華劍

云南迪慶礦業(yè)開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司 云南迪慶 674507

1 工廠供電工程設(shè)計(jì)意義

電能是重要的社會(huì)能源之一，可直接影響到社會(huì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)水平。就目前來(lái)看，我國(guó)自動(dòng)化、機(jī)械化技術(shù)日漸成熟，工業(yè)發(fā)展速率不斷加快，對(duì)電能的供給提出了更高要求[1]。為確保工業(yè)供電安全、靈活、經(jīng)濟(jì)，需要不斷完善工廠供電工程結(jié)構(gòu)，確保供電工程能夠充分發(fā)揮出應(yīng)有的積極作用，幫助工廠實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)智能化目標(biāo)，切實(shí)增強(qiáng)生產(chǎn)質(zhì)量及效率，控制工人勞動(dòng)強(qiáng)度。由此可見(jiàn)，設(shè)計(jì)日漸完善的工廠供電結(jié)構(gòu)對(duì)推動(dòng)我國(guó)工業(yè)發(fā)展具有重要意義。

2 工廠供電工程設(shè)計(jì)原則

就目前來(lái)看，在工廠供電工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，相關(guān)工作人員需要遵守以下原則：

整體性原則。要求工廠供電設(shè)計(jì)工作需滿足當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)建設(shè)與改造要求，不影響地區(qū)正常供電水平；

專業(yè)性原則。要求工廠供電設(shè)計(jì)文件與施工文件應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)完成后交給當(dāng)?shù)毓╇娖髽I(yè)進(jìn)行嚴(yán)格審核，在企業(yè)對(duì)圖紙中的專業(yè)性給予肯定后，才能夠正式投入施工之中；

規(guī)范性原則。工廠供電工程設(shè)計(jì)、施工、試運(yùn)行等環(huán)節(jié)遵循嚴(yán)格遵循國(guó)家及有關(guān)部門頒布的相關(guān)規(guī)定，確保供電工程更加規(guī)范；

動(dòng)態(tài)監(jiān)管原則[2]。對(duì)工廠供電工程的設(shè)計(jì)與施工環(huán)節(jié)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)管，要求設(shè)計(jì)內(nèi)容與施工流程均應(yīng)受到供電企業(yè)的嚴(yán)格監(jiān)管，依照供電企業(yè)提出的書面形式修改意見(jiàn)，對(duì)供電工程設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行不斷完善與優(yōu)化，保障供電工程運(yùn)行質(zhì)量；

統(tǒng)籌兼顧原則。在供電工程設(shè)計(jì)與建設(shè)期間，工作人員還需嚴(yán)格遵循統(tǒng)籌兼顧原則，切實(shí)分析地區(qū)供電條件、工程特征、用電容量等細(xì)節(jié)，對(duì)供電工程設(shè)計(jì)方案進(jìn)行細(xì)致優(yōu)化，確保方案內(nèi)容可為供電工程后期施工及運(yùn)行作出重要指導(dǎo)。

3 工廠供電工程設(shè)計(jì)內(nèi)容

3.1 負(fù)荷計(jì)算與無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)

為確保工廠供電工程能夠安全可靠運(yùn)行，需要選擇更加適宜的供電系統(tǒng)內(nèi)部元器件，如電力變壓器、開(kāi)關(guān)裝置、導(dǎo)線電纜等。要求元器件應(yīng)當(dāng)滿足供電系統(tǒng)運(yùn)行期間的電壓與頻率特征，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)各環(huán)節(jié)電力負(fù)荷值進(jìn)行統(tǒng)籌計(jì)算。通常情況下，工廠供電系統(tǒng)載流導(dǎo)體通電30 分鐘后可進(jìn)入穩(wěn)定升溫狀態(tài)，因此需要將30 分鐘作為發(fā)熱條件選擇適宜電氣元件[3]。注重確定用電設(shè)備組件復(fù)合數(shù)值，依照工廠供電系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行要求，選擇系數(shù)法或二次系數(shù)法作為計(jì)算方式。其中，系數(shù)法應(yīng)用范圍較為廣泛，被經(jīng)常用于計(jì)算電力負(fù)荷；二項(xiàng)式系數(shù)計(jì)算時(shí)的局限性較大，通常只適用于機(jī)械加工企業(yè)。

由于工廠供電工程內(nèi)部用電設(shè)備數(shù)量較多，每臺(tái)設(shè)備所需的電力容量存在較大差異，因此僅利用系數(shù)法無(wú)法獲得精準(zhǔn)的電力負(fù)荷值，需要將不同系數(shù)法融合使用，正確判別用電設(shè)施種類以及設(shè)施運(yùn)行性質(zhì)。

國(guó)家及有關(guān)部門針對(duì)供電營(yíng)業(yè)方式頒布了明文規(guī)定，要求用電用戶需要采用科學(xué)方式提高用電自然功率因數(shù)，規(guī)范設(shè)計(jì)與安裝無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)備，控制電力負(fù)荷與電壓變動(dòng)，防止出現(xiàn)無(wú)功電力倒送問(wèn)題。因此在工廠供電系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)期間，還需要增設(shè)人工補(bǔ)償裝置，保障電力供給的安全與平穩(wěn)性。

3.2 選擇適宜的降壓變電所主變壓裝置

在工廠供電工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，主變壓器數(shù)量與容量的選擇可直接影響到供電系統(tǒng)運(yùn)行水平，需要設(shè)計(jì)人員能夠細(xì)致分析當(dāng)?shù)毓╇姉l件、負(fù)荷性質(zhì)、用電容量以及電力運(yùn)行方式等綜合條件。具體來(lái)說(shuō)，在一、二級(jí)復(fù)合變電所中，適宜安裝兩臺(tái)主變壓器。在技術(shù)與經(jīng)濟(jì)條件適宜的情況下，可以安置兩臺(tái)以上主變壓器，確保在一臺(tái)主變壓器出現(xiàn)故障后，其余變壓器能夠接替使用。

在選擇主變壓器型號(hào)期間，應(yīng)當(dāng)細(xì)致分析變電系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境特征。在環(huán)境正常的情況下，可選用油浸式變壓器。在環(huán)境中多灰塵或腐蝕性氣體的情況下，需要選擇功能性更強(qiáng)的密封式變壓器。

在選擇變壓器連接組件時(shí)，需要變壓器三相負(fù)荷基本平衡，確保低壓中性線流不可超過(guò)低壓繞組額定電流的25%。

3.3 完善主接線方式

在工廠變電工程中的主接線需要依據(jù)電力網(wǎng)中的地位、出線回路數(shù)、設(shè)備特征與負(fù)荷性質(zhì)等條件，滿足供電可靠、運(yùn)行靈活等要求，保供電系統(tǒng)后期運(yùn)維便捷，節(jié)省供電工程建設(shè)與維護(hù)成本。在滿足供電系統(tǒng)運(yùn)行要求時(shí)，主接線不需使用斷路器；在35-110KV 線路中，可采用橋形或線型變壓器組成分支接線結(jié)構(gòu)，保障供電水平。

3.4 計(jì)算供電工程短路電流

為確保設(shè)計(jì)出的工廠供電系統(tǒng)能夠滿足安全可靠、運(yùn)行目標(biāo)，還需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員認(rèn)真計(jì)算出供電工程短路電流數(shù)值。通常情況下，發(fā)生故障的電力系統(tǒng)短路電流巨大，在通過(guò)導(dǎo)體與各類設(shè)備期間，會(huì)產(chǎn)生巨大的電動(dòng)效應(yīng)與熱效應(yīng)，對(duì)系統(tǒng)正常運(yùn)行造成極大威脅。因此應(yīng)細(xì)致分析短路電流數(shù)值，對(duì)供電系統(tǒng)內(nèi)部保護(hù)設(shè)施進(jìn)行不斷完善。

在短路電流計(jì)算過(guò)程中，需要繪制出計(jì)算電路圖，在電路圖中考慮系統(tǒng)各元件額定參數(shù)，并將原件一起標(biāo)號(hào)。用短路計(jì)算點(diǎn)獲得短路校驗(yàn)時(shí)最有可能通過(guò)短路電流的元件種類，將等效電路進(jìn)行簡(jiǎn)化，使供電系統(tǒng)內(nèi)容更加優(yōu)化。

4 工廠供電工程設(shè)計(jì)實(shí)例

本文以某工廠供電工程設(shè)計(jì)工作為例，該工廠內(nèi)有5 個(gè)生產(chǎn)車間與4 個(gè)附屬建筑，全年工作時(shí)間小時(shí)數(shù)為7200 小時(shí)，最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為6400 小時(shí)，允許使用35KV 或10KV 電壓向工廠供電。通過(guò)對(duì)供電方案的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性與技術(shù)可行性進(jìn)行深入分析，擬選用10KV 供電結(jié)構(gòu)特征。該種供電工程設(shè)計(jì)方案不需要投資建設(shè)工廠總降壓變電所，占地面積較小。但經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)算發(fā)現(xiàn)，電壓損耗值較大，需要對(duì)工廠內(nèi)部元器件進(jìn)行合理選擇，配合使用低壓配電系統(tǒng)接線方式，保障供電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與經(jīng)濟(jì)性，最大限度節(jié)約供電工廠投資數(shù)額，確保工廠供電工程能夠更好實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能運(yùn)行目標(biāo)。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，為確保工業(yè)供電工程建設(shè)與后期運(yùn)營(yíng)工作能夠順利開(kāi)展，需要把握工程設(shè)計(jì)原則，不斷完善工程內(nèi)部功能，增強(qiáng)供電工程運(yùn)行可靠性。