摘要：供配电是工程中重要的组成部分，其运行情况要与电力系统的整体相符才能保证工厂中整体机电设备在生产运行过程中的可靠性、安全性。因此，在实际供配电设计时，要依据装置实际情况，对供配电系统进行相应的优化。本文结合相关工作经验，详细分析工厂变电站电压系统、总降压区变电所主接线等工程配电设计过程中设计的主要内容以及常见问题，并在此基础上提出优化供配电、防雷接地、电气设备选型等设计措施，以此作为工厂供配电优化设计的参考依据，确保工厂配电系统的安全性、稳定性、合理性，促进工程供配电的发展。
关键词：工厂供配电；优化设计；要点探究
在工程中，供配电设计占据着重要的地位并发挥着重要的作用，其设计的合理性关系着装置的生产工艺和生产效益。因此，在进行供配电设计的过程中要遵循一定的原则，确保设计具备合理性和经济性。作为当下社会最为重要的动力之一，电能在整个国民经济以及工业发展中得到了十分广泛的应用，在设计工厂供配电系统输送电能的过程中，需要确保电能的测量、调节以及控制在经济适用的基础上的可行性，为此，需要全面分析工程配电设计过程中经常遇见的问题，并进行相应的优化探究。
1 工业供配电设计中主要设计内容与常见问题分析
1.1 工业厂区总降压区范围变电所主接线
在工业供配电设计过程中，需要进行工厂总降压变电站的负荷计算，相应的计算主要是以装置车间的负荷计算为基础，以用电负荷的类别以及负荷计算作为参考依据，从而进行设计过程中需要用到的变压器的总台数、运行方式、具体容量的确定。与变电所的高、低接线方式方法相对应的要求主要就是灵活可靠、经济安全、便于安装和维修。
1.2 变电站电压系统的设计
在工业供配电体系设计时，一般情况下从经济性、技术性方面进行供配电电压系统的确定，需要综合考虑总降压区域的变电所位置，并进行多级高压配电网方案计划的设计与制定，计算总体电压损失以及导线的截面，在进行这些计算时，通常都是以设计方案的运转费用、基础建设投资量、电压损耗等多个方面作为参考依据。
1.3 工业变电所的防雷装置
在工业供配电设计过程中，需要结合当地的地质环境进行防雷设备和装置的设计，并需要计算防直击防雷避雷设备能够进行保护的范围，以及进行防止出现雷电反击现象实际空间距离的计算。在防雷接地装置设计时，需要将避雷针的设置参数作为参考依据，选择雷电冲击波防雷型号规格，从而进行接线位置的最终确定。在防雷接地设计时，通常情况下容易将接地电阻、频放电火避雷灭弧电压、安装最大范围等检验计算步骤忽略，另外，在季节性雷电高发期，供电设备容易受到电击威胁，需要采用保护措施防止避雷器等设备损坏情况的发生。
2 工业供配电设计优化措施分析研究
2.1 关于工业配电系统的设计优化措施
在工业供配电设计中，主要是电路系统结构的完整性设计，和整个系统的电气设备型号、电气主接线的运行方式有着很大的关联，还与整个系统设备检修的及时性、施工过程中的具体安排以及配电系统能否正常运转有着密切的关联。一般情况下，工厂的6(10）kV的变配电室设计的型式存在一定的差异，高度上主要可以分为单、双以及三层。变配电室内配电装置依据相同电压系统的导体以及电器须在同一间隔范围内布置的原则，限制故障范围，确保检修的安全性。另外，还需要进行对称性布置，在最大程度上减少误操作存在的可能性。在变电所底层设计电抗器等重型设备，中部设计电源，需要确保母线能够通过较小的电流。为减少降低天气因素对设备的影响，可以将配电装置设计在屋内，从而方便工作人员及时实施维护和检修。并且，占地面积较小，有助于房屋的经济性投资。
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2.2 防雷接地的优化设计措施
在电源处安装避雷器，避雷器是现在应用较广泛的避雷整改的物品，主要安装在电源处，其作用是用来保护电力系统中各种电器设备免受雷电过电压、操作过电压、工频暂态过电压冲击而损坏的一种电器。避雷器基本特点有保护通流量大，残压极低，响应时间快，并且采用最新灭弧技术，彻底避免火灾，同时采用温控保护电路，内置热保护。根据带有电源状态指示，指示浪涌保护器工作状态；进而可以起到很好的电源保护作用，对设备安全能够起到好的保护措施。
采用新型有效的技术，电离防雷是一种新技术，它由顶部的电离装置，地下的地电流收集装置及连接线组成。电离防雷装置是利用雷云的感应作用，或采用放射性元素在电离装置附近形成强电场，使空气电离，产生向雷云移动的离子流。这样，雷云所带电荷便得以缓慢中和并泄漏，从而使空气电场强度不超过空气的击穿强度，消除落雷条件，抑制雷击发生。
2.3 工厂用电负荷的计算和变电所位置选择
优化工厂供配电系统, 需要针对工厂总体负荷进行计算。毕竟每一个车间变电所的变压器都有功率损耗, 唯有先对这种功率损耗进行预估, 才能对整个厂区的总功率因数, 高压侧负荷等数值进行合理的计算。而为了实现对计算结果的有效分析, 还要准确列出相关的负荷计算表, 以确保在此过程中相关数值引入的准确性。在选择总变电所的位置时, 要考虑高压电源进线方向等因素, 尽可能靠近用电量较大的厂房或选在工厂负荷中心的附近。确定变压器台数及容量时, 既要对全厂的负荷进行详细计算, 又要参考工艺等方面专家的意见, 以便调整后的供配电系统能满足将来工厂建设扩张, 产能扩大的需求。
2.4 主接线及高低压配电系统的设计
设计工厂变电所主接线时, 要秉承可靠和安全的原则, 一般会选择高压双电源的供电方式, 让电源之间环环相扣, 灵活供电。同时也考虑到未来工厂设备维修的便捷性及可操作性。另外, 厂区的高低压配电系统是整个供配电系统设计的关键, 因而在开展相关设计时, 要充分考虑到设计的专业性、经济性原则。结合厂区内的实际负荷情况, 统筹考虑负荷布局、 变电所位置等因素, 以确定厂区配电电压 (若出现高压进线和变电站不稳定等情况, 可以考虑使用有载调压油浸式变压器) 。要选择便于日常操作的铠装移开式中置柜作为高压柜, 选择方便更换开关, 造价相对便宜的抽屉式开关柜作为低压柜。当需要使用两台或者两台以上的变压器时, 低压母联必须具有连锁功能。因为通常情况下低压电流比较大, 所以出现1250kVA以上级别的变压器时, 要使用封闭母线槽来连接低压侧至低压总进线柜。
2.5 保护与相关节能装置的设置
工频电气参数受制于电力系统, 会随之变化而产生波动, 电力系统若出现短路, 工频电气参数就会发生变化, 对工厂生产等造成一系列的影响, 甚至诱发安全事故。因此在对供配电系统进行优化的过程中, 还需要考虑工厂的实际情况, 针对过流、速断、零序、瓦斯等设计相关的断电保护装置, 实现对系统的保护;另一方面, 选择低压侧电气设备和高压侧电气设备, 要综合考虑各个回路所对应的额定值、短路电流及计算负荷数据, 在完成初步选择后, 还要对设备进行热稳定性检验。同时为了合理选择及检验电气设备, 还需要对断电保护装置进行一定的计算, 在实际计算过程中就无限容量系统供电进行短路电流计算, 根据系统的不同运行方式、结合相应的短路参数, 计算得到各个点两相, 三相的短路电流;针对大型的用电要求较高的工厂, 断电保护要选取直流屏供电。在直流屏的选择上, 要结合需要确定断电保护的机器台数, 恰如其分地控制大小。
3 结束语
工厂供配电设计决定和影响着工厂的生产效率和效益，在实际设计过程中，设计人员一定要结合工程实际情况，对供配电进行相应的优化，提升供配电的安全性能和稳定性能。
参考文献：
[1].任元会、刘屏周等， 工业与民用配电设计手册. 中国电力出版社, 2016-07.
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[3]丁丁. 供配电系统设计存在的普遍问题[J]. 工程技术:引文版, 2016(5):00216-00216.
论文作者:王小平
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/4/3
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