工廠供配電技術(shù)論文(2)
工廠供配電技術(shù)論文篇二
淺談工廠供配電設(shè)計(jì)
摘要：電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對(duì)工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。因此，做好工廠供配電工作對(duì)于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。本文主要介紹了供配電設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及具體措施。
關(guān)鍵詞：工廠;供配電;設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào)：TJ650.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
Abstract: power is the modern industrial production of the main sources of energy and motive force, and if the factory suddenly power supply, the industrial production may cause serious consequences. Therefore, completes the factory for distribution to the development of industrial production work, and realize the modern industry, have very important sense. This paper mainly introduces the design of the main power supply content and specific measures.
Keywords: factory; For distribution; design
引言
電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來(lái)，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用;電能的輸送的分配既簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測(cè)量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛。
工廠供電設(shè)計(jì)的原則
1、遵守國(guó)家執(zhí)行的政策
必須遵守國(guó)家的有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。
2、確保安全合理
應(yīng)做到保障人身和設(shè)備的安全。供電可靠，電能質(zhì)量合格，技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。采用效率高、能耗低和性能先進(jìn)的電氣產(chǎn)品。
3、同時(shí)兼顧近遠(yuǎn)期發(fā)展
應(yīng)根據(jù)工作特點(diǎn)、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系，做到遠(yuǎn)近結(jié)合，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性。全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。
4、按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件等
合理確定設(shè)計(jì)方案。工廠供電設(shè)計(jì)是整個(gè)工廠設(shè)計(jì)中的重要組成部分。工廠供電設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及發(fā)展。作為從事工廠供電工作的人員，有必要了解和掌握工廠供電設(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí)，以便適應(yīng)設(shè)計(jì)工作的需要。
供電設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
1、工廠總降壓變電所的位置和主變壓器的臺(tái)數(shù)及容量選擇
參考電源進(jìn)線方向，綜合考慮設(shè)置總降壓變電所的有關(guān)因素，結(jié)合全廠計(jì)算負(fù)荷以及擴(kuò)建和備用的需要，確定變壓器的臺(tái)數(shù)和容量。
2、工廠總降壓變電所主結(jié)線設(shè)計(jì)
根據(jù)變電所配電回路數(shù)，負(fù)荷要求的可靠性級(jí)別和計(jì)算負(fù)荷數(shù)綜合主變壓器臺(tái)數(shù)，確定變電所高、低接線方式。對(duì)它的基本要求，即要安全可靠有要靈活經(jīng)濟(jì)，安裝容易維修方便。
3、變電所防雷裝置設(shè)計(jì)
參考本地區(qū)氣象地質(zhì)材料，設(shè)計(jì)防雷裝置，進(jìn)行防直擊的避雷針保護(hù)范圍計(jì)算，避免產(chǎn)生反擊現(xiàn)象的空間距離計(jì)算，按避雷器的基本參數(shù)選擇防雷電沖擊波的避雷器的規(guī)格型號(hào)，并確定其接線部位。進(jìn)行避雷火弧電壓，頻放電電壓和最大允許安裝距離檢驗(yàn)以及沖擊接地電阻計(jì)算。
4、總降壓變電所變、配電裝置總體布置設(shè)計(jì)
綜合前述設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果，參照國(guó)家有關(guān)規(guī)程規(guī)定、進(jìn)行內(nèi)外的變、配電裝置的總體布置和施工設(shè)計(jì)。
5、變電所高、低壓側(cè)設(shè)備選擇
參照短路電流計(jì)算數(shù)據(jù)和各同路計(jì)算負(fù)荷以及對(duì)應(yīng)的額定值，選擇變電所高、低壓側(cè)電器沒備，如隔離開關(guān)、斷路器、母線、電纜、絕緣子、開關(guān)柜等設(shè)備。
6、廠區(qū)高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)廠內(nèi)負(fù)荷情況
從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)合理性確定廠區(qū)配電電壓。參考負(fù)荷布局及總降壓變電所位置，比較幾種可行的高壓配電網(wǎng)布置放案，計(jì)算出導(dǎo)線截面及電壓損失，由不同放案的可靠性，電壓損失，基建投資，年運(yùn)行費(fèi)用，有色金屬消耗量等綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件列表比值，擇優(yōu)選用。
三、合理選擇供電設(shè)備
1、高、低壓設(shè)備的選擇
高壓設(shè)備選擇的一般要求必須滿足一次電路正常條件下和短路故障條件下的工作要求，同時(shí)設(shè)備應(yīng)工作安全可靠，運(yùn)行方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。高壓刀開關(guān)柜的選擇要滿足變電所一次電路圖的要求，并各方案經(jīng)濟(jì)比較優(yōu)選出開關(guān)柜型號(hào)及一次結(jié)線方案編號(hào)。同時(shí)確定其中所有一次設(shè)備的型號(hào)規(guī)格。
2、導(dǎo)線、電纜的選擇
為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，進(jìn)行導(dǎo)線和電纜截面選擇時(shí)必須滿足供電所需的發(fā)熱條件、電壓損耗條件、經(jīng)濟(jì)電流密度和導(dǎo)線電纜的機(jī)械強(qiáng)度等各方面的要求，對(duì)于絕緣導(dǎo)線和電纜，還應(yīng)滿足工作電壓的要求。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，一般10KV及以下高壓線路及低壓動(dòng)力線路，通常先按發(fā)熱條件來(lái)選擇截面.再校驗(yàn)電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度。低壓照明線路，因其對(duì)電壓水平要求較高，因此通常先按允許電壓損耗進(jìn)行選擇，再校驗(yàn)發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。對(duì)長(zhǎng)距離大電流及35KV以上的高壓線路。則可先按經(jīng)濟(jì)電流密度確定經(jīng)濟(jì)截面，再校驗(yàn)其它條件。
3、配電所高壓開關(guān)柜的選擇
高壓開關(guān)柜是按一定的線路方案將有關(guān)一、二次設(shè)備組裝而成的一種高壓成套配電裝置，在發(fā)電廠和變配電所中作為控制和保護(hù)發(fā)電機(jī)、變壓器和高壓線路之用，也可作為大型高壓開關(guān)設(shè)備、保護(hù)電器、監(jiān)視儀表和母線、絕緣子等。
四、配電裝置的設(shè)計(jì)
在工廠和變電所中，根據(jù)電能生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換和分配等各環(huán)節(jié)的需要，置了各種配電設(shè)備。據(jù)它們?cè)谶\(yùn)行中所起的作用不同，常將他們分為一次配電設(shè)備和二次配電設(shè)備。
1、原則與要求
配電裝置型式的選擇應(yīng)考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，其設(shè)計(jì)必須滿足以下四點(diǎn)原則：節(jié)約用地;運(yùn)行安全和操作巡視方便;便于檢修和安裝;節(jié)約三材，降低造價(jià)。配電裝置的確定應(yīng)滿足以下基本要求：滿足安全凈距的要求;滿施工、和檢修的要求;噪聲的允許標(biāo)準(zhǔn)及限制措施;靜電感應(yīng)的場(chǎng)強(qiáng)水平和限制措施 ; 電暈無(wú)線電干擾的特性和控制 。
2、處理好配電系統(tǒng)的初期投資與配電系統(tǒng)可靠性的關(guān)系
配電系統(tǒng)的初期投資與配電系統(tǒng)可靠性的關(guān)系說(shuō)到底是技術(shù)經(jīng)濟(jì)關(guān)系。增加初期投資可以提高配電的可靠性，提高配電系統(tǒng)可靠性可以增加連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)的時(shí)間，從而提高產(chǎn)量，創(chuàng)造更多產(chǎn)值和利潤(rùn)。減少初期投資，可以節(jié)約資金，但是也會(huì)使配電系統(tǒng)存在某些不足，因而故障率升高， 導(dǎo)致生產(chǎn)線停產(chǎn)時(shí)間增加， 造成經(jīng)濟(jì)損失。增加初期投資，維修費(fèi)用降低，減少初期投資，維修費(fèi)用增加。處理好配電系統(tǒng)的初期投資與配 電系統(tǒng)可靠性與維修等的關(guān)系， 就是要找到最經(jīng)濟(jì)合理的方案，使得所 設(shè)計(jì)的工廠( 生產(chǎn)線) 獲取的全壽命收益減去全壽命費(fèi)用為最大。在一些對(duì)生產(chǎn)連續(xù)性要求高，停產(chǎn)引起經(jīng)濟(jì)損失大的工廠，應(yīng)該通 過在一定程度上提高初期投資，提高配電系統(tǒng)的可靠性的方法，謀取最大利益。增加投資應(yīng)從兩方面考慮：①采取可靠性高，運(yùn)行方式靈活的方案;②選用質(zhì)量好的產(chǎn)品。確定方案時(shí)，要正確劃分負(fù)荷等級(jí)。在國(guó)標(biāo)GB50052―95《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)一、 二級(jí)負(fù)荷以及一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷的劃分有明確的規(guī)定。值得指出的是，規(guī)范是按事故停電的損失劃分負(fù)荷等級(jí)的。筆者認(rèn)為， 停電損失應(yīng)包括計(jì)劃?rùn)z修停電損失和事故停電損失。對(duì)于一些連續(xù)生產(chǎn)的生產(chǎn)線，計(jì)劃?rùn)z修停電損失也是顯而易見的。只要因提高負(fù)荷等級(jí)獲得的收益大于因提高負(fù)荷等級(jí)增加的投資，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)上講方案就是合理的為了在變壓器檢修時(shí)不影響生產(chǎn)。一臺(tái)變壓器檢修時(shí)，在壓縮掉檢修期間可以不開的負(fù)荷后，這臺(tái)變壓器所帶負(fù)荷應(yīng)能由其它變壓器帶起來(lái)。轉(zhuǎn)移負(fù)荷的方式有以下幾種：①通過母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)，將負(fù)荷轉(zhuǎn)移到其它變壓器;②通過雙電源互投開關(guān)將電源切換到備用電源;③啟用備用電源。
3、屋內(nèi)配電裝置
屋內(nèi)配電裝置的結(jié)構(gòu)除與電氣主接線及電氣設(shè)備的型式有密切關(guān)系外 ， 還與施工、檢修和運(yùn)行有關(guān)。工廠和變電所中 6～10kV 屋內(nèi)配電裝置，按其布置型式不同有單層、雙層和三層之分。35～220kV 的屋內(nèi)配電裝置，只有單層和兩層型式。
屋內(nèi)配電裝置設(shè)備的布置原則為：同一回路的電器和導(dǎo)體應(yīng)布置在一個(gè)間隔內(nèi)以保證檢修安全，并限制故障范圍;盡量將電源布置在中部，使母線通過較小的電流;較重的設(shè)備 (如電抗器) 布置在下層;布置對(duì)稱，便于操作并不易誤操作;有利擴(kuò)建。屋內(nèi)配電裝置不受外界諸因素影響，所以具有以下特點(diǎn)：占地面積小;有利于維護(hù)、巡視和操作不受氣候條件影響;污穢、腐蝕氣體對(duì)電氣設(shè)備影響小，維護(hù)方便;房屋建筑投資大。
4、屋外配電裝置
屋外配電裝置按母線的高度分為中型、半高型和高型3種。如將斷路器電流互感器移至相鄰的一組母線下方，則需將母線升高，則構(gòu)成半高型配電裝置;如將斷路器、電流互感器移至旁路母線下方，同時(shí)將兩組母線重疊布置，則構(gòu)成高型配電裝置。采用半高型、高型結(jié)構(gòu)可以節(jié)約占地，但構(gòu)架材料消耗較多，特別是檢修、巡視不便，因此一般不采用。
屋外配電裝置設(shè)備的布置與安裝應(yīng)注意以下問題：母線和構(gòu)架;電力變壓器;電氣設(shè)備的基礎(chǔ);電纜溝和通路。屋外配電裝置的特點(diǎn)有：土建工程量及費(fèi)用較小，建設(shè)周期短;擴(kuò)建方便;相領(lǐng)設(shè)備間距大，便于帶電作業(yè);占地面積大;受外界氣候影響，設(shè)備運(yùn)行條件差。
根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》規(guī)定，110kV及以上多為屋外配電裝置，35k V以下的配電裝置多采用屋內(nèi)配電裝置。選擇配電裝置，首先考慮可靠性、靈活性及經(jīng)濟(jì)型，本設(shè)計(jì)對(duì)建筑面積沒有特殊的要求，故500kV及220kV電壓等級(jí)均采用普通中型配電裝置。若采用半高型、高型配電裝置，雖占地面積較小，但檢修不方便，操作條件差，耗鋼量多。6kV及10.5kV電壓等級(jí)采用屋內(nèi)成套配電裝置。
結(jié)論
電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它在產(chǎn)品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)景，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，改善工人的勞動(dòng)條件，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。因此，做好工廠供配電設(shè)計(jì)工作對(duì)于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化具有極其現(xiàn)實(shí)的作用。
參考文獻(xiàn)
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