工廠的供配電系統是工廠正常運轉的基礎設施，因此，系統的設計至關重要，把握相應的設計原則，本文主要研究工廠供配電系統設計要點。

　　《云南電力技術》是由云南電網公司與云南省電機工程學會主辦，云南電力試驗研究院承辦，國內外公開發行，與國內同類期刊進行交換的綜合性技術刊物，主要刊登省內外電力生產、基建、科研、設計的先進經驗和成果為主，輔以理論性探討，事故分析、反事故技術措施、科技信息等。

　　工廠的供配電系統，其是由廠內的降壓變電所、車間變電所、用電設備、高壓配電線路、低壓配電線路組成。供配電系統主要是對電力系統中的電能進行降壓，再分配電能至工廠的各個生產車間。在設計工廠的供配電系統、總降壓變電所時，需要根據各個廠房、車間的負荷數量與性質，考慮工廠的生產工藝對于負荷的實際要求、以及負荷的布局，解決對廠內各個部門、生產線的安全可靠、技術經濟的電能分配問題。本文首先說明了工廠供配電系統的設計原則，然后從負荷計算、變壓器選擇、主接線設計、線路敷設等六方面詳細探討了工廠供配電系統設計中的要點。

　　一、工廠供配電系統的設計原則

　　(一)國家政策的執行

　　在進行工業供配電系統的設計時，必須嚴格遵守國家相關標準、規定，堅決執行低能減排、節約稀有金屬等國家方針與技術經濟政策。

　　(二)先進性與安全性

　　供配電系統的設計，應把人身安全與設備安全放在首位，在此基礎上確保供配電的電能質量合格，同時還應保證供電設備技術的先進、價格的合理、采用效率高、能耗低等。

　　(三)設計方案的合理性

　　供配電系統的設計，應根據工廠的性質，實際所需的負荷性質、電能容量，以及當地的供電條件等因素進行分析，合理規劃設計方案。供配電系統的設計關系著工廠的生產運作，也將影響到工廠的可持續發展。工廠電力系統的工作人員，必須充分掌握供配電設計的相關知識，以便適應設計需要。

　　(四)可持續發展原則

　　設計應根據工廠的性質、規模及未來發展的規劃進行編制，在妥善處理近期的建設問題后，應充分考慮其與長期發展的關系，分析日后規模擴建的可能性，從全局出發，做到統籌兼顧。

　　二、工廠供配電系統設計的要點

　　(一)工廠負荷的計算

　　計算負荷是確定供電系統、選擇變壓器容量、電氣設備、導線截面和儀表量程的依據，也是整定繼電保護的重要依據。計算負荷確定的是否正確，直接影響到電器和導線的選擇是否經濟合理。正確進行負荷計算是供電設計的前提，也是實現供電系統安全、經濟運行的必要手段。負荷計算的方法主要有幾下幾種：

　　1、需要系數法

　　用設備功率乘以需要系數，直接求出計算負荷。這種方法比較簡便，應用廣泛，尤其適用于配變電所的負荷計算。

　　2、利用系數法

　　采用利用系數求出最大負荷班的平均負荷，再考慮設備臺屬和功率差異的影響，乘以與有效臺數有關的最大系數的計算負荷。這種方法的理論根據是概率論和數理統計，因而計算結果比較接近實際，但因利用系數的實測與統計較困難，在電氣設計中一般不用。

　　3、二項式法

　　在設備組容量之和的基礎上，考慮若干容量最大設備的影響，采用經驗系數進行加權求和法計算負荷。

　　4、負荷密度法

　　當已知某建筑面積負荷密度ρ時，某建筑的平均負荷可按下式計算：

　　Pav =ρ·A(kW)��

　　式中：ρ——負荷密度(kW/m2)��

　　A——某建筑面積(m2)��

　　在建筑方案設計階段，可采用建筑面積負荷密度法進行負荷估算。在建筑施工階段設計時，可采用需要系數法進行復核。

　　(二)變壓器的選擇

　　在供電設計中，變壓器的容量一般是根據用電設備的計算負載，并考慮適當的裕度來確定的。實踐證明，要精確的確定計算負荷是很困難的。不管采用哪種計算方法，所得結果均比實際負載偏高。因而，變壓器負載率很低，造成了很大的損失和浪費。同時，由于選擇變壓器容量偏大，致使開關設備、無功補償裝置及導線等容量也相應增大，加大了一次投資費用。

　　根據幾年來多種文獻資料的研究和討論結果普遍認為：從變壓器年電能損耗最小的原則，求起比較合理的負載率，并按此選擇變壓器容量能獲得較佳的節電效果。

　　(三)變配電所所址的選擇

　　變配電所所址的選擇，應根據下列要求并經過技術經濟分析比較后確定。

　　1、盡量接近負荷中心，以降低配電系統的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量。

　　2、進出線方便，特別是要便于架空進出線。

　　3、接近電源側，特別是工廠的總降壓變電所和高壓配電所。

　　4、設備運輸方便，特別是要考慮電力變壓器和高低壓成套配電裝置的運輸。

　　5、不應設在有劇烈震動或高溫的場所，無法避開時，應有相應的保護措施。

　　6、不宜設在多塵或有腐蝕性氣體的場所，無法遠離時，不應設在污染原下風側。

　　(四)主接線設計

　　1、導線和電纜選擇的條件

　　(1)發熱條件

　　導線和電纜(含母線)在通過計算電流時產生的發熱溫度，不應超過其正常運行時的最高允許溫度。

　　(2)允許電壓損耗

　　導線和電纜在通過計算電流時產生的電壓損耗，不應超過正常運行時允許的電壓損耗值。對于工廠內較短的高壓線路，可不進行電壓損耗的校驗。

　　(3)經濟電流密度

　　35kV及以上的高壓線路，規定宜選“經濟截面”，即按國家規定的經濟電流密度來選擇導線和電纜的截面，達到“年費用支出最小”的要求。一般10kV及以下的線路可不安經濟電流密度選擇。但長期運行的低壓特大電流線路(例如電爐的短網和電解槽的母線)仍應該按經濟電流密度選擇。

　　(4)機械強度

　　導線的截面應不小與最小允許截面，由于電纜的機械強度很好，因此電纜可不校驗機械強度，但需校驗短路熱穩定度。

　　(5)短路時的動穩定度和熱穩定度

　　導體的截面應滿足短路時的動穩定度和熱穩定度，以保證短路時不至損壞。

　　2、工廠的主接線形式

　　(1)有工廠總降壓變電所或高壓配電所的車間變電所

　　其高壓側的開關電器、保護裝置和測量儀表等，一般都安裝在高壓配電線路的首段，即總配電所的高壓配電室內，而車間變電所只設變壓器室和低壓配電室，其高壓側多數不安裝開關，或只安裝簡單的隔離開關、熔斷器、避雷器等。

　　凡是高壓架空進線，變電所高壓側必須裝設避雷器，以防雷電波沿著架空線路侵入變電所擊毀電力變壓器及其他設備的絕緣。而采用高壓電纜進線時，避雷器則裝設在電纜的首端，而且避雷器的接地端要連同電纜的金屬外皮一起接地。此時變壓器高壓側一般可以不再裝設避雷器。如果變壓器高壓側為架空線又經過一段電纜引入時，則變壓器高壓側仍應裝設避雷器。

　　(2)工廠無總變、配電所的車間變電所

　　工廠內無總降壓變電所和高壓配電所時，其車間變電所往往就是工廠的降壓變電所，其高壓側的開關電器、保護裝置和測量儀表等，都必須配備齊全，所以一般要設置高壓配電室。在變壓器容量較小、供電可靠性要求不高的情況下，就可以不設高壓配電室，其高壓側的開關電器就裝在變壓器室的墻上或電桿上，而在低壓側計量電能，或者其高壓柜就裝在低壓配電室內，在高壓側計量電能。

　　(五)線路敷設

　　1、架空線路的敷設

　　工廠架空線路長期漏天運行，受環境和氣候影響會發生斷線、污染等故障。為確保線路長期安全運行，必須按相關規定敷設并經常性的巡視和檢查，以便及時消除設備隱患。

　　架空線路的敷設以及電桿尺寸應滿足下面四個要求：

　　(1)不同電壓等級線路的檔柜(也稱跨柜，即同一線路上相鄰兩電桿中心線之間的距離)不同。一般380V線路檔柜為50～60m，6～10KV線路檔距為80～120m。

　　(2)同桿導線的線距與線路電壓等級及檔距等因數有關。380V線路線距約0.3～0.5m，10V線路線距約0.6～1m。

　　(3)弧垂(架空導線最低點與懸掛點間的垂直距離)要根據檔距、導線型號與截面積、導線所受拉力及氣溫條件等決定。垂弧過大易碰線;過小易造成斷線或倒桿。

　　2、電纜線路的敷設

　　電纜線路與架空線路相比，具有成本高，投資大，維修不便等缺點，但是它具有運行可靠、不易受外界影響、不需架設電桿、不占地面、不礙觀瞻等優點，特別是在有腐蝕性氣體和易燃、易爆場所，不宜架設架空線路時，只有敷設電纜線路。

　　(六)防雷措施

　　1、防雷的設備

　　雷的設備主要有接閃器和避雷器。其中，接閃器就是專門用來接受直接雷擊(雷閃)的金屬物體。接閃的金屬針稱為避雷針。接閃的金屬線稱為避雷線，或稱架空地線。相應的接閃的金屬帶和接閃的金屬網稱為避雷帶和避雷網。

　　2、防雷技術

　　(1)架空線路的防雷措施

　　①架設避雷線這是防雷的有效措施，但造價高，因此只在66KV及以上的架空線路上才沿全線裝設。

　　②高線路本身的絕緣水平在架空線路上，可采用木橫擔、瓷橫擔或高一級的絕緣子，以提高線路的防雷水平，這是10KV及以下架空。

　　③用三角形排列的頂線兼作防雷保護線由于3～10KV的線路是中性點不接地系統，因此可在三角形排列的頂線絕緣子裝設保護間隙。

　　④設自動重合閘裝置線路上因雷擊放電而產生的短路是由電弧引起的。在斷路器跳閘后，電弧即自行熄滅。

　　(2)配電所的防雷措施

　　①裝設避雷針：室外配電裝置應裝設避雷針來防護直接雷擊。

　　②高壓側裝設避雷器：這主要用來保護主變壓器，以免雷電沖擊波沿高壓線路侵入變電所，損壞變電所的關鍵設備。

　　③低壓側裝設避雷器：主要用在多雷區，用來防止雷電波沿低壓線路侵入而擊穿電力變壓器的絕緣。

　　結語

　　綜上，電能是保證工廠正常生產的第一生命線，設計一套合理、科學的供配電系統，能夠有效促進工廠生產電氣化的實現。因此在進行供配電系統的設計時，要嚴格遵守國家相關標準與規范，根據工廠的規模、性質，有針對性的進行供配電設計，從而確保設計的合理性、　科學性、有效性。

　　參考文獻

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