工厂配电（共11篇）
工厂配电 篇1
引言
能源对推动社会的发展具有重要作用, 第二次工业革命, 煤炭行业有力地推动了社会的进步。电力作为重要的能源, 社会各行各业对电力的使用有很大的依赖作用。现在社会经济对电能的需求越来越大, 电力是企业消耗最多的能源, 电力资源的不足将制约企业的生产, 对一个地区的经济产生重要影响。目前, 工厂里一些不合理的用电形式会造成电力大量的消耗与浪费, 加重电力紧张的局面。企业对电力的节约可以减少大量开支, 既节约了能源也节约了生产成本, 减少环境的污染, 将对社会产生非常好的社会效益和经济效益, 响应了政府保护环境的号召, 节能减排。因此, 电力系统的节能改造, 减轻了电网的压力, 也对企业生产和社会发展有重要的意义[1]。
1工厂供配电节能的重要意义
在过去的三十多年我国经济飞速发展, 但由于发展模式过于粗狂, 消耗了大量的能源, 造成能源浪费和环境污染, 对环境的破坏越来越大。国家一直提倡“五位一体”建设, 生态建设是重要内容, 促进经济的发展不能以能源浪费、环境污染为代价。国家每年消耗大量的电能中工厂是重要消费单位, 对供电系统进行电能改造, 可以节约大量能源, 保护生态环境, 实现可持续发展。
工业的迅猛发展, 电能的使用爆发式增大, 电能的供求出现了严重失衡, 发电站生产的电能无法满足企业的用电量, 在用电高峰时期, 在很多地区常常出现拉闸限电情况。工厂进行电力系统改造可以很大程度上缓解电能供求失衡, 减轻电网压力。工厂电力的改造, 能够节约大量电力消耗, 给企业带来更多收益, 提高社会资源利用效率。工厂的生产设备进行节能改造, 可以促进节能产品的研发, 势必促进节能技术的进步, 新的科学技术可被社会其他行业借鉴, 从而提高社会科技进步速度, 对工厂自身来说, 也可能会提高工厂的生产工艺[2]。
2工厂供配电系统节能方法探究
对供配电系统进行科学的设计, 采用节能的产品, 改造高能耗低效率产品, 通过这些方法可以有效提高工厂电力系统的使用效率。
2.1对供配电系统设计方案进行改进
1) 变电所主接线。厂房内变电所主接线设计时, 在保证安全和可靠性的前提下, 依据以往的设计经验, 选用高压双电源供电方式, 保证电房之间的密切联系, 这种设计方式可以方便进行转供电, 可以保证连续稳定供电。
2) 高低压配电系统。高低压配电系统是工厂供配电系统的关键环节, 不仅要满足设计条件, 还要设计得经济合理, 需要综合考虑各种情况, 在确定出厂电压之后, 然后选择合适的变压器, 一般采用油浸式有载调变压器;低压变压器柜子一般选用价格比较便宜的固定式开关柜, 当变压器并联设计时, 应当有性能比较好的连锁功能。
3) 保护装置。应设计几点保护装置来保证工频电气量参数的正常, 当电力系统出现短路等情况时, 工频电气量参数应控制在合理的范围之内。对于用电量大的工厂, 对供电的可靠性、稳定性要求比较高, 一般使用直流屏供电, 直流屏选择应合理, 不应太大也不应太小, 可以参照保护的断路器台数进行选择[3]。
2.2对供电系统进行节能改造
1) 变压器节能。工厂内常常同时使用多台变压器, 变压器的台数比较多时, 把性能比较低的变压器作为备用变压器, 同时把变压器进行并列使用, 从而提高变压器的使用经济性。变压器的过多使用也会浪费电能, 在计算工厂内用设备的功率后, 尽可能使用少的变压器数量, 满足设备的负载要求, 从而提高变压器的使用效率, 获得好的经济效益。另外, 接触器应选用永磁接触器, 可以很大程度上降低能耗。使用永磁力合闸, 可以节约接触器闭合状体下的电能损失, 节约大量电能。在工业上, 大量使用交流接触器, 更换永磁式接触器可以为企业节约可观的一笔费用[4]。
2) 使用节能控制系统。除了生产动力用电外, 工厂照明用电量也比较大, 因此, 应对照明用电进行严格控制。采用智能照明系统, 该模块主要由探测器、发光源、控制器三个组成部分, 可以根据工厂实际要求设定多个照明模式, 根据不同的需要智能切换不同模式, 从而达到节能的目的[5]。
2.3对线路系统进行改造
1) 控制线路输电损耗。线路越长, 电力的损耗越多, 在线路规划中, 配电箱和各个输出线路要少走弯路, 结合现场情况, 优化电路设计。用电负荷比较大的区域, 线路应小于100m长度, 用电负荷比较小的区域, 线路长度应小于250m长度。
2) 增大导线的横截面积。导线的横截面积越大, 导线的电阻越大, 消耗的电能越多, 发热也就越多, 因此选用横截面积大的导线可以节约电能的浪费, 减少危险事件的发生[6]。
4结语
随着社会的发展, 人们更希望建立一个能源节约型、环境保护型社会, 新的经济形势下, 企业要想生存和发展, 必须建立起高效的能源利用机制, 减少对环境的污染, 提升企业的社会效益。通过供配电系统的优化, 可以激发社会竞争的活力, 促进节能技术的进步, 提高社会资源的利用效率, 是一项利国利民的举措。
摘要：阐述了工厂供配电节能的重要意义和节能方法探究, 提出了相关方案和改造方式。
关键词：供配电系统,节能措施,工厂
参考文献
[1]赵叶平.工厂供配电系统中的节能技术措施分析[J].产业与科技论坛, 2014 (13) :72-73.
[2]况涛, 张道亮.工厂供配电系统中的节能措施研究[J].科技展望, 2015 (13) :97.
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[4]张幸江.工厂供配电系统设计中节电措施及节能意义解读[J].南方农机, 2015 (7) :69-70.
[5]李雷军.分析煤矿供配电系统设计的节能措施[J].电子测试, 2015 (17) :156-157.
[6]彭超尘.浅谈无功补偿及消谐装置在工厂供电系统中的应用[J].科技资讯, 2010 (30) :121.
工厂配电 篇2
一、前言
配电智能管理是指：利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术与电力设备相结合，将配电网在正常及事故情况下的监测、保护、控制、计量和供电部门的工作管理有机地融合在一起，改进供电质量，与用户建立更密切更负责的关系，以合理的价格满足用户要求的多样性，力求供电经济性最好，企业管理更为有效。
工厂配电智能管理包含企业中与配电系统有关的全部功能数据流和控制。主要包含以下2个方面：
10KV及低压馈线自动化。馈线自动化完成馈电线路的监测、控制、故障诊断、故障隔离和网络重构。其主要功能有：运行状态监测、远方控制和就地自主控制、故障区隔离、负荷转移及恢复供电、无功补偿和调压等。
配/变电站自动化。变电站自动化指应用自动控制技术和信息处理与传输技术，通过计算机硬软件系统或自动装置代替人工对变电站进行监控、测量和运行操作的一种自动化系统。变电站自动化以信号数字化和计算机通信技术为标志，进入传统的变电站二次设备领域，使变电站运行和监控发生了巨大的变化，取得显著的效益。变电站自动化的基本功能有：数据采集、数据计算和处理、越限和状态监视、开关操作控制和闭锁、与继电保护交换信息、自动控制的协调和配合、与变电站其他自动化装置交换信息和与调度控制中心或集控中心通信等项功能。近几年，大量的配、变电站采用了变电站自动化设备，显示出显著的经济效益。
二、直接经济效益分析
1．可提高供电质量
信息时代的到来，要求不间断供电的计算机设备越来越多，给供电提出了更高的要求。停电或限电会导致减产，而忽然的停电则会危害工厂的重要设备。落后的人工配电方式，在城乡都是不适用的。只有实现配电站的自动化，才可能最大限度地提高供电质量，满足人们日常生活工作与生产的需要。实现配电站自动化可提高供电的可靠性。实现配电站自动化，可减少故障次数，缩小事故范围，缩短事故时间，为恢复供电、快速分析、诊断、报告事故原因提供有效的依据。某工厂没有采用配电自动化前每月故障次数为1次，故障抢修时间为2小时，每小时的产出商品价值5000元，每年开工11个月，每年可减少停电导致的生产损失为2*1*5000*11=11万元，采用配电自动化系统后，即可将故障次数大大减少，设备在发生故障前隐患即可被发现，无需全面停电检修，生产设备可以做到不停机，每年可减少损失11万元。
2．降低网损率的经济效益
根据国内配电自动化系统运行的成功经验，通过电压和无功优化控制，可以降低网损率3％左右。某工厂的年用电量为1000万KWh，通过电压和无功优化控制，每年可节省电量为30万KWh，节能效益按0.42元/KWh计算，每年节约12.6万元。由此看来，直接的经济效益十分巨大，间接的经济效益和社会效益则更大。
3．设备管理的经济效益
配电自动化系统的效益还在很大程度上体现在配电设备管理上。比如设备检修，如果没有相应的配电自动化监控管理系统，所有设备按一定期限定期检修，其工作量巨大，耗费大量人力物力，配电管理系统的使用可以使设备检修的针对性更强。变故障修为状态修，变人工巡检为自动故障保修，减轻维护人员的劳动强度；减少操作人员；增强电力系统的免维护性。
通过对负荷的监控，合理分配负荷，还可以最大限度地保护供电设备投资。有利于提高设备的安全和健康水平，延长使用寿命。某工厂，每年因烧毁电力设备、动力设备等事故的损失为6万元（一台变压器的价值就在10万元以上，一台10KV开关柜价值在5-8万元之间，电动机的价值从几千到几万不等，高压电动机更贵，其它断路器、接触器、继电器设备数量更多，更应容易烧毁），实现配电自动化之后就可以完全避免此类事故的发生，每年节省设备维护费用6万元。
4．提高企业用电的管理水平
传统用电管理是由电工的经验来实现的（即经验管理），其管理的好坏决定于电工人员的经验、责任心、及情绪。在珠三角的制造业对电工师傅的称为叫“电工大佬”，他是公司中非常重要的人物，甚至公司的一些管理制度到了“电工大佬”这都要开绿灯，因为老板深知“电工大佬”的心情就可以影响公司用电费用。但是“电工大佬”对工厂也只是起保证用电的作用，根本谈不上安全、可靠（质量）、高效的用电管理层面。
西格玛电能管理系统是给现代化工厂提供的一套信息化时代的用电管理手段，她能准确、及时地提供实时的数据和信息；可以直观地监视全厂内任何地方、任何设备的运行情况，方便的控制计划停电、供电，实现总体控制。为用户调整用电峰谷时段，提供有效的依据。做到值班电工通过电脑化面实时监视系统的运行状况；检修电工根据画面的予警提示有针对性的对设备进行保养、检修；电气工程师通过系统报表和分析曲线制订保养、检修、整改计划；管理者代表可根据详细的电量统计报表核算、控制产成本；为企业ERP提供充足完整的数据信息。在不增加人员成本的基础上，大大提升了管理水平。
5．节省人员成本
西格玛系统令电工职责更清晰、层次更分明、分工更具体，对运行、检修人员要求少而精，电力系统经验：一个35KV变电站比不做自动化前节省1/3的人员。
三、间接经济效益
随着电力电子产品的广泛应用（如：变频器、电脑、电子镇流器等）的同时，也带来了对电源的污染，其中谐波、电磁干扰对环境及设备的影响最严重。
1．通过西格玛系统可诊断出困扰公司多时难解决的问题，比如：产品合格率的瓶颈、电脑、功控设备寿命短等平时很难发现及解决的问题。
2．由于系统的监控主机一般安装于办公室或值班室，与电气设备（尤其是高压设备）有一段距离，将减少值班员、运行工，检修工等一线人员拉出到发生职业病的可能范围以外，减少输配电系统职工的发病率，减轻企业的医疗负担，提升员工的生活质量。
四，结语：
配电自动化系统的经济效益，一直以来，仁者见仁，智者见智。它无疑具有强大的经济效益。如果把每年的直接经济效益产出定义为
S=（J+L+W）*T
J=每年因检修导致的停电损失，（上文假设为11万元）
L=每年因网损导致的电能浪费，（上文假设为12.6万元）
W=每年节约的设备维护费，（上文假设为6万元）
T=设备运行年限
那么，每年增加经济效益产出29.6万元，运行时间越长，经济效益越明显。
工厂高低压变配电设备维护保养 篇3
本文首先对我国目前配变电高压设备在维护与保养方面存在的问题做了简要的概述，从高低压变电设备的组成部分，以及每一个部分所起到的作用做了系统的介绍；并就在这些配变电高压设备的检修策略做了研究分析，分别针对各自的问题提出了系统的解决方案；文章最后，对全文做了总结，并就未来工厂高低压配变电设备的维护发展做了展望。
【关键词】工厂高低压变配电设备 检修策略 解决方案 展望
引言
配变电高压设备状态检修是根据对变电高压设备的日常检查、定期性重点检查、在线实时状态监测和故障诊断所提供的信息，经过系统地分析处理，来评估设备的健康和性能劣化程度及其发展趋势的一种检修手段。它与以预防为主要手段地检修相比较，带有很强烈的主动色彩，但基于我国工业自动化起步较晚，现阶段我国电力企业普遍对所有变电高压设备采用固定的检修间隔，这大大增加了检修的负担，频繁地检修不仅影响设备的精度系数，也直接影响着设备的使用寿命。
1.高低压变电设备介绍
配电系统主要由以下的四个部分组成，首先便是变电设备；对于高低压变配电系统的变电设备而言，其主要由，电容器、变压器、接地装置、变配电控制回路、母线、电缆等几部分组成。其次是配电设备；配电设备由配电线路、电缆、接地、支架以及电线等几部分组成。接着便是整个配变电设备自带的照明配电设备；配变电设备的照明设备主要由分支开关、熔断器、漏电保护器、接零接地等组成。最后便是为整套配变电设备起防护与备用的备用发电设备以及电源由附属装置、开关以及其他设备等构成。这些高低压变配电系统的功能都不一样，相互联络，有时他们单独运行，有时他们会串联使用，在对其进行操控时，一定要规范、谨慎，任何一个环节都不允许出现失误。所以，在对高低压变配电设备运行过程中所出现或者可能出现的问题一定要认真分析，如果一旦出现问题，必须要马上修复，让其始终处于可靠的运行状态。
2.高压开关设备检修策略的探讨
在目前开展状态检修工作中，迫切需要对变电高压设备的故障规律进行整体性分析，研究状态检修的整体策略，从而确定何时进行维护和检修，有针对性的对项目进行维护检修。同时在分析设备状态的同时，又要借鉴和利用周期性检修多年来积累的宝贵经验，根据对设备的历次检修、试验、缺陷记录、运行信息和在线信息等进行全面地综合性的分析。对变电高压设备状态的分析必须坚持整体与局部相结合，横向与纵向相沟通的理念；通过整体的分析，对设变电高压设备进行总体把握，掌握同类设备的一些共性以及质量问题；局部分析主要针对单个具体设备进行，通过对同类设备横向和纵向的对比，来评估某个具体设备的运行状态。对变电高压设备可以从绝缘性能、导电性能、机械特性和抗干扰特性四方面对该设备的状态进行评估。对于保护设备而言可从装置及回路两个方面去评判；对这几方面的性能指标了解清楚后，我们就能够从总体把握变电高压设备健康状况的发展趋势，从而制定出行之有效的检修方案。
3.配电室及其辅助设备的维修与保养
3.1配电室检修与维护
作为整个变配电室设计的主要内容之一的对全套电气设备的选择和采购要严格按照相关技术规定和政策进行，本着选用先进、安全、稳定、性能良好的设备为主要前提，整套电气设备的配置要符合主接线形式的要求，在短路情况下对整套电气设备进行校检，在对电气设备进行选择时，一方面须遵循装置位置和正常条件的相关规定，另一方面还要对极限环境条件下整套设备正常运行的能力予以考虑。在正常工作状态下对电气设备的选择需要注意如下几点：首先，电气设备额定电压的选择。一般情况下整套设备的额定电压值应不低于设备装设回路的最高运行电压值；其次是对整套设备额定电流的选择，在设备正常工作时全套设备的额定电流值应不低于整套设备装设回路的最大工作电流值。在对整套电气设备进行校验时要注意对热稳定和动稳定条件的把握。一般而言所谓热稳定就是指整套电气设备在短路状态下设备的热效应不能超过设备正常工作时的允许值；所谓动稳定，就是指全套电气设备在发生短路时最大短路电流值时不能受到任何损坏。
3.2辅助设备的维护保养
由于市场上面安全工器具数的量众多，加之所购买的批次不一，再遇到现场运行数据统计十分困难的环境，将会给安全工器具的管理工作带来很大的阻力。目前，我国电力企业对安全工器具的购置工作大多依据各供电局所辖二级单位每年上报的本片区设备更新的相关计划进行的，并依次按照购买的批次和正常使用年限进行统一的更换，很难实现专门针对超期或已经损坏的工器具进行有目的的更换工作，这样做不仅造成了严重的资源浪费而且还消耗了大量的时间，进而影响整个供电系统的工作效率。一般情况下，各局所辖单位对于安全工器具的购置工作和每次的发放数量均有独立系统的记录，但就具体到某件工器具的最终流向和用途无法做出准确的记录定位工作。各变电站虽然针对本站工器具的使用和发放情况均建立了安全工器具台账，但这些所谓的台账内容大都过于简单，仅包括像对工器具的名称、购买数量以及发放日期等数据有一个粗糙的记录，而对真正关乎工器具关键的工器具生产厂家、生产年月以及相关试验情况等重要资料往往没有较为系统的记录工作，而且就目前我国电力系统而言台账资料缺失现象已不是个别。
小结
利用先进的科学技术对我国现阶段配变电设备使用与管理进行规范有着十分重要的意义，如此，不仅可以对电站的工作效率有很大的提高，而且还能够避免安各种全事故的发生，从而为检修人员的工作安全性提供了强有力的保障，进而提高了整个电力系统的安全生产水平。
参考文献：
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关于工厂供配电设计的研究 篇4
关键词：工厂,供配电系统,设计,研究
1 工厂供配电系统概述
所谓工厂供电就是指工厂所需电能的供应和分配, 也称工厂配电。通过工厂供配电系统, 将电力系统的电能进行适当的降压, 然后根据各个车间或厂房的供电需求进行合理分配。随着社会生产发展的需要, 供配电系统的发展也呈现一种新趋势。目前, 随着城市化的发展, 大中型城市的用电需求也越来越多, 然而大型城市的配电通常存在着配电距离过长的问题, 这时一般采用提高供电电压的方式来解决。同时, 为了提高工业企业以及一些大型用电设备的输电能力, 也常常采用提高电压的方式, 从而达到使输电距离增加的目的。此外, 为了使供电的可靠性得以提高, 可以适当减少变压器的数量, 进而对配电系统进行简化。
2 工厂供电设计原则
电能是工厂生产的能源与动力, 因此, 在工厂设计中, 供配电的设计是其中重要的组成部分, 其设计质量的好坏, 与工厂的正常运行和进一步的发展息息相关。这就要求工厂供电工作人员具有较高的综合素质和熟练的业务技能, 并且需要按照以下要求, 进行工厂供配电设计。
首先, 对于国家相关规定及标准, 必须严格地遵守, 对于国家节约能源及有色金属的相关方针政策, 必须切实地贯彻执行。
其次, 人身和设备的安全, 是进行工厂供电设计时, 必须要考虑的因素, 要切实保证供电的可靠性, 保证电能具有合格的质量, 要兼顾技术先进性和经济合理性的原则。在进行电器产品的选择时, 要选用高效、低能耗、性能优良的产品。
再次, 在进行供电设计时, 要兼顾企业当前需求和长远发展, 不仅要满足工厂近期生产的需求, 还要考虑工厂长远发展的计划, 使供电设计可以在较长的一段时期内都能满足工厂扩建等带来的用电需求的变化。
最后, 要结合企业的实际情况, 根据负荷的性质、用电容量、工程的特点, 考虑到地区供电条件, 设计出合理的供电方案。对于供电人员, 要积极提高自身业务素质, 学习和掌握供电设计的相关知识, 从而更好地完成供电设计工作, 促进企业安全生产和提高效益。
3 工厂供配电设计要点
3.1 负荷计算
在计算总降压变电所的负荷时, 需要根据车间负荷来进行计算, 因为车间变电所变压器存在功率损耗, 所以, 计算总降压变电所的负荷需要考虑到这部分损耗, 进而得出全厂总降压变电所高压侧计算负荷以及总功率因数。此外, 还要将负荷计算表详细的列出, 清楚明晰地表达计算成果。
3.2 总降压变电所位置的选取, 需要把电源进线方向列为考虑因素, 进行合理选择。主变压器台数和容量的确定, 需要参考土建和工艺方面专家的意见, 以全厂计算负荷为依据, 满足工厂将来扩建和备用的需要。
3.3 工厂总降压变电所主结线的设计和安装, 要确保其安全性和可靠性, 安装简单方便, 具有灵活性和经济性。此外, 还要充分考虑到将来维修的可操作性和方便性。
3.4 厂区高压配电系统的设计, 首先要满足技术条件, 还要考虑经济合理性, 根据厂内负荷的实际情况, 综合考虑各种因素, 如负荷布局、总降压变电所的位置等, 进而对厂区配电电压进行确定。可以制订出几种高压配电网布置方案, 从中选择最优方案。
3.5 为了对电气设备进行合理选择和校验, 对继电保护装置进行整定计算, 就需要进行短路电流的计算。短路电流的计算可以按照无限容量系统供电进行, 根据系统运行方式的不同, 利用相应的短路参数, 计算出各点的三相及两相短路电流。
3.6 改善功率因数装置设计
总降压变电所的功率因数可以通过计算负荷而获得, 为了达到供电部门要求的数值, 还要进行无功率的补偿, 其数值可以通过查表后计算得出。此外, 利用大型同步电动机, 也可以对功率因数进行改善, 其原理是大型同步电动机可以对励磁电流进行控制, 从而提供无功功率。
3.7 变电所高、低压侧设备选择。
变电所高、低压侧电器设备在选择时, 需要以短路电流计算数据、各回路计算负荷以及对应的额定值作为依据。初步选择后, 还要对其进行检验, 即热稳定和力稳定的检验。最终的设计结果, 通过总降压变电所主结线图, 设备材料表和投资概算加以展示。
3.8 工厂供配电系统的继电保护与自动装置设计
工频电气量参数会因电力系统的变化而发生改变, 如果发生短路故障, 就会引起这些参数也发生相应改变, 由此, 可以设计出继电保护装置, 如根据反应电流的增大和电压的降低进行过电流保护和低电压保护。
3.9 做好防雷工作
3.9.1 架空线路防雷措施
对于66KV及以上的架空线, 可以通过全线装设避雷线的方式进行防雷, 但是成本较高。对于10KV及以下的架空线路, 可以从提高线路本身的绝缘水平上入手, 进而线路的防雷水得以提高。一般情况下, 可以选用木横担、瓷横担或者是高一级的绝缘子。对于某些绝缘薄弱地点, 为提高其防雷水平, 可以加装避雷器。
3.9.2 变配电所防雷措施
变电所的防雷设备中, 避雷器是其中非常重要的设备, 因此, 对于避雷器的设计和安装, 需要更加注意, 必须确保避雷器装在被保护设备的电源侧, 并且与被保护设备并联。当发生雷电过电压时, 避雷器的火花间隙就被击穿, 或是由高阻变为低阻, 从而使过电压对大地放电, 保护设备的绝缘。
3.1 0 采取措施进行节电节能
首先, 充分利用电力无功补偿, 节约工厂用电的电能损耗, 提高电能利用效率。可以采用移相电容器和同步电机进行节电节能。移相电容器安装位置的选择上, 要以靠近用电设备的分厂、车间变电所低压母线侧为原则。此外, 要结合工厂的生产情况来选择合适的变压器, 变压器容量的确定, 要在满足使用的基础上, 注重其经济性, 避免不必要的浪费。
其次, 采用性能较好的变压器, 将性能较差的变压器留作备用。对于并列运行的变压器, 要考虑其组合的经济性, 此外, 变压器运行的经济性也是必须要考虑的因素。在确保工厂最大的负载的前提下, 尽量减少变压器数量, 以节约变压器维护的成本和电能的损耗。
再次, 在输电线路的施工设计中, 配电箱以及低压箱的输出线应尽量走直线, 另外要合理控制线路的供电半径, 并且根据供电半径调整输电线路的长度, 从而实现供电输电线路最优化。如果具有稳定的载流量, 输电线路较长, 在电网设计时, 可以采用增加导线截面的方式来降低损耗电能损耗, 虽然短时期内使成本提升, 却能带来长远的经济效益。
最后, 根据用电负荷的不同, 即常规设备用电与生产机器用电, 采取不同的线路进行分别供电。在导线截面和电线长度的选择上, 也必须根据工厂用电需求, 进行合理选择, 达到对输送电量进行控制, 安全可靠、节约用电的目的。
4 结束语
总之, 作为现代工业生产的能源和动力, 电能发挥着越来越重要的作用。合理地进行配电设计, 是保障工厂安全生产和创造企业效益的重要因素, 因此必须进一步完善供配电设计, 优化供配电系统, 从而提高电能的利用率, 节约能源, 在创造经济效益的同时创造更多的社会效益。
参考文献
[1]唐志平.供配电技术[M].北京:电子工业出版社, 2005.
[2]刘雪飞.浅析企业供配电系统的节能问题[J].科技传播, 2009 (03) .
工厂配电 篇5
关键词：供配电系统配合设计 食品工厂项目建设
中图分类号：F426.82 文献标识码：A 文章编号：1672-5336（2013）12-0040-03
1 引言
在食品工厂项目建设中，由于工程设计项目涉及面较广，既有土建项目及其配套设施设计，又有产品工艺设计。单从公用工程配合设计项目中，供电系统与给排水系统、蒸汽系统、制冷系统、压缩空气系统等一样都是工程设计的一个不可或缺的版块，它们之间相互渗透，协调配合。工艺向供配电、给排水、汽、冷、暖、风等提出工艺要求和有关数据，而各工程工种如工艺、冷、风、汽、暖等向供配电提供出用电资料，整个设计涉及专业工种很多，纵横交叉，所以，各工种间的相互配合是搞好食品工厂项目设计的关键。本文现以生产纯净水为例对食品工厂项目建设中供配电系统工程的配合设计方法进行探讨性的叙述，希望能为本企业的工厂设计及项目管理提供一些参考。为此我们需要对这些条件内容在进行工程的配合设计方法探讨前进行假设阐述：（1）假设日产纯净水240吨，即需配置一条24000瓶/小时灌装500毫升规格的PET线和与此相配套的吹瓶、水处理等工艺设备。（2）做工艺设计，完成产品方案提列及提供可行的生产工艺流程图方案参考。（3）根据工艺要求完成工艺及配套自动化设备选型，为供配电提资并做后期规划。需要特别注意的是：在供配电设计和规划中，要先理清思路，清晰地显示出各流程的输入、输出关系及逻辑关系，便于供配电系统设计工作的开展。
2 纯净水生产线供配电工程系统提资内容
产品方案、产能、生产工艺流程、设备规划等设计完成后，我们就可以进行给排水、电、汽、冷、气工程系统的提资，并按程序进行设计工作，这里重点阐述供配电的提资工作。（1）根据纯净水产品方案提供满足自动化用电设备详细情况及负荷状况。（2）根据纯净水产品生产工艺流程图，可将所采用的生产过程和设备负荷组合起来。（3）根据工艺设计要求，可以确定主要设备和非定型设备，并估算出电负荷需求和具体要求。（4）从工艺角度出发，向非工艺设计提出有关的各种数据（如生产车间的照明、风机等负荷进行计算）。
3 纯净水生产线供配电工程的配合设计方法探讨
食品工厂供电设计范围包括厂区供电外线、厂区变配电工程、车间内电器设备配置、厂区和室内照明等。食品工厂的用电性质属Ⅲ类负荷，一般采用单电源供电，并且配置适当容量的发电机组作为应急电源，防止意外发生。
3.1 照明负荷计算
在食品工厂设计中，一般采用估算法，其估算值应接近同类工厂实际用电值，因为照明负荷不超过全厂负荷的6%，即使有一定程度的误差，也不会对全厂负荷的计算结果产生根本性的影响。
照明设计必须要求准确的利用系数，考虑灯具的配光曲线及光输出比例，考虑室内六面的反射率，否则会有很大的偏差，影响利用系数的大小。
复杂的区域照明设计，需利用专业的照明设计软件，进行电脑模拟计算。
另外，照明设计很大部分需要有一定的经验。比如办公室照明照度150～300Lx，选择灯具功率15～25W/m2就说明这一点。
国家对食品工厂各工序最低照度（Lx）有相关要求，比如，一般仓库20～50Lx；车间100～180Lx；光源稳定不眩目，亮度分布均匀，灯具尽量选择节能型等。
3.2 食品车间负荷计算
食品生产车间设备的需要系数：（表1）
食品工厂用电负荷计算一般采用需要系数法求得车间计算负荷及工厂计算负荷。
纯净水车间动力用电计算：
根据工艺流程图和工艺设计要求，可以确定主要设备和非定型设备的装机功率。
P计=K需P装，KW
Q计=P计tgθ，Kvar
式中P计—最大计算有功负荷，KW
K需—用电设备的需要系数
P装—各用电设备装机容量之和，KW
Q计—最大计算无功负荷，Kvar
S—最大计算视在负荷，KVA
cosθ—功率因数，一般约为0.7～0.75
3.3 全厂用电计算
P=∑P计=∑K同（K需P装），KW
K同—全厂最大负荷同时系数为0.7～0.8，也可视工厂设备是否同时使用确定。
即统计出各工序装机功率容量后，先按需要系数求得计算负荷再按同时系数求得全厂计算负荷。
如：24000瓶/小时；500ml纯净水生产线用电设计的设备提资：
吹瓶机装机功率1122KW；吹瓶空压机1238KW；吹瓶机用冰水机236KW；纯净水RO水处理及灌装包装整线260KW；通风空调60KW；照明60KW；锅炉150KW；办公楼仓库等用电130KW；制冷机组135KW；泵等90KW。
按上列公式，求得：
P=∑P计=∑K同（K需P装）=0.8×（1122×0.5+1238×0.9+236×0.7+260×0.7+60×0.65+60×0.9+150×0.8+130×0.9+135×0.7+90×0.7）=0.8×2510=2008KW
由于食品工厂电力拖动大量采用异步感应电动机，功率因数小于0.82，远低于供电部门规定，国家二级企业功率因数在低压侧大于0.92的要求。为了提高功率因数，减少电能损失，增加设备出力，首先要求食品工厂提高电动机的负载率，其次使感应电机同步化。但仅靠这些方法远达不到要求，必须采用低压静电电容进行无功功率补偿，并在配电间集中补偿的方式进行。
nlc202309020429
Q=P（tgθ2-tgθ1）Kvar
式中Q—功率因数补偿所需容量，Kvar
P—全厂总有功功率（已考虑同时系数），KW
tgθ2—补偿前θ正切值，取cosθ=0.7～0.75（平均0.72）
tgθ1—补偿后θ正切值，取cosθ=0.92
按P=2008KW，可算出所需补偿容量为1084Kvar。
3.4 变压器容量选择
饮料工厂变压器的容量应满足全厂最高负荷的要求，在设计中可按下式计算：
PT=P÷cosθ÷η；
PT—变压器计算容量，KVA
P—全厂总有功功率（已考虑同时系数），KW
cosθ—功率因数，取0.92
η—变压器效率，取0.90
从前面的假设条件和计算结果，可知本文假设的食品工厂配电系统变压器容量为：
PT=2008÷0.92÷0.9=2425（KVA）
这里需要着重说明的是，工厂设计总的变压器容量2425KVA虽然已经计算出来，但变压器的选择方面就需要费点功夫。
纯净水工厂生产淡旺季随季节和销售市场的变化是比较明显的，旺季时满负荷运行，淡季时又几乎处于停产状态。另外，每台使用中的变压器每月都需要按每KVA向电力部门交纳规定的基础电费。淡季时，工厂可根据生产计划情况，规划电力需求，并在合适的安排下，报停暂时无需使用的变压器一段时间，节约电能和工厂运行费用。考虑到这些原因，工厂电力系统配置选择单台变压器运行显然是不合适的。但选择几台变压器，需要综合地、细致地考虑。选多了，电力设备一次性投入过大，不利于负荷分配，变压器能源消耗大，增加运行成本。
根据车间自动化设备选型，已经知道吹瓶系统有两套，纯净水整线一套，动力系统一套，照明系统一套。总的变压器容量2425KVA，可分做几套方案组合：
方案一：一台500KVA、一台2000KVA变压器组合；
方案二：一台500KVA、两台1000KVA变压器组合；
方案三：两台1250KVA变压器组合；
方案四：三台800KVA变压器组合；
最终的选择结果，现暂时不作回答，留给大家思考。
对于发电机组的选择，原则上是考虑应急使用，这里暂不做探讨。
4 结语
以纯净水生产为例，对食品工厂项目建设中给供配电系统工程的配合设计方法进行探讨性的叙述，这些内容仅仅是食品工厂项目建设中很小的也是非常重要的一个组成部分，从探讨性的叙述这一小块内容我们可以发现，各工种间的相互配合是搞好食品工厂项目设计的关键。
参考文献
[1]无锡轻工业大学 中国轻工业上海设计院编.食品工厂设计基础[M]，2002.
[2]姚锡禄.工厂供电[M].机械工业出版社，2002.
[3]鲍思泽.食品厂设计与安装[M].中国商业出版社，1994.
汽车工厂焊接车间供配电方案研究 篇6
随着我国汽车制造企业的迅速发展,汽车整车工厂的规模越来越大,制造工艺也越来越先进,四大工艺对供配电系统 的供电质量、供电可靠 性、系统运行 经济性提 出了更高 的要求。四大工艺中尤其以焊接工艺对配电要求特别高,供电质量差不仅会影响整车焊接质量,而且焊接车间的负荷特殊性又会对电网造成较大冲击,影响其他设备正常运行。此外,如焊接车 间的供配电系统设计不合理,将会造成企业投资增加、扩建困难、运行成本增加等。作为汽车企业的一名电气工程师,笔者曾经全程经历几个产能30万辆/年的汽车生产基地建设 项目以及多条40JPH焊接线建设工程的设计、施工、调试、达产全过程,积累了一些经验,下面就汽车工厂焊接车间供配电系统方案的规划设计及设计中应注意的问题谈一下个人的体会。
1焊接车间供电系统总容量规划
焊接作为汽车整车工厂生产的四大工艺之一,不同于其他三大工艺,刚性强,多品种车型的通用性差,产品每一次更新换代,都需要更新车间内大量的专用设备和生产工艺,对于市场需求旺盛的 产品,通常又会 对该产品 焊接线进 行产能提 升改造,增加焊机设备的安装容量。这样就可能会出现用电设备总安装容量大幅增加,导致供配电系统容量无法满足工艺用电要求。而一般供配电系统生命周期约为20年,甚至更长,如工程投入使用后不久就因用电设备的大量增加而需要扩容改造,将导致无谓的重复投资。但如果过度考虑用电设备的扩张,又可能造成工程投运后供配电系统负荷率长期过低的现象,其实亦是一种资源的浪费。因 此,在焊接车 间供配电 系统规划 建设时,应与工艺规划充分沟通,了解焊接车间的总体规模、运行模式及最大产能,供配电系统容量既要保证当时焊接生产线的用电需求,又要为将来的新产品焊接线和产能提升作适当预 留,但又不至于超容量设计导致企业投资增加。
例如某汽车工厂焊接车间建设规模为4条焊接主线(包括前车体、下车体、总拼、左侧围、右侧围),4条门盖线,2条调整线,每条焊接线生 产节拍均 为40JPH。因受调整 线的产能 牵制,该焊接车间的最大生产节拍也仅能达到80JPH,最大运行模式为任意2条焊接主线和任意2条门盖线同时生产,因此,对于供配电系统的容量 设计通常 只需考虑2条焊接主 线和2条门盖线工艺设备的用电量,并适当预留备用容量。
2焊接车间的负荷组成及特性
焊接车间的工艺设备负荷80%以上是焊机,主要包括悬挂式点焊机、凸焊机、CO2保护焊机、螺杆焊机、机器人焊机等,其中90%为悬挂式点 焊机,这类点焊 机容量通 常为150kVA、180kVA,单机容量大,且数量多,一般一条40JPH车身线配置200台左右,电压是单相380V,功率因数0.6,为电抗器感性负荷,工作时间50~200ms,是典型的非线性冲击性负荷,会产生大量的谐波及无功功率。
焊接车间其他负荷由包边机、输送设备 及其控制 系统,三坐标、打码机、涂胶机、机器人控制系统等工艺设 备及空调、风扇、照明等公用设备组成,这些设备极易受到电网质量的影响,而由于点焊机焊接时产生较大的电压波动和闪变,会对以上设备产生较大影响,小则停机、停线、影响设备寿命,大则误动 作造成事故。
3焊接车间的负荷计算
3.1点焊机暂载率(负荷持续率)的取值
焊接车间的负荷主 要是焊机,故主要进 行焊机的 负荷计算。焊接车间在进行负荷计算(变电所及干线)时,点焊机暂载率的取值是个焦点问题。根据焊接工艺,一般的薄板焊接约5~10个周波(0.1~0.2s),厚的板材约10~15个周波(0.2~0.3s),2次通电间隔约 为2s,相当于暂 载率在8% ~15% 之间。而点焊机的额定暂载率标称为50%,两者相差甚远,如果以额定暂载率进行负荷计算,得出的结果与实际负荷必然出现极大的偏差,导致变压器选择过大。因此计算时可根据各工程情况,暂载率取值在10%~15%之间。
3.2焊机类负荷需要系数的确定
在进行负荷计算时,对于焊机类设备 需要系数 的选择,目前主要依据《工业与民用配电设计手册》,点焊机需 要系数Kx取0.35。但是对于汽车工 厂的焊接 车间,不能盲目 应用该数据,还需要对生产工艺进行了解和分析。我们知道,焊接线的负荷大小就在于多少台焊机同时工作,其尖峰负荷也就是最大焊机工作数时的工作负荷。由于受到人员工作的熟练程度、前后工序的复杂程度、工 件在工位 之间的输 送方式等 因素的影响,同时投入工作的焊机数量是不确定的。根据工程实际运行经验,采用传统输送方式即工位间人工电动葫芦输送,焊机投入运行的数量在时间上分布相对均匀;而采用自行小车统一输送的方式,由于开始焊接的时间较为一致,焊接时间比较集中,焊机同时使用系数比较高,往往导致焊接的冲击电流很 大,就会造成焊接线负荷偏离平均值过大。因此,应根据输送方式的不同,考虑一定的负荷修正系数,得出焊接线的计算负荷,避免出现过负荷现象。
3.3柔性焊接生产线的负荷计算
对于多产品混线的柔性焊接生产线的负荷计算,不能单纯根据工艺提供的平面布置图及设备清单进行。应与工艺 沟通清楚,哪些为共用拼台焊机,哪些为单一产品的专用拼台焊机,因为专用拼台焊机只有生产某一产品时才投入使用。表1为某柔性焊接线焊机设备清单。
可见,该柔性焊接线的总焊机数量共282台,但实际上 投入运行的焊机最大数量为生产产品2时共183台,如果按282台焊机全部投入使用进行负荷计算,将会造成配电系统容量过大,而实际的生产负荷远小于计算负荷。这样不仅会带来巨大的投资浪费,而且加大了配电系统的损耗,增加了运行成本。
4变电所设计
4.1合理设置变电所
根据负荷计算结果选择变压器的容量与数量,为了便于控制,通常结合工艺规划的分区设置变电所。变电所均采用组合式变电所,以节省空间,变压器采用干式变压器,并设置变电所钢结构平台。
对于较易受到电网质量影响的设备,如焊接机器人控制电源、输送设备的PLC控制柜、三坐标设备、照明及公用设备,可考虑设置一台专用变压器,以避免焊机引起的电压波动和谐波干扰。
4.2变电所的选址
变电所选址是供配电设计是否合理的关键,如果低压母线或电缆供电半径过长,会导致线损严重,电压降过大,影响供电质量。为了减少低压线路的损耗及投资,应尽可能使变电所设置于负荷中心。焊接车间各工艺生产区域的连接是非常紧 密的,因此在变电所选址时,应结合焊接车间的生产线建设及 管理实际,与生产线相配合。变电所一般选择在摆放物料相对较少且工艺钢结构标高较低的生产线区域,如前车体或侧围线区域上方,这样既节省空间,又能达到节省投资和节能的目的。
4.3无功补偿投切
为了提高低压配电系统的功率因数,降低线损,增加变压器的负载能力,通常在配电变压器低压侧采用低压并联电容器装置进行无功集中补偿。
焊装车间的大部分 负荷由点 焊机组成,为单相380 V负荷,具有变化快、冲击强、不对称、谐波大的 特点。传统补 偿采用三相对称静态补偿 的方式(图1),即三相同 时投切,同时补偿,而焊机负荷需要补偿的无功功率不同,这样势必造成某 一相补偿量不足或某一相过补偿。此外,传统的补偿采用接触器投切补偿电容器,动作速度慢,而点焊机一般工作周期在50~200ms,当补偿控制器检测出要投切的电容器数量时,接触器还未来得及动作点焊机已结束工作,从而造成补偿装置投切不准确,达不到正常的补偿效果,影响产品的焊接质量。因此,焊接负荷的无功补偿必须采用分相动态补偿方式(图2)。分相动态补偿装置采用三相独立控制技术,可根据负荷无功功率变化进行分相检测、分相补偿、自 动投切,动态响应 时间≤20 ms。可采用自动循环投切方式,全工况下功率因数不低于0.95。适用于各种不对称冲击性负荷,尤其适合焊接负荷的快速补偿。
5焊接车间的配电设计
5.1母线布置
焊接车间配电方案一般采用干线式,干线采用 插接母线,母线设置在负荷中 心,一般可沿 生产线工 艺钢结构 的边梁敷设,这样既可以缩短设备配电的出线,避免电压降过大影 响焊接质量,又可以节省投资。对采用工艺吊架不合 理的地方,可跨柱或沿梁敷设,但应注意与结构协商预留吊 点。另外,母线布置应避开输送平台,并与压缩空气管道、动力管道统一汇总,避免相互干涉。
需要注意的是,容易受到电网质量影 响的设备,如焊接机器人、控制电源等,不能由焊接母线直接供电,焊接机器人所配的焊机可接至焊接母线。
5.2点焊机配电
点焊机为单相380V,应均匀分配到三相上,即接到AC、BC、CA相上,使各相的负荷尽量接近,达到三相平衡。
因点焊机为断续工作制,点焊机的额定容量不能直接用于保护电器和导线的选择,必须将其转换为负载持续率ε=100%时的有功功率,再进行相关计算。选择配电导线和电缆时,既要考虑导体载流量与保护电器的配合,也要考虑电焊设备断续工作制这一因素。因此,导线选择时既要满足导体允许持续载流量大于低压断路器的额定电流,又要满足导体允许断续载流量不小于用电设备在额定负载持续率下的额定电流。
5.3输送线设备配电
焊接车间输送系统的主要设备包括自 行小车、积放 链、滑撬、自动吊具等,焊接车间输送系统大部分负荷由许多小电 机组成,一般按工艺分区控制。常出现的问题是工艺所提用电需求为每个分区的总容量,即把所有电机容量简单相加,通常还乘以一个1.2~1.4的(预留)系数,而实际上输送系统的很 多电机是不同时使用的,导致实际运行电流比设计容量小很 多。根据工程项目的实际运行数据,某焊接线工艺所提出的自行小车PLC输送控制柜的容量为250A,但实际运行最大电流不超过50A,平均电流则更小,出现“大马拉小车”的现象,显然,这种负荷计算方式是不合理的。因此,输送系统的配电设计应根据各工程情况考虑输送设备的同时系数。
6照明设计
6.1灯具选型
焊接车间厂房属于高大工业厂房,无特殊要 求时,应优先选用金属卤化物灯为代表的高强度放电灯,因为金属卤化物灯具有光效高、显色性好、寿 命长等特 点,适用于大 面积场所 照明。焊接车间厂房一般为10~12m的单层厂房,常采用250W、400 W2种光源。焊接生产线对照明的要求比较高,一般照度为300~500lx,而生产线工艺钢结构一般在5m高左右,考虑到踏台高度,一般净空为3~4m。因此,工位照明可采用高效节能型荧光灯,如T5、T8型荧光灯。生 产时焊接 线工艺钢 结构有振动,曾发生过灯管掉落事故,故应考虑选用带防护罩 的灯具。
6.2灯具布置
焊接车间生产线布置较紧凑,因此厂房布灯时宜采用厂房一般照明与通道照明、生产线照明相结合的混合照明方 式,厂房的一般照明按通道布置。
6.3照明控制
为了便于车间管理及节能,应按工段或生产线工艺流程进行照明分区控制,在每条焊接线区域设置一台照明总配 电箱,前车体、下车体、总拼、左侧围、右侧围分别设置1~2台照明控制箱,每个开关控制一个工位的照明灯,控制箱要设置在 便于工作人员操作的通道上。
7结语
以上内容均为个人参与多个焊接车间建设项 目后对焊 接车间供配电系统方案设计的一些经验总结,希望能为同行提供借鉴。
摘要：分析了汽车工厂焊接车间用电负荷的特性及焊接工艺特点,结合工程实际情况,对汽车工厂焊接车间的供配电方案进行研究,为合理设计焊接车间的供配电系统提供依据。
论工厂供配电系统的方案比选 篇7
1 工厂供配电系统设计的基本原则和要求
1) 应能保证生产, 并满足用电设备对供电可靠性和电能质量的要求。2) 结线方式应力求简单灵活、操作安全、维护方便, 并能适应负荷的变化和系统的发展。同一电压的正常配电级数不宜多于二级。3) 节省投资, 降低运行费用, 减少有色金属消耗量。4) 制定供配电系统方案时, 应充分考虑因生产发展而引起的负荷发展, 并考虑分期建设的过渡计划。对电源的供电能力、变配电所建筑面积、进出线开关数量等, 都要预留必要的发展余地。
2 工厂供配电系统设计方案的比选
2.1 技术比较
对工厂供配电系统设计而言, 技术比较的内容包括:1) 供电的可靠性;2) 供电的数量与质量;3) 在运行调度、操作、管理、维护等方面的优劣;4) 在占地、施工、工期与进度、扩建与发展等方面的考虑;5) 在节能节电方面之利弊;6) 工程的特点及其他突出的优缺点。
2.2 经济比较
经济比较的内容有:
1) 初投资Z (万元) , 它包括电气、土建及其他因方案不同而引起的一切费用。计算时, 各方案相同部分可不予考虑, 只计算不同部分的初投资, 因此Z是相对数值。
2) 年运行费F (万元/年) , 它包括折旧费Fa, 维修费Fb, 工人工资Fc, 年基本价费Fd, 年电能损耗费Fe等, 即:
其中, Fa=基建投资×折旧费率;Fb=基建投资×维修费率;Fc=工人人数×平均月工资+福利、物价、浮动等各项津贴×12×1.1;Fd=12×基本电价B1×受电源变压器总容量Se或供电局批准的最大需用量Pmax;Fe=年电能损耗ΔA×电度电价B2。
其中, 年电能损耗ΔA的计算公式如下:
其中, ΔAx为三相线路的有功电能损耗;ΔPx为三相线路的有功功率损耗, kW, 由线路的计算电流Ij及线路一相导线的交流电阻R求出:ΔPx=3 Ij2·R×10-3;ΔAB为电力变压器的有功功率损耗, kW, 由变压器的空载有功损耗ΔPx、短路有功损耗ΔPd和负功率Sj/Se求出:ΔPB=ΔPk+ΔPd (Sj/Se) 2;τ为最大年损耗小时;t为变压器全年投入运行小时数, 可取8 760 h;B1, B2分别为基本电价和电度电价, 元/度。
3) 折回年限N:如果提出的两个可行方案, 其初投资分别为Z1, Z2, 且有Z1>Z2, 其年运行费为F1, F2。若F1>F2, 则方案二更优, 应采用第二方案。若F1<F2, 则就有必要计算折回年限N来比较这两个方案了, 也就是说第一方案多用的投资可以由年运行费的节省所偿还。如果折回投资的年限不长, 则是合算的。因为在以后的年度里, 第一方案有更好的经济性。国家根据基本建设的总任务和各项经济政策, 通过有关的文件或规程规定出不同建设项目的基准折回年限N0;通常要求收益快的, 取N0=3年～5年, 经济收益慢的, 取N0=5年～7年。于是, 对所讨论的两个方案进行经济比选的结果及选择情况为:
4) 计算费用Fj。
对于两个以上的方案进行经济比较时, 可用比较各方案的计算费用Fj的方法来判断方案的优劣。设有N个方案, 则有:
计算费用最小的方案就是经济性最优的方案, 因此, 应采用Fj=min的方案。
2.3 原材料消耗的比较
对供配电系统而言, 主要是比较有色金属的消耗量, 包括变压器与线路两个部分。
为了便于比较, 在计算有色金属消耗量时, 可将有色金属统一换成铜重, 其变换比为1 t铝相当于0.5 t铜, 1 t铅相当于0.4 t铜。
3 工程实例
某工厂预设计了两套供配电方案, 其计算负荷为:有功消耗功率为496.31 kW, 无功消耗功率为208.92 kW, 功率因数为0.9, 负荷级别为二级, 最大负荷小时数为4 000 h。初步规划是由距其2.5 km的一处变电站接回一路10 kV架空线路来供电。根据第三部分的阐述, 进行了两套设计方案的经济比较, 见表1。从表1可以看出, 第一方案的基建投资和运行费用均低于第二方案, 因此选用第一方案。
4 结语
工厂供配电系统设计中通常有多个可行方案, 需要通过方案比选来选择或确定一个最佳方案, 而方案比选必须建立在工厂供配电系统满足最基本的原则和要求的基础之上。
因此, 本文基于这一思路, 首先阐述了供配电系统设计的最基本要求, 然后结合一工程实例, 从技术、经济和原材料消耗三个方面阐述了怎样设计出最优的供配电系统, 可供技术人员参考借鉴。
摘要：针对工厂供配电系统设计方案比选的重要性, 首先阐述了工厂供配电系统设计的基本原则和要求, 然后结合一工程实例, 从技术、经济和原材料消耗三个方面阐述了怎样选择最优的供配电系统设计方案。
关键词：供配电,变电站,负荷计算,技术
参考文献
[1]李友文.工厂供电[M].第2版.北京:化学工业出版社, 2006.
[2]王艳华.工业企业供电[M].北京:中国电力出版社, 2006.
[3]刘从爱, 徐中立.电力工程[M].北京:机械工业出版社, 1992.
工厂变配电系统的防雷与接地研究 篇8
1 工厂变配电系统所在的厂房防雷接地技术要点分析
因为工厂变配电系统处于厂房之内, 所以其防雷性能的高低主要取决于厂房自身的防雷性能, 因此对工厂变配电系统进行防雷接地时, 首先就需要对其所在厂房进行防雷接地工作的开展。这就需要严格按照有关标准加强对厂房及其内部的电子电器设备在防雷接地时的等电位连接, 且严禁采取独立接地的方式, 通过等电位连接, 能有效的把厂房内的人工和自然接地体以及室内的电气设备装置外露可导电的金属部分进行可靠连接。在出现雷电情况下, 会导致雷电电流较大, 雷电电流经过的地方形成的对地电压较高而最终形成过电压, 这就会导致电子电器设备以及人员由于处于大地电位而出现旁侧闪烁的情况, 最终引发人员和设备触电事故。所以只有采取等电位连接的方式对工厂变配电系统的厂房进行防雷接地。在具体的防雷接地工作中, 我们还应紧密结合厂房的防雷需要, 结合厂房所在地的地质条件、气象条件和环境等因素, 针对性的对防雷装置进行确定, 并确保其安装方案的经济性和合理性, 最终确保其具有良好的防雷接地效果。常见的厂房建筑防雷接地主要是利用厂房自身的建筑结构与降雷网之间进行有机的结合, 在厂房建筑物的地下埋设钢筋砼基础结构, 并将其作为接地体, 并在房屋顶部安装网状接闪器和避雷带, 再到厂房的梁柱和楼板以及周边墙体的主钢筋作为其引下线, 最后把网状接闪器和接地体钢筋网络以及引下线进行电气连接之后形成避雷器。此外, 还需要在厂房的楼板和梁柱钢筋均预留一定的接头, 从而更好地便于与室外地线之间的连接, 从而更好地对电气设备进行接地。
2 工厂变配电系统的线路进行防雷接地的设计技术要点分析
在对厂房作为防雷接地设计工作的同时, 还应对工厂变配电系统的线路进行防雷接地, 因为这一工作的开展也将会对整个系统的防雷接地效果带来影响。一般而言, 厂房的防雷接地系统中包含了避雷带和避雷针以及避雷网的引线下以及接地网络组成, 所以为了预防由于厂房遭受雷击而出现安全事故, 在对厂房进行防雷接地设计的基础上, 还应在其系统线路中加强防雷接地设计。这主要是因为外部的防雷系统难以排除系统线路遭受来自雷电波和感应雷的影响, 所以需要加强对系统线路的防雷接地设计。在对工厂变配电系统线路进行防雷接地设计时, 应紧密结合线路负荷特点、电压等级、整个工厂变配电系统的运行方式和所在地的雷电活动特点, 切实加强对其经济性和技术性的综合论证, 确保所采取的防雷方式科学而又合理, 从而更好地对系统线路进行防雷。为了满足工厂生产的需要, 应在变电站电源的进线端设置一定距离的避雷线, 在雷电活动较为强烈的区域内, 其所有架空线路均需要设置相应的避雷线和避雷装置。在工厂变配电系统的线路中, 应在其终端处进行阀式避雷器的安装, 再将其与电缆终端的金属屏蔽端和避雷器以及铠装等连接在接地装置上, 能有效的促进其电气性能的提升。而在对低压配电线路进行防雷时, 还应在变压器的低压侧出口处进行低压避雷装置以及跌落式熔断器的安装, 并对变压器低压侧进行接地处理, 同时分支线的终端和干线终端均需要进行重复接地, 若线路较长且需要重复接地时, 其接地处至少需要三处, 同时所采用的防雷接地装置接地的电阻必须在4Ω以内, 而重复接地装置接地的电阻则应在10Ω之内。而对于中性点接地低压配电系统, 则应在电源处对其进行接地。此外, 为了有效的预防雷电波顺着线路进入工厂变配电系统之中, 还应对进户线内的绝缘子的铁角进行接地处理, 且其接地电阻应在30Ω之内, 从而更好地确保其防雷接地的科学性。
3 工厂变配电系统的室内设备进行防雷接地的设计技术要点分析
在工厂变配电系统中, 室内设备的防雷接地也是重点所在。所以为了做好这一工作, 就需要考虑到感应雷与闪电电流和闪电高频电磁场生产的过电压以及过电流给室内设备带来的危害。尽可能地预防雷电波的侵入以及反击给室内设备带来的危害, 所以在工厂变配电系统中对室内进行防雷接地时, 就需要在其电源进线端做好防雷接地工作, 并在机房和设备端口做好避雷器的安装, 并将其外壳和金属屏以及底座槽钢等连用螺栓进行可靠的连接和焊接, 从而确保其良好的电气连接, 最终与室外的接地网可靠连接, 从而有效的确保室内设备的防雷接地效果。
4 结束语
综上所述, 为了确保工厂生产任务得以高效的实施, 我们必须切实强化厂房、线路和设备的防雷接地设计, 才能更好地确保整个工厂变配电系统安全高效的运行。
参考文献
工厂供配电系统无功补偿的分析 篇9
一、工厂供配电系统无功补偿的目的和意义
工厂供配电系统的无功补偿, 主要作用是能够提高供配电系统的功率因数, 从而以更小的能耗完成生产任务。优秀的供配电系统的无功补偿系统设计, 对工厂的日常生产和发展有如下益处。
1) 减少工程电费支出。工厂在日常生产中, 电费在生产成本中占比较大的部分, 如果想要提高生产利润, 就必须最大化降低供电成本, 以实现缩减生产成本的目的。供电公司销售的电能, 是以功率作为单位计算的, 工厂在生产使用和消耗电能时, 电能做工却分为有用功率和无用功率两部分, 如果生产中无用功率较大, 必然会导致生产中消耗电能增大, 提高工厂的生产成本, 降低利润。通过为供配电系统设计无功补偿, 则能够有效的降低无功功率做功消耗的电能, 提升供配电系统的功率因数, 以更少的电能完成更多的生产任务, 实现节约电能, 提高利润的目的。
2) 改善电压质量。工厂无功功率的增加, 会直接导致工厂电压损失加大。而电压损失加大, 无疑会影响工厂设备的供电稳定性和设备的正常运行。供配电系统采用无功补偿, 能够有效的提高功率因数, 改善供配电系统的电压质量, 稳定负载电压, 提高供电电压稳定性和设备运行稳定性, 确保设备安全和产品质量。
3) 降低选择变压器的额定容量。采用无功补偿后, 工厂在生产中变压器的视在功率能够有效降低。这意味着工厂在选择变压器时, 可以选择小容量变压器即能够满足生产需求。小容量变压器不仅成本投资小, 而且其能耗也更低, 能够有效降低工厂的生产总成本, 提高利润。
4) 减少电能损失。无用功率的增加, 意味着工厂在生产时要耗费更多的电能才能完成生产任务, 这无疑加大了工厂的电能损失。除此之外, 供电系统线路的功率损耗也会随着无用功的增加而加大, 导致工厂电能损失加重。采用无功补偿, 能够降低变压器绕组中的电流, 有效减少供电线路的电能损耗, 减少工程生产中的电能损失。
二、工厂供配电系统无功补偿的方式及比较
工厂供配电系统的无功补偿方式有很多, 不同的无功补偿方式, 适用于不同生产规模的工厂, 其投资和补偿效果也有明显区别。在构建工厂供配电系统的无功补偿时, 要对不同的无功补偿方式的优缺点了然于心, 并根据工厂的规模和实际生产需要, 合理的选择补偿方式, 以提高工厂供配电系统无功补偿的经济性和适用性。
(一) 高压集中补偿
高压集中补偿是指将高压电容器组集中装设在工厂变配电所的6~10kv母线上, 这种补偿方式只能补偿6~10kv母线前所有线路的无功功率。高压集中补偿虽然能够对工厂生产无用功率进行补偿, 但却补偿效果较差。但由于高压集中补偿施工简单、投资小、便于集中维护, 因此这种补偿方式在很多大中型工厂中仍然有着比较广泛的应用。
(二) 低压集中补偿
低压集中补偿就是将无功补偿设备用于工厂供配电系统的低压母线上, 以无功补偿投切装置作为控制保护装置, 控制电容器投切。但电容器投切是整组进行的, 因此无法实现对低压用电系统平滑的无功补偿调节。低压集中补偿在工厂供配电系统无功补偿中应用也比较广泛, 这种补偿方式有着接线清晰明了, 运行维护工作量小, 明显提高配变利用率等作用, 该方法还能够有效降低电能损耗, 经济性较高。
(三) 分散就地补偿
分散就地补偿也叫做单台电机就地补偿, 这种无功补偿是针对工厂生产体系中耗电量巨大的设备单独补偿的一种无功补偿方式。分散补偿装置是将补偿装置安装在需要进行无功补偿的个别容量较大且负荷较平稳的用电设备旁边。补偿装置一般与用电设备同时投入运行和断开。该补偿方式能够补偿安装部位以前所有的高低压线路及变压器的无功功率, 能最恰当地降低系统的损耗和维持系统的电压水平, 因此补偿效果最好。但分散就地补偿需要根据实际情况选择使用, 不能取代高压集中补偿和低压集中补偿。而且分散就地补偿不适用于大容量电力的电子装置, 因为大容量供电装置会产生高次谐波, 采用分散就地补偿会加大谐波次数, 影响供电质量, 并对附近电子设备带来巨大影响。对于电动机频繁启动和正反转轮换的设备, 也不宜采用这种补偿方式, 以免产生不必要的能耗。最后, 就地补偿还要使用专用电力电容器, 不能采用普通电力电容器, 这无疑会加大投资额度, 经济性较差。
三、工厂供配电系统无功补偿装置的选择
(一) 常规补偿装置的选择
工厂生产中供配电系统常用的无功补偿装置是由电容器组、电容器支路保护、投切开关和自动补偿装置组成的, 这种能够实现分组自动投切的补偿装置在使用中必须避免电容组的频繁开合, 以提高电容的使用寿命, 降低保养和维护的工作量。因此, 在选择常规补偿装置时, 应该先投入先切除, 采用轮换循环投切使用的原则, 实现对常规补偿装置的有效保护, 提高其使用寿命, 降低投资和保养维护成本。
(二) 串联电抗器
由于现在工厂中多有波动性、冲击性负荷, 这些设备运行时会产生大量谐波, 引起电网电压波动、闪变及三相不平衡, 影响用电设备的安全运行。虽然电容器本身具备一定的抗谐波能力, 但同时也有放大谐波的副作用。谐波含量过大时, 会对电容器的寿命产生影响, 甚至造成电容器的过早损坏, 由于电容器对谐波的放大作用, 将使系统的谐波干扰更严重, 因而在有较大谐波干扰时, 需要补偿无功功率的地点考虑增加滤波装置。
综上所述, 随着我国社会的进步和经济的发展, 工厂供配电系统无功补偿已经受到各领域的高度重视。工厂供配电系统无功补偿, 是实现工厂节能降耗的有效措施, 有助于工厂生产效率的提高和实现可持续发展。在工厂供配电系统无功补偿的选择和设计时, 一定要综合考虑工厂的生产规模及生产设备特点, 科学、合理的设计无功补偿方式, 在降低无功补偿资金投入量和维护保养工作量的同时, 降低工厂生产的能耗, 提高经济效益。
参考文献
[1]薛超.针对功率因数对工厂供配电系统电能质量的影响分析[J].建筑工程技术与设计, 2014 (21) .
工厂配电 篇10
【关键词】工厂供电 中性点 方式
大型企业具有电力负荷密度大、供电可靠性要求高、供配电线路以电力电缆为主等特点。大型企业35/6kV配电网，其系统中性点以前主要采用的是中性点不接地的运行方式，这对过去以架空线路为主的配电网是适宜的，但是近年来随着电网的快速发展，电网逐渐发展为以电缆线路为主，电缆的长度不断增加，使得电网的接地电容电流水平不断提高；另一方面，氧化锌避雷器和结构紧凑的进口全封闭组合电器也得到广泛应用。在这种形势下，原有的中性点不接地运行方式已不能适应。同时随着BZT技术和短时停电再启动技术的应用，为电阻接地方式的应用创造了很好的条件。
一、中性点不接地系统存在的问题
（一）中性点不接地电网发生单相接地时，系统内部过电压水平高（可达到3.5～4.0倍相电压），持续时间长，而电缆和一些全封闭组合电气绝缘水平低。某些进口设备绝缘水平低于我国同电压等级设备的绝缘水平。以40.5kV真空断路器为例，进口设备工频交流试验标准是70kV，而我国同电压等级设备工频交流试验标准是95kV。而这些进口设备一旦击穿很难修复，因而不宜带单相接地故障继续运行。
（二）单相接地时，避雷器长时间在工频过电压下运行易发生损坏甚至爆炸。目前，采用提高氧化锌避雷器运行电压的方法来避免爆炸事故发生，但这并不经济，因而这种接地方式不利于无间隙氧化锌避雷器的推广应用。
（三）电缆的大量使用，已经不宜采用中性点不接地系统来保证供电的连续性。在这种中性点不接地系统中，当配电网电压发生突变、变压器高压线圈发生接地、系统发生接地或弧光接地故障时，都可能在系统中引发过电压。对于空载励磁特性较差的电压互感器，在过电压作用下，因励磁电流的剧增，会导致高压熔断器频繁熔断，甚至造成电压互感器烧毁，如果处理不当，或保护配置不周全，此类异常状况有可扩大为全厂性事故。
二、中性点经消弧线圈接地系统存在的主要问题
（一）如果消弧线圈调整不当，在系统正常运行时，可能会在中性点产生较高的谐振过电压，并直接影响系统的安全运行。
当消弧电感感抗和系统对地容抗相近，使补偿度很小时，系统中性点在正常运行时可能会出现相当高的过电压，超过运行电气设备的正常绝缘水平。
（二）准确检测出接地故障线路较困难，目前虽有不少微机型的高灵敏度接地保护装置，但实用情况均不够理想。
（三）虽然现在有自动跟踪、自动调谐的智能型消弧线圈，但当系统发生单相接地时，消弧线圈不再调整，若接地检测装置不能检测出故障线路，还必须依靠拉合有关线路查找故障点。对于出线回路数多、母线结线复杂的配电网，查找故障的时间可能很长，在查找过程中会出现过补偿或欠补偿超过允许值的情况，致使这将会使再多次发生弧光复燃，出现过电压，将有可能使相邻敷设的电力电缆被破坏，致使事故范围扩大。
三、大型企业配电网中性点经电阻接地方式的可行性
（一）中性点电阻接地方式有效地解决了单相接地过电压问题
有关资料表明，当电阻电流与故障点的电容电流相近或略大于电容电流，可以有效抑制弧光接地过电压幅值，并对继电保护有利。
（二）供电可靠性
采用电阻接地后，当发生单相接地故障时线路要立即跳闸，不能保证用户的连续供电。但石化系统的配电网，不是过去的单电源的辐射系统或树形系统，而是双电源供电系统。因此，在这种情况下，提高供电可靠性就不再单靠要求带单相接地故障运行几个小时来保证，而是靠BZT装置和短时停电再启动技术来保证。
BZT装置是保证系统可靠性的重要技术手段，石化系统的配电网中几乎百分之百使用，起到了很好效果。同时，在发电厂中广泛应用的保证工厂用电连续性的“智能型快速切换装置”可以在石化系统的配电网中应用，这样可以较好地提高企业供电系统的可靠性。
短时停电再启动技术在系统的配电网中应用广泛，较好地保证了石化装置的安全连续运行。
另外，根据电缆配电网的运行经验，单相接地引发相间短路事故较多。当发生单相接地故障时很容易引发电缆内部相间短路。由于电缆故障多为永久性故障，故障后应尽快切除，不宜长期单相接地运行。所以，从这点出发，也是以采用电阻接地方式为好。
七十年代年末到八十年代中，我国先后从国外引进四套大型合成氨装置，均采用电阻接地方式。十五期间，我国先后引进和投用了上海赛科、广东惠州特大型乙烯装置，也均采用电阻接地方式。
根据工艺的特点，如果特大型乙烯装置采用电阻接地方式，其供电可靠性能满足要求的话，在炼油装置也应该没有问题。在特大型的炼油企业，采用电阻接地方式，加上BZT和短时停电再启动技术满足了工艺的要求。
参考文献：
[1]孙永发，工厂供电区高压配电的经济性和技术性分析[J].湖北民族学院学报（自然科学版），2003年2期.
[2]齐东梅，因特网和内联网技术在工厂供电方面的应用[J].科技情报开发与经济， 2005年18期.
工厂配电 篇11
关键词：工厂供配电,电力调度,SCADA系统
1 引言
工厂的供配电系统是工厂能源的分配系统, 其主要功能是把来自电网公司的电能通过降压处理之后, 再将其合理分配至各个生产车间等部门, 因而是电力系统的重要组成部分。当前, 不少大型的工厂由于用电量巨大, 已经拥有或正在筹建自备电厂实现企业供电的自给自足, 因此综自系统的设计和部署是当前不少企业重点建设的项目。而综自系统中的数据采集与监视控制系统 (SCADA) 能够协助电力调度管理部门实时查看电网当前状态, 并结合工厂用电实际进行配电网设备的设置与调整, 从而保证车间和生产现场的安全可靠供电。一旦有电力事故或者障碍发生, SCADA系统还能第一时间获取设备各类数据信息, 并依照事故预案及时对事故进行处理, 并保留处理数据供日后分析, 从而使工厂生产部门的供电可靠性极大提升, 停电时间尽量缩短。SCADA系统是以计算机为基础的DCS与电力自动化监控系统, 本文结合工厂生产实际, 在分析电气自动化监控系统以实时监控功能的基础上, 为其设计供配电调度SCADA系统, 本文的成果有利于提升工厂电网的可靠性, 实现生产安全。
2 系统需求分析
一般中型工厂的电源进线电压是6-10kV, 而一些大型工厂则拥有66KV的设备以及380V进线等, 通过SCADA实现供配电的监控与管理。系统所需达到的目标包括:
(1) 能够监控和管理全厂所有电压等级的设备和进线, 能够对设备进行远端操作, 对馈线开关能够实现遥控功能, 包括推进、拉出等; (2) 能够对工厂电力主变实现远程有载电压调节; (3) 引入综合保护器进行保护, 支持通用的数据通讯接口, 实现数据的传输和下载; (4) 能够管理电气智能设备, 与之通过统一配置的接口进行数据集传输, 实现数据的读取和上传; (5) 能够实现对智能配电装置的管理, 如无功补偿器、UPS不间断电源等, 与之通过统一配置的接口进行数据集传输; (6) 能够与工厂供配电的在线监测装置进行通讯, 包括气温气压监测、变压器油温监测等。
3 SCADA系统的设计
3.1 体系结构的选择
本系统是基于J2EE框架进行开发和实现的, 其优势包括: (1) 成功分离了网页内容的产生与网页内容的显示, 在JSP标准的支持之下, 网络页面的制作者能够通过超文本传输协议与XML来对所制作的最终网页进行设计。 (2) 支持重用群组件, 在JSP环境中所开发的各类页面, 都具备可重用的属性, 而且还支持系统的跨平台开发, 这样的属性就很容易实现信息系统所要求的一些复杂程度较高的各类处理。由于将组件作为开发的最小模块进行操作, 系统的开发过程被加速。 (3) 引入标识, 对网页的制作过程进行简化, JSP环境把一些常用的功能都进行了封装, 这些功能所支持的, 都是进行动态内容制作的时候必须的, 从而使开发的应用系统的扩展性更强。
3.2 系统框架结构设计与执行流程
为实现对工厂配电系统设备与装置的模拟量、信号量、遥测量、遥调量的监控和操作, 在系统框架设计中, 引入了分层化的设计模式, 分层的具体依据是结合信息系统的具体功能来划分的, 对于不一样的操作与不一样的处理, 将其分配到不一样的层次中来处理, 在信息系统具体的开发过程中, 为了使层次之间能够彼此保持更大程度的独立性, 不同的层次与层次间, 仅仅以接口来进行通信, 凡属于下一级的层次, 均具备为了满足上层调用而设置的接口。系统架构中不同层次 (数据层、中间件层、应用层) 的功能设计阐述如下:
在系统的数据层, 通过RTU进行数据信息的采集, 这些信息包括工厂配电系统设备与装置的表计、传感器、控制器等。如果发现其中的告警信息, 数据层会优先将其传递给告警功能模块。数据封装的方法有两种, 一是能够被以静态模式进行绑定, 二是可以在UDDI被发现, 再直接实现对其的调用, 有时候也可以通过编排到系统的组合服务而实现。
在系统的中间件层, 主要实现工厂配电网络的告警信息、实时查询、遥测遥控等功能。中间件层的设计也是信息平台的核心部分。业务层的设计决定了一个信息系统是否具备健壮性、灵活性。通过实时监控各类变量是否超过了阈值来判定是否产生告警信息, 通过SOAP协议获取SCADA中所需的数据信息。同时, 接收来自用户的操作信息, 并将其翻译成控制指令, 实现设备的遥测和遥控。
在系统的应用层, 通过图形界面向用户表示被监控的电器设备, 下图所示为系统工作流程。
图中, SCADA系统通过RTU实现实时数据的采集, 并存储于系统数据库, 通过图形界面的模式向用户展示工厂全部被监控的配电设备, 当其他模块调用时, 以矢量图形的格式返回给请求者, 图形显示模块会周期性地读取系统数据, 并实时监测告警信息。
4 结束语
本文所涉及的系统具有比较强的适应性, 可以应用于拥有自备电厂的大型企业, 系统运行状态非常稳定, 能够充分满足生产车间的电力供应与管理需要, 同时SCADA还可以通过工厂内部的以太网实现与办公自动化系统以及安全管理系统等连接, 实现远程的调用与管理, 有助于提升企业的经济效益和社会效益, 具有比较好的理论价值与实践意义
参考文献
[1]崔政斌.用电技术[M].北京:化学工业出版社.安全科学与工程出版中心, 2012.
[2]林永军, 施玉杰配电网自动化实用技术[M]北京:中国水利水电出版社2012.12~14