河南商丘 476000
摘要：经济在不断的发展，社会在不断的进步，随着我国工业的快速发展，工业厂房的建设数量和规模都在不断增长。供配电系统设计作为工业厂房设计中的重要组成部分，直接关系着企业的生产效益及生产安全。本文以工业厂房供配电设计原则为基础，从多方面对工业厂房供配电系统的设计进行了研究。
关键词：工业厂房；供配电系统；系统设计
引言
就目前的国情来说，工业生产动力的主要来源依然是电能。除个别设有自备电厂的特大型工业企业，绝大部分工厂普遍从国家电网取得电能。因此，电气设计方案的合理性至关重要，它将影响工厂供电的安全可靠、经济效益，也是影响工厂的建设投资、运行费用的重要因素。大型工业联合生产厂房特点，首先是面积大，从原材料进厂到产品出厂，各工序均在一个厂房内完成；其次是生产流线短，减少生产过程中间运输，节约时间成本。因此，在工程机械行业中，越来越多的工程采用联合生产厂房的方案进行设计。由于厂房面积大、厂房各跨用电负荷变化大，所以，在厂房配电设计时，应重点考虑变配电所位置及供电电缆长度合理性。
1工业厂房输配电设计的基本原则
工业厂房输配电的设计环节最基本的是遵守国家的相关设计技术规范《供配电系统设计》，这是输配电设计的重要依据和政策支撑。工业输配电设计是整个工业设计中的重点，首先是保证电力系统的供电质量，供电效率要符合先进的技术规范。其次，保证输配电系统设计的人身安全和设备安全。第三，输配电的设计要结合企业的发展规划，正确处理现在发展和未来的发展，加强设计与厂房设计的结合，根据企业生产的电力负载来制定厂房供配电的设计方案，以便满足工业厂房供配电的用电需求。
2供配电系统的设计
2.1供配电系统的硬件设计
在供配电系统硬件设计过程中，主要包括：（1）主控管理层。将两套监控主机设置到主控管理层中，分别安装到配电室监控屏及厂区疾控中心中，以下有效实现就地监控及远程的控制。厂房值班管理人员能够远程的监控，从而使配电室进行无人值守。（2）通讯层。通过通讯管理机、无线路由器创建通讯层，通讯管理机能够监控现场，并且对其进行处理，利用简单、实用的人机界面，转变物理层信息成为通讯接口的单一化输入输出数字信号，通过标准104通讯协议，利用无线网络和上位机进行通信。通过管理机和通信管理机实现系统数据的收集和处理，在处理数据以后到主机数据库中进行打包，利用自动以实现数据上送时间周期的设置，设置5分钟1次的默认遥测量。通信管理机信息在主机中能够产生实时的信息，并且存储到指定的数据库中，加工之后到主机历史数据库中传输、保存、监控和处理。利用无线网络实现通讯后台及管理机的数据交换，从而降低传输串口中通信瓶颈问题。其次，因为104协议是通过数据朝着主动上送模式转变，系统的总体通讯量比较小，能够降低后台监控系统，并且提高监控系统的整体功能及稳定性。
2.2电缆和导线的选择
为了保证工业厂房供配电的正常的运作，必须重视电缆和导线的选择。要根据供配电的发热条件、电损程度以及电缆和导线的机械强度来选择电缆和导线。通常，对于10KW以下的高压线路和低压线路，要先根据发热情况来选择截面，然后再校验其机械强度及电压损耗程度。而对于一些低压线，则要先按照电损程度来选择，然后再按其机械强度及发热程度选择。只有对电缆和导线进行严格的选择，才能保证工业厂房供配电的安全性与可靠性。
2.3车间设备配电
工业厂房配电干线应在保证其可靠性的前提下力求经济。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆该工程的车间配电干线按生产区域划分，采用电缆和母线槽相结合的方式供电。型材下料区、装配区、调试返修区、配件库的设备较少，且设备负荷也较小，采用放射式供电，按厂房及生产线布局，在端头设置配电总柜，各柱边设配电分柜，配电总柜采用电缆直接从车间变配电所引接电源。机械加工区、焊接区设备较多、负荷较大，采用树干式供电，按生产线布局设置母线槽，在各结构柱边设置配电柜。对于涂装区，单台设备负荷较大，设备使用频率较高且存在一定的火灾危险性，不宜采用母线槽供电，采用电缆直接从变配电所接至各设备控制柜。
2.4防雷
工业建筑的防雷设计首先要根据该建筑的建筑特性及火灾危险类别来确定防雷等级，根据相应等级的防雷要求来设置建筑物的防雷措施。一般情况下：接闪网沿女儿墙，屋角，屋沿，屋脊，屋顶四周敷设，并在屋面组成相应规格大小的网格，屋面所有金属构件均与之可靠连接。利用构造柱中两根θ16以上的外侧主筋作引下线，节点通长焊接，主筋向上伸出屋面和接闪网焊接，向下伸入地圈梁，和水平接地体焊接。利用建筑物基础做接地体，建筑物防雷接地、电气接地（重复接地，工作接地，保护接地）共用基础接地体时，接地电阻不大于1欧姆，若实测达不到则增设人工接地极以满足要求。另外，低压电源进线柜必须装设电涌保护器.
2.5高可用UPS供电模块
冗余输入供电系统能够使交流电网输入中断问题得到解决，但是并没有使供电质量问题解决。自动切换装置只是对长时间电源中断问题进行解决，切换具有一定时间，对负载来说，还是具有输入电源中断问题。那么在供配电系统设计过程中，要实现UPS供电系统的配置。（1）冗余模块化UPS。为了使设备易维护性、可用性及易管理性、可靠性得到提高，使UPS整体根据功能划分成为电池模块、功率模块、智能管理及通信三部分，各个部分根据基本功能及功率容量，设置成为独立可插拔模块。因为功率模块自身指的是除了电池之外的完整化UPS，所以其也是多级冗余并机系统。因为其是通过单击结构实现组合，在模块故障之后能够热插拔更换，所以其在使系统可管理性、可用性得到提高中，还能够提高容易维护的性能。（2）并机冗余。冗余配置指的是同种容量、规格的两台UPS并联容量就是单台UPS输出容量的负载供电，两台UPS都是分负载，在其中一台并联UPS出现故障的时候，负载通过另外一台并联UPS实现供给，不会影响到负载供电。此其实上就是容错配置，和目前数据中心镜像、集群及磁盘阵列冗余技术的道理是一样的。
2.6节能措施
作为工业生产的重要场所，加强工业厂房的节能设计，对降低工业厂房的能源消耗、节约企业的生产成本具有重要的意义。为了提高工业厂房的电能利用率及使用效率，应从多方面采取节能措施，除了工业生产使用的电动机、风机、水泵等用电设备的节能改造以外，对供配电系统的节能设计改造也是十分重要的。例如，工业厂房配电系统中的配电变压器，是一个比较典型的能源消耗设备，其在进行电能转换和分配过程中，将吸收一部分能耗。因此，选择高效节能型的配电变压器是非常重要的节能措施。另外，配电系统的线损率也是工厂的一项非常重要的电气综合技术指标，在设计中应尽量减少配电线路铺设长度，多走直线，少走弯路。
结语
由此可见，工业厂房的供配电系统设计是一项内容繁多、涉及面广的综合性设计工作，而且每个工程项目都有其自身的特点。因此，要想完成一份质量优良的工业厂房供配电系统设计，需要广大工程师与设计人员的认真研究和不断努力，在具体设计中总结经验，不断应用新产品和新技术改进供配电系统设计。只有这样才能设计出科学、合理、经济、节能的供配电系统，实现企业投资成本和运营成本的最小化，并使供配电损耗降到最低，保证企业的可持续发展。
参考文献
［1］王延祥，常辰龙．生产企业工业厂房供配电系统设计［J］．机电信息，2016，12（15）：13－13．
［2］汤尧平，金振训．基于工业以太网的制丝线集控系统的设计与应用［J］．科技通报，2014，21（7）：123－126．
论文作者:秦利刚,刘永林
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年10期
论文发表时间:2019/9/11
标签：厂房论文; 工业论文; 系统论文; 供配电论文; 电缆论文; 设备论文; 冗余论文; 《建筑学研究前沿》2019年10期论文;