的时候必须要严格遵守相关规范，综合考虑工业企业的实际用电情况，进行科学合理地设计。

一、工业工程概况

某工程为新建石化工程项目，主要分为2个区域，即生产区和辅助区；该工业工程山若干个子项目构成，即装置区、厂房、配电室、水泵房等。根据相关规范以及建设单位的具体要求，实行“个体一整体”设计步骤，即在完成对工程每一个子项目的供配电设计方案之后，再依据上述供配电设计方案的实际要求对总体的电力外线进行设计。

二、工业供配电网安全运行的主要影响因素

该配电室为10kV高低压联合配电室；变电所设置有变压器室、低压开关柜、高压开关柜，变压器选用2台容量为1250kVA的全密闭变压器，接线组别为Dynll，负荷率为48%，变比为10kV/0.4kV。

一方面，10kV配电网的过电压，电气设备在电网中运行必须承受工频电压、内部过电压及大气过电压的作用，特别是环境条件恶劣，早期建设的设施，先天不足，爬距不够，给电网的安全运行带来很大威胁。弧光接地过电压是一种很高的过电压。当电网电容电流超过一定值时，若不采取措施，接地电弧难于熄灭，将激发起弧光接地过电压，其幅值高于4倍相电压，这势必对电网的安全运行构成很大威胁。在一些早期建设的10kV配网中，绝缘靠一个针式瓷瓶，这是电网中绝缘等级较低的环节，它不能承受直击雷，感应过电压也会引起闪络。

另外一方面，10kV配电网的闪路在运行中，设备的绝缘长期承受工作电压，当绝缘件表面积污后，只要表面污物达到一定的含盐量，遇到潮湿的状况就容易引起闪络。另外，积污还使绝缘的冲击性能大幅度降低，在雷电冲击和内过电压的冲击下，很容易引起闪络。在正常情况下，非故障相电压幅值升高对绝缘并不造成威胁，若运行环境条件恶劣，绝缘件耐受电压下降，在中性点不接地系统非故障相电压副值升高允许运行的两小时内，有可能再出现闪络点。其次，由于污秽使绝缘的冲击特性下降低成本30%～40%，使单相接地出现零序电压。

三、工业供配电设计过程主要设计内容与常见问题

3.1工业厂区总降压区范围变电所主线

在工业配电设计中，工厂总降压变电站须进行的负荷计算，主要是以工厂车间的负荷计算为基础，以用电负荷的类别以及负荷计算为参考，确定设计过程中需要用到的变压器的总台数、运行方式以及具体的容量。设计变电所的高、低接线方式方法。在进行设计时，主要的要求在于灵活可靠、经济安全，须便于安装和维修。

3.2变电站电压系统的设计

在设计工业配电体系时，通常从经济性以及技术性方面出发确定配电电压系统，对总降压区域的变电所位置进行综合考虑，设计制定多种高压配电网的方案计划，对总体电压损失以及导线的截面进行计算，一般会依据设计方案的运转费用、基础建设投资量、电压损耗等多个方面进行对比。

3.3工业变电所的防雷装置

设计工业供配电过程中，参考本地区的地质环境，对防雷设备和装置进行设计，对防直击的防雷避雷设备能够进行保护的范围进行计算，并计算防止出现反击现象的实际空间距离。设计防雷避雷装置时，从避针的设置参数出发，对雷电冲击波防雷避雷的型号规格进行选择，最终确定接线位置。在进行防雷避雷设计时，往往容易忽视对接地电阻、频放电或避雷灭弧电压、安装最大范围等检验计算步骤等，另外，出现季节性雷电高发期，供电设备受到雷击威胁，若保护措施不足，易导致避雷器等设备损坏。

3.4电费计量表计设置不合理

不合理包括多设、漏设、设置位置不对等。电表的设置一般有2类：①对供电部门的计费表；②物业管理用的内部计费表。而表计设置不合理的地方通常发生在对供电部门的计费表,表现在住宅类的用电和有复合用电性质的综合楼明显一点。如住宅类，对供电部门来说一般只有一户一表住户用电、电梯用电、生活水泵用电、梯灯及公共照明用电按住宅电价收费，其余的用电按非普工业收费。

3.5电缆的选型

3.5.1电缆选型：YJV型交联聚乙烯电缆和VV型聚氯乙烯电缆，是工程建设中普遍选用的两种电缆。YJV型交联电缆与VV型电缆相比，虽然价格略贵，但具有外径小、重量轻、载流量大、寿命长（YJV型电缆寿命可长达40年，而VV型电缆仅为20年）等显著优点，因此建议在工程设计中应尽量选用YJV型交联聚乙烯电缆，逐步淘汰VV型聚氯乙烯电缆。

3.5.2电缆的其他特殊要求：一般电缆采用ZR阻燃型，消防类电缆采用NH耐火型，但是耐火型电缆建议不采用矿物绝缘电缆,因为存在造价高、施工困难和绝缘较容易破坏等缺点；还有就是在白蚁高发的广东地区建议增加采用防白蚁的FY型。

四、工业供配电设计优化措施

供电部门与建设单位签订的供用电协议方案。现在很多工程都是在设计单位完成施工图后建设单位才进行用电报装，但往往造成修改的工作量较大，因为供电部门的要求较多，有些可能是颠覆性的修改，原设计的施工图跟本不能满足，如电房的设置、表计的设置等。

4.1防雷避雷的优化设计措施

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。

4.2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。

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；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。

结语

我国工业产业的飞速发展在推动国民经济迅速发展的同时，也大幅度提高了对电力能源的需求规模，在竞争日益激烈的国内市场当中，工业企业想方设法降低企业的运行成本是获取竞争力的关键途径之一。电力能耗的降低对于企业降低生产成本，获得较高经济效益而言意义重大。

参考文献

[1]刘亦娟.工业供配电设计中常见问题及对策研究[J].科技与企业,2013.

[2]宋振斌.电气供配电系统设计的常见疑难问题[J].科技资讯,2013.

作者简介

陈亚安（1981.7—），男，天津人，沈阳建筑大学电气工程及其自动化专业学士，单位：天津辰力工程设计有限公司，研究方向：工业建筑电气变配电设计.