工厂供配电系统
摘要：
电能是现代工业生产的主要能源和动力；电能在工业生产中的重要性，在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。
因此，所以工厂企业供配电的电路设计要联系到各个方面，负荷计算及无功补偿，变压器的型号、容量和数量的分配；短路的计算、设备的选择、线路的分配和设计等方面进行设计分析，把最好的供配电设计应用到现实生产中来，为经济的发展做出最好的服务。
关键词：配电所电力负荷功率补偿变电所主要电器设备
1 工厂供电概述
1.1 工厂供电的意义和要求
电能是现代工业生产的主要能源和动力。
电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。
因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。
电能在工业生产中的重要性可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。
因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。
工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：
1、安全在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故；
2、可靠应满足电能用户对供电可靠性的要求；
3、优质应满足电能用户对电压和频率等质量的要求；
4、经济供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。
此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。
1.2 工厂供电涉及内容
全厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，接合国家供电情况，解决对各部门的安全可靠，经济的分配电能问题，其基本内容有以下几方面。
1.2.1 负荷计算
全厂总降压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。
考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。
列出负荷计算表、表达计算成果。
1.2.2 工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量选择
参考电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，接合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要，确定变压器的台数和容量。
1.2.3 工厂总降压变电所主接线设计
根据变电所配电回路数，负荷要求的可靠性级别和计算负荷综合主变压器台数，确定变电所高、低接线方式。
对它的基本要求，即要安全可靠又要灵活经济、安装容易、维修方便。
1.2.4工厂供、配电系统短路电流计算
工厂用电，通常为国家电网的末端负荷，其容量运行小于电网容量，皆可按无限容量系统供电进行短路计算。
由系统不同运行方式下的短路参数，求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流。
1.2. 改善功率因数装置设计
按负荷计算求出总降压变电所的功率因数，通过查表或计算求出
达到供电部门要求数值所需补偿的无功率。
由手册或产品样本选用所需移相电容器的规格和数量，并选用合适的电容器柜或放电装置。
1.2.变电所高、低压侧设备选择
参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选择变电所高、低压侧电器设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、开关柜等设备。
1.2.8 变电所防雷装置设计
参考本地区气象地质材料，设计防雷接地装置。
进行防直击的避雷针保护范围计算，避免产生反击现象的空间距离计算，按避雷器的基本参数选择防雷电冲击波的避雷器的规格型号，并确定其接线部位。
对接地和接地体做具体的理解。
2 负荷计算
2.1 负荷计算的内容
2.1.1 计算负荷
计算负荷又称需要负荷或最大负荷。
计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。
在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。
2.1.2 平均负荷
平均负荷指一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。
常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）
的平均负荷，有时也计算年平均负荷。
平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。
2.2 负荷计算的方法
负荷计算的方法有需要系数法、二项式等几种。
本设计由于设备台数比较多，而单台设备容量相差不大所以采用需要系数法确定。
主要计算公式有：
有功功率：P30 = P e·K d
无功功率: Q30 = P30 ·tgφ
视在功率: S30 = P30/Cosφ
计算电流: I30 = S30/3U N
3变电所主变压器主接线的选择
变配电所主接线的选择原则
1、当满足运行要求时，应尽量少用或不用断路器，以节省投资；
2、当变电所有两台变压器同时运行时，二次侧应采用断路器分段的单母线接线；
3、当供电电源只有一回线路，变电所装设单台变压器时，宜采用线路变压器组接线；
4、为了限制配出线短路电流，具有多台主变压器同时运行的变电所，应采用变压器分列运行；
5、接在线路上的避雷器，不宜装设隔离开关；但接在母线上的避雷
器，可与电压互感器合用一组隔离开关；
6、6～10KV固定式配电装置的出线侧，在架空线路或有反馈可能的电缆出线回路中，应装设线路隔离开关；
7、采用6～10 KV熔断器负荷开关固定式配电装置时，应在电源侧装设隔离开关；
8、由地区电网供电的变配电所电源出线处，宜装设供计费用的专用电压、电流互感器（一般都安装计量柜）；
4主要电气设备选择
电气设备选择的条件
为了保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，选择导线和电缆截面计算时必须满足下列条件。
4.1.1 发热条件
导线和电缆(包括母线)在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。
4.1.2 电压损耗条件
导线和电缆在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的电压损耗，不应超过其正常运行时允许的电压损耗。
对于工厂内较短的高压线路，可不进行电压损耗校验。
4.1.3 经济电流密度
35KV及以上的高压线路及电压在35KV以下但距离长电流大的线
路，其导线和电缆截面宜按经济电流密度选择，以使线路的年费用支出最小。
所选截面，称为“经济截面”。
4.2 高压设备的选择要求
高压设备选择的要求必须满足一次电路正常条件下和短路故障条件下的工作要求，同时设备应工作安全可靠，运行方便，投资经济合理。
5 防雷与接地
5.1 防雷设备
防雷的设备主要有接闪器和避雷器。
其中，接闪器就是专门用来接受直接雷击（雷闪）的金属物体。
接闪的金属称为避雷针。
避雷器是用来防止雷电产生的过电压波沿线路侵入变配电所或其它建筑物内，以免危及被保护设备的绝缘。
5.2 接地装置
电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接，称为接地。
埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体，或称接地极。
专门为接地而人为装设的接地体，称为人工接地体。
连接接地体与设备、装置接地部分的金属导体，称为接地线。
6 参考文献
刘介才工厂供电简明设计手册机械工业出版社 2004
周乐挺工厂供配电技术高等教育出版社 2007。