生产企业供配电系统工程设计

生产企业供配电系统工程设计

王路遥

杭州养生堂生物医药有限公司  浙江省杭州市  310024

摘要：中国工业经济水平发展很快，工业用电量也在上升。企业的发展对电能的质量和可靠性有了更高的要求，因此需要重视企业的供配电设计。如果企业的供配电设计不达标，就会影响经济的快速发展和企业的安全稳定生产。

关键词：企业工程；电气设计；功率因素；继电保护；

企业在发展过程中，应当重视对生产效率有巨大影响的供配电系统的设计，其设计质量的高低将制约着生产企业的生产水平，因此，需要针对供配电设计特点，从多个层面进行优化综合，确保设计方案的合理性、安全性、有效性，从而确保供配电系统可靠运行，为生产企业工程项目的正常运行提供相应的动力保障。

一、企业供配电系统的特征

1.异步电动机运行有效性。供配电负荷有效利用机泵、异步电动机拖动风机以及压缩机等，将其作为重要的驱动设备，供配电系统的运行过程中，通常将异步电动机作为动力支撑，因此，系统设计工作中，常会考虑补偿异步电动机功率因数的相关问题。实施功率补偿时，需要确保主变电负荷的平稳性，并在多个区域配电所安装相应的功率因素补偿装置。这样的处理方式将会保证负荷运行的稳定性，也可缩减电源投入的时长

2.供电系统极具安全性。在设计过程中，需注重供配电过程的安全性以及可靠性，要求保证运转效率的前提下，提高运转安全性，同时也要确保负荷的平稳度。如果企业内部电力系统发生故障，那么必然会致使企业大范围停工，给生产企业带来严重的经济损失，甚至会引发爆炸等各类事故，因此，生产企业必须重视供电系统设计的安全性，为生产过程的可靠性提供相应保障。

3.配备双电源供电回路。企业的生产过程中，针对重要负荷，通常都会配备双电源供电回路，其规模满足企业生产重要负荷对于电能的应用需求，出于生产厂房建设周遭环境角度考虑，除双回路高压进线外，应当配置专用的应急柴油发电机、UPS等设施来避免因受到各类因素造成的影响，生产企业应当根据厂房、生产要求、异常停机损失等需求选择设置，确保生产过程中的有效性，避免出现大范围停工的问题。

二、生产企业供配电系统的优化设计要点

1.计算负荷。企业的供配电系统设计过程中，企业电气设计一般采用需要系数法或者换算系数法进行负荷计算，以此为基础，保证计算结果的准确性。负荷计算过程中，要求技术人员从全局性角度考虑车间变电所变压器的功率耗损率，求出企业总降压变电所高压侧计算负荷，确定总功率因数，还要列出负荷计算表，从而获得计算数据。不仅如此，还要重视短路电流的计算，选择最适宜的校验电气设备，保证设备运行效率，而后整定计算继电保护设备。值得一提的是，供配电系统短路电流的计算环节，需要在无限容量系统供电的技术上，确保短路计算的准确度，结合系统所提供的短路数据以及参数等，分别进行两相短路电流以及各点三相短路电流求解

3.确定企业供配电电压等级。企业的生产过程中，对于电压供应的稳定性要求相对较高，因此，供配电系统设计过程中，根据当地电网条件，企业用电负荷大小和对电源系统的要求，确定进线电源电压等级。除此之外，还要考虑企业总降压变电站、各级变电所位置以及负荷布局情况，对比几种相对可行的高中压配电网设置方式，从中选择最为合理的、科学的方案，还需结合方案所体现的经济性、电压损失以及技术条件等等，使所选择的方案最为优质、适用。企业供电电源一般采用220kV，110kV，35kV，10kV电压，内部配电电源采用35kV，10 kV电压。

4.选用适宜的高低压电气设备。设计人员在选择高低压侧设备的过程中，需要做好短路电流的数据计算，而后明确每个回路的实际电压负荷量，与额定值有效对比，从而则选最为适宜的变电所高低压侧电气设备，例如，绝缘子、避雷器、隔离开关以及断路器等等，此外设备直接影响变电所等内部运行安全性。这就要求技术人员还要结合实际需求进行。运用精准的测验，参考设备材料表以及总降压变电所主结线图等数据，明确设计方案的基本要求。值得一提的是，供配电系统自动装备设计以及继电保护如若发生短路故障，那么供电气量有关的参数值也会发生变化，与系统正常运作状态有所差异，对比两者间的区别，可制定不同的继电保护方案，如若这一过程中的电流有所增加，此时的动作保护将会迅速形成过电流保护，避免使故障范围扩大，带来不必要的经济损失。不仅如此，还需要进行整定继电保护设备。值得一提的是，供配电系统短路电流的计算环节，需要在无限容量系统供电的技术上，确保短路计算的准确度，结合系统所提供的短路数据以及参数等，分别进行两相短路电流以及各点三相短路电流。

5.总降压变电站、各级变电所的设计要点。根据全厂用电负荷需要容量和负荷等级情况，考虑线路的经济输送容量、进线方便和企业今后的发展等因素，企业内总降压变电站的主变压器数量选择、各级变电所的容量选择、位置确定等，都要从全局性角度进行分析，确定各级电源进线方向，考虑总降压变电站、各级变电所的相关要求，而后明确扩建的实际需求，结合企业生产过程中的供配电负荷，将上述信息数据有效整合，引导土建部门与工艺部门之间加强协作、有效交流，以此为基础，确定最为适宜的变压器类型，购置相对应的变压器数量。在设计总降压变电所主接线的过程中，需要明确用电负荷等级、用电负荷量，进线和馈电电压等级，结合主变压器数量以及馈电回路数等，按供电系统主接线、配电装置最终规模的要求进行设计。选择变配电所位置的过程中，应当尽可能秉承着以下几点原则。其一，选址位置靠近负荷中心，减少电力能源的消耗，同时降低有色金属耗损。其二，从全局性的角度分析生产企业日后的发展方向，并从企业扩建需求层面进行分析，使变电所位置的选择更加合理。其三，保证进出线的有效性以及便捷性，尤其要确保架空进出线过程的方便。其四，选择变配电所地址的过程中，应当远离积水场所，例如，卫生间等等，避免发生必要的安全事故；其五，变配电所应布置在爆炸危险区域范围之外。

6.对功率因数进行补偿。供配电系统的设计过程中，根据《全国供用电规则》的规定要求电力用户的功率因数不低于0.9，设计需根据实际负荷情况，计算最为适宜的、极具针对性的总降压变电所功率因数，通过查表计算的形式，实现无功率补偿。在此过程中，如生产企业所运用的驱动设备有大型同步电动机，就要求设计师运用定机励磁电流的形式，提供无功功率，从而达到优化功率因数的目的，也可保证供配电系统设计方案的可行性以及科学性，为企业的生产提供安全保障。

7.做好防雷接地措施。企业供配电系统的设计环节，还应重视防雷设备的应用，做好防雷接地措施，企业内的工艺生产装置及其管线，按工艺及管道要求作防静电接地装置，一般情况下与电气设备的工作接地和保护接地共用接地网。所有爆炸危险场所的工艺生产装置及其建构筑物均按二类防雷考虑防直击雷和感应雷，其它非爆炸危险场所的工艺生产装置及其建构筑物经计算后考虑防直击雷措施，并作接地体装置。防雷接地体在地中与保护、工作接地装置相连，并满足规程规定的接地电阻要求。配电变压器中性点直接接地，设置集中接地极。低压电力系统采用TN-S接地系统。防静电接地、工作接地、保护接地、防雷接地相互连接构成综合接地网，并与全厂接地网络相连，并满足《建筑物防雷设计规范》要求。

总之，综合分析企业中生产车间的用电需求以及负荷大小，并考虑了用电的稳定性与安全性，为企业的后期扩建留出充足的裕量，进而设计出方案。

参考文献：

[1]刘武.浅谈供配电系统设计中的节能措施.2020.

[2]王华伟.探讨生产企业供配电系统工程的设计分析.2021.