工业厂房的供电和配电设计

工业厂房的供电和配电设计

严冬

浙江新安化工集团股份有限公司 浙江省建德市 311600

摘要：随着经济的发展，工业厂房不断扩大数量规模，随之而来的是供电需求的不断扩大。工业厂房的供配电设计作为保障厂房供电系统正常运行的重要一环，在将电能合理的分配至各个不同厂区、车间的过程中发挥了关键性作用。本文将以工业厂房供配电设计的具体应用作为着眼点，梳理与归纳工业供配电设计常遇到的问题，以期对工业厂房供电与配电设计做出深入探讨。

关键词：工业厂房；供配电设计；供电系统

一、工业厂房供配电现行标准与常见问题分析

（一）标准分析

现行的《中华人民共和国电力法》以及有关规定为工业厂房的供配电系统制定了严格的标准规范，包括配电箱的总分关系、配电线路、配电箱与开关箱导线设计以及照明等细节都做出了明确的规范要求。安装要求方面，则包括有检修设备和运行设备要以明显的标志隔开，将电流互感器二次线圈短路时必须要使用短路片与短路线，同时明确禁止在电流互感器和短路端子间的回路与导线上进行任何作业等。

在供配电的设计环节，主要所遵循的基本要求是国家出台的《供配电系统设计》相关规范。工业厂房的输电配电设计主要以三个方面为主要指导准则，第一是要保证整个电力系统的供电能力与质量，第二是要在设计中充分考虑到人员与设备的安全，第三则是要充分的结合各企业自身的发展，根据企业自身的电力需求来制定恰当的供配电方案。

(二)常见问题分析

第一，变配电所的设备与位置。在供配电应用过程中，若发生线路故障、变电器容量精准度不够等问题，都会影响到厂房电力系统的正常运转，造成供电效率下降，进而影响企业的生产，长期实践表明，变配电所的安装位置不当极易导致变压器的寿命短缩，而变压器则是供配电运行稳定性的重要保障，这就会对厂房日常电力运转造成极大压力。

第二，监测控制方面。监测控制方面的问题主要集中在厂房供配电使用时的监测形式趋于形式化，不少企业虽然配备了具有执业资格的从业人员进行供配电使用的日常巡检，但人员在巡检的过程中却流于表面，工作流程被动呆板，而往往由于某次麻痹大意就可能造成巨大的损失与灾难，所以供配电的监测一定要注意一方面在自动化的方向不断探寻可能，一方面加强对人员素养的管理与培养。另外需要注意的是，在供配电设计阶段，设计人员如不能对用电进行严格精准的把控与监测，也容易造成输配电设备的故障与损坏。以上不仅是企业经历经济损失上的事后可弥补问题，人员安全这些不可挽回的损失更是不容大意的。

二、工业厂房的供配电设计

（一）高压和低压的供配电系统设计

高压方面，厂区内在进行高压供配电设计的过程中必须注意要以厂区内的实际用电负荷情况作为规划的根本依据，同时以此规划厂区的电压配置标准，另外还需要对降压变电所位置进行准确定位，后根据实际情况确定高压配电的具体方案，在多个方案里以电损、成本、可靠性以及经济效益按不同比例作为指标进行选择，并予以实施。

低压方面，厂区一般采取380/220V低压电源进行供电，电源的入户处一般实施重复接地。建筑内部的低压配置一般采用的是TN-S系统，而车间内的供电方法则以树干式供电或放射式供电为主。

（二）接地装置设计

接地是指将电气设施的某部分与大地直接相连，埋入土中与大地直接接触的金属导体则被称为接地体，也称“接地极”，另有接地体专为人为设置，叫做“人工接地体”，这种接地体在目前工业厂房中应用十分广泛。为保证人身安全，工业厂房中所应用的接地体的电阻应该要控制到1Ω以内。

（三）避雷设计

雷电天气是影响工业正常配电的重要外在因素，在应对这种外部因素的过程中，要有效的起到避雷效果，电气设计首先要对防雷等级与火灾危险类别进行全面了解，后根据实际的需求筹备防雷措施。一般而言，防雷装置主要设置于建筑物屋顶、屋角和四周，使其能够形成一个完备的避雷网络，并将其与建筑物内部的金属构件相连。同时，应该设置引下线，使其主筋向上伸出，与屋顶的避雷线进行焊接；向下埋入，与水平的接地体相焊接。在其过程中，要保证接地电阻在1欧姆以下，必要时要适当的引入人工接地极保证其符合相关要求。

（四）消防控制设计

根据相关消防要求，必须要对必要的建筑物进行火灾自动报警系统设计，这种设计一般按两总线环路规划，要求任一断线都不能影响到报警系统的正常运转，同时可以显示消防水池、水箱、水泵等关键部件电源和其运行情况，可以联动其他消防设施。

（五）节能设计

目前，有关能源消耗的问题愈发严重，资源短缺与可持续发展成为国家主持工作的主要关注点与着眼点。对工业生产而言，要获得持续长效发展，就必须将节能作为自身发展的主要战略目标点规划方案，而厂房的供配电节能设计无疑在可持续发展方案中占据着重要位置，接下来将对几项具有代表性的节能设计理念进行概述：

第一，配电线路节能设计。在电能输送过程中，由于电流经过电阻产生就会产生内能这一定则就一定会出现电能损耗。在导线长度、温度、材质与横截面积等因素的影响下电阻都会产生作用，所以在用电负荷的大小与位置确定的情况下，可以通过对线路进行合理设计来缩短导线的长度，进而达到减少电能损耗的目标。另外，在选择输电导体的过程中，也应该优先选取电阻较小的材质。

第二，照明系统节能设计。照明部分在电器系统组成中占据了重要位置，且在电能的消耗中同样占据了相当分量。照明系统节能设计必须要严格遵守规范的限定值，同时在灯具、光源等方面的选择上也应该自觉遵循节能准则。如利用的智能控制技术，可以根据厂区内的不同情况及时的调整开关，减少不必要的浪费，目前市面上流行的LED灯具也可以作为厂区日常活动照明的“主力”，LED灯具的能耗量要远远小于白炽灯等灯种的能耗，且平均寿命也明显优于普通灯具，在亮度方面虽不如大型镝灯表现亮眼，但随着技术的改进，大型且环保的LED灯也在不断的推进与投入市面。

第三，无功功率补偿设备节能设计。无功功率补偿在供配电系统节能设计中同样占有重要位置，在线路电力运行过程中，其主要作用是提高电网功率因数和供电效率，改善供电系统环境。线路与线路之间以及线路与大地之间的电容效应可以产生部分无功功率，一般称作充电功率。无功功率补偿根无功功率的损耗确定，例如高压电容器对高压无功功率进行补偿，低压电容器对低压电容补偿。

三、总结：

综上所述，可以发现工业厂房供电与配电是保证工业正常生产的重要支撑，而这一重要支撑也往往是容易引出问题的，设计理念的落后，人员配置与监管上的不力，设备的不达标与不规范，这些都会影响到电力系统为生产保驾护航的性能，而更妄谈引入节能技术与理念来获得工厂供配电的长足发展了。供配电系统的设计本身是一项相当复杂、具有挑战性的工作，这项工作不仅需要电气工程师的努力与研究，更需要多方携手，共同策划方案，使搞定的最终结果符合厂区用电的真实需求，从而真正实现日常生产的稳定性，这一稳定性不仅为企业的经济效益提供了坚实的后背支撑，更是对生命财产的一种尊重，未来有理由相信，工业厂房的供配电系统将不断的引入新技术，纳入新理念，为可持续发展贡献出卓越力量。

参考文献：

[1]刘莹.工业厂区内电气布置方案研究[J].现代工业经济和信息化,2022,12(05):320-321+324.DOI:10.16525/j.cnki.14-1362/n.2022.05.133.

[2]黄丽.某工业厂房电气设计探讨[J].智能建筑电气技术,2021,15(05):95-98.DOI:10.13857/j.cnki.cn11-5589/tu.2021.05.025.