工廠供配電技術論文
能是現代工業生產的主要能源和動力，工廠供配電系統就是將電力系統的電能降壓再分配到各個廠房或車間中區，下面是由學習啦小編整理的工廠供配電技術論文，謝謝你的閱讀。
工廠供配電技術論文篇一
淺析工廠供配電
摘要：電能是現代工業生產的主要能源和動力，工廠供配電系統就是將電力系統的電能降壓再分配到各個廠房或車間中區，其輸送和分配既簡單經濟，又便于控制、調節和測量，有利于實現生產過程自動化，因此，工廠企業供配電的電路設計要聯系到各個方面，本文對工廠供配電時對設備選擇、線路分配和設計等方面進行分析，把最好的供配電設計應用到現實生產中來，為經濟的發展做出最好的服務。
關鍵詞：供配電電氣接線設備選擇供配電
1、前言
在高速發展的現代社會中，電力工業在國民經濟中有著重要作用：它不僅全面地影響國民經濟其他部門的發展，同時也極大的影響人民的物質與文化生活水平的提高。工程建設中貫徹國家的基本建設方針和技術經濟政策，做出切合實際、安全實用、技術先進、綜合效益好的設計，有效的為電力建設服務[1]。
2、主接線的確定
2.1廠用電負荷分類
廠用負荷包括機組本體負荷和全廠公用負荷。按負荷的重要性一般分為以下四類[2]：
2.1.1 事故保安負荷
在事故停機過程中幾停機后的一段時間內，仍應保證供電，否則可能引起主設備損壞、重要的自動控制失靈或危及人身安全的負荷。根據對電源要求的不同有可分為：直流保安負荷;交流不停電保安負荷;允許短時停電的交流保安符合
2.1.2 Ⅰ類負荷
短時(手動切換恢復供電所需的時間)的停電可能影響人身或設備的安全，使生產停頓或發電量大量下降的負荷。對Ⅰ類負荷，必須保證自起動，并應由2個獨立電源的母線供電，當失去一個電源后，另一個電源應立即自動投入
2.1.3 Ⅱ類負荷
允許短時停電，但停電時間過長，可能損壞設備或影響正常生產的負荷。該類負荷應有2個獨立的母線供電，一般采用手動切換。
2.1.4 Ⅲ類負荷
長時間停電不會直接影響生產的負荷，一般由1個電源供電。
廠用電量占發電廠全部發電量的百分數稱為廠用電率。廠用電率是發電廠的一項重要經濟指標。降低廠用電率可以降低發電成本，同時相應地增大了對電力系統的供電量，對國民經濟有重大意義。
2.2接線方式
大型工廠(總容量為1000MW及以上、單機容量為200MW及以上)一般距負荷較遠，電能需要較高電壓送，故宜采用簡單可靠的單元接線方式。中型工廠(總容量為200MW~1000MW、安裝的單機容量為50~125MW)和小型工廠(總容量在200MW以下，安裝的單機容量一般不超過50MW)，一般靠近負荷中心，常帶有6~10kV電壓級的近區負荷，發電機電壓超過19kV時，一般不設機壓母線而以升高電壓直接供電。
對于6~220kV電壓配電裝置的接線，一般分為母線類和無母線類兩大類【4】。對于330~500kV超高壓配電裝置接線，首先要滿足可靠性要求。常用接線有：3~5角形接線、一臺半斷路器接線、雙母線多分段接線、變壓器―母線接線、環形母線多分段接線。
2.3工廠供電設計
工廠在啟動、運轉、檢修過程中，有大量由電動機拖動的機械設備，用以保證機組的主要設備和輸煤、碎煤、除灰、除塵及水處理的正常運行。這些電動機以及全廠的運行、操作、試驗、檢修、照明用電設備等都屬于廠用負荷，總的耗電量，統稱為廠用電【3】。
2.4廠用電接線的設計原則
廠用電接線的設計原則與主接線的接線原則基本相同【3】，主要有：廠用電接線應保證對廠用負荷可靠和連續供電，使工廠主機安全運轉;接線應能靈活的適應正常、事故、檢修等各種運行方式的要求;廠用電源的對應供電性，本機、爐的廠用負荷由本機組供電，這樣，當廠用電系統發生故障時只會影響一臺發電機組的運行，縮小了故障范圍，接線也簡單;設計時還應適當注意其經濟性和其發展的可能性，并積極慎重的采用新技術、新設備，使廠用電接線具有可行性和先進性;在設計廠用電系統接線時，還應對廠用電的電壓等級、中性點接地方式、廠用電源及其引接和廠用電接線形式等問題進行分析和論證[5]。
1)求計算電抗
是將各電源和短路點之間的轉移電抗歸算到以各供電電源容量為基準的電抗標幺值。即：
式中：―工廠的額定容量;
―全網的基準容量;
―各電源的轉移電抗。
2)無限大電源供給的短路電流
當供電電源為無窮大或計算電抗≥3時，不考慮短路電流周期性分量的衰減。此時：
3)有限電源供給的短路電流
通常使用實用運算曲線法。運算曲線是一組短路電流周期分量與計算電抗、短路時間t的變化關系曲線。所以，根據查相應的運算曲線可分別查出對應于任何時間的短路電流周期分量標幺值，并由下式求出有名值：
=
式中：―周期電流有名值
―電源等值發電機容量
3、電氣設備選擇
3.1 斷路器的選擇和校驗
斷路器型式的選擇，除需滿足各項技術條件和環境條件外，還應考慮便于安裝調試和運行維護，并經技術經濟比較后確定【4】。斷路器選擇的具體技術條件簡述如下[6]：
1)電壓：允許電壓最高工作電壓
在設計與運行合理時不超過電網額定電壓的10%，即1.1電器設備長期工作的電壓條件寫為：
2)電流：允許電流最高持續工作電流
式中
允許電流的溫度修正系數。
我國目前電氣設備(電容器除外)的設計規范規定=75oC,=40 oC，導體=70oC,=25 oC。電器設備在環境溫度低于時，其允許電流大雨額定電流，但不得超過20%。電容器不允許過電流運行。
3)熱穩定性【5】
式中：―斷路器t秒熱穩定電流;―短路電流穩態值;―假想(等效)發熱時間，與實際短路持續時間及短路電流的變化情況有關，且有=+0.05，由和短路時間t，可查短路電流周期分量等值時間，從而求出。
4)動穩定性【25】
一般電氣設備的動穩固性條件為：
其中，―電氣設備的動穩定性電流;―流過電氣設備的短路電流沖擊值。
5)開斷能力
在工程上一般取：，式中：―短路零秒有效值，―斷路器的額定開斷電流，根據以上條件選擇、校驗斷路器。
3.2 隔離開關的選擇和校驗
斷路器選擇的具體技術條件如下[6]：
1)電壓： ---電網工作電壓
2)電流：---最大持續工作電流
3)動穩定： ---斷路器極限通過電流峰值
---三相短路電流沖擊值
4)熱穩定：---穩態三相短路電流
---短路電流發熱等值時間
---斷路器t秒熱穩定電流
隔離開關一般與斷路器配套使用【5】，其選用的最大工作持續電流可以參照斷路器選擇時的最大持續工作電流。
4、配電裝置
在工廠和變電所中，根據電能生產、轉換和分配等各環節的需要，配置了各種配電設備。根據它們在運行中所起的作用不同，通常將他們分為一次配電設備和二次配電設備。
4.1 設計原則與要求
配電裝置型式的選擇應考慮所在地區的地理情況及環境條件，其設計必須滿足以下四點原則：節約用地;運行安全和操作巡視方便;便于檢修和安裝;節約三材，降低造價。配電裝置的確定應滿足以下基本要求：滿足安全凈距的要求;滿足施工、運行和檢修的要求;噪聲的允許標準及限制措施;靜電感應的場強水平和限制措施;電暈無線電干擾的特性和控制。
4.2 屋內配電裝置
屋內配電裝置的結構除與電氣主接線及電氣設備的型式有密切關系外，還與施工、檢修和運行有關。工廠和變電所中6～10kV屋內配電裝置，按其布置型式不同有單層、雙層和三層之分。35～220kV的屋內配電裝置，只有單層和兩層型式[5]。
屋內配電裝置設備的布置原則為：同一回路的電器和導體應布置在一個間隔內以保證檢修安全，并限制故障范圍;盡量將電源布置在中部，使母線通過較小的電流;較重的設備(如電抗器)布置在下層;布置對稱，便于操作并不易誤操作;有利擴建。屋內配電裝置不受外界諸因素影響，所以具有以下特點：占地面積小;維護、巡視和操作不受氣候條件影響;污穢、腐蝕氣體對電氣設備影響小，維護方便;房屋建筑投資大。
4.3 屋外配電裝置
屋外配電裝置按母線的高度分為中型、半高型和高型3種。如將斷路器、電流互感器移至相鄰的一組母線下方，則需將母線升高，則構成半高型配電裝置;如將斷路器、電流互感器移至旁路母線下方，同時將兩組母線重疊布置，則構成高型配電裝置。采用半高型、高型結構可以節約占地，但構架材料消耗較多，特別是檢修、巡視不便，因此一般不采用。
屋外配電裝置設備的布置與安裝應注意以下問題：母線和構架;電力變壓器;電氣設備的基礎;電纜溝和通路。屋外配電裝置的特點有：土建工程量及費用較小，建設周期短;擴建方便;相領設備間距大，便于帶電作業;占地面積大;受外界氣候影響，設備運行條件差。
根據《電力工程電氣設計手冊》規定，110kV及以上多為屋外配電裝置，35kV以下的配電裝置多采用屋內配電裝置。選擇配電裝置，首先考慮可靠性、靈活性及經濟型，本設計對建筑面積沒有特殊的要求，故500kV及220kV電壓等級均采用普通中型配電裝置【30】。若采用半高型、高型配電裝置，雖占地面積較小，但檢修不方便，操作條件差，耗鋼量多。6kV及10.5kV電壓等級采用屋內成套配電裝置。
5、結論
本文主要從工廠的電氣主接線、負荷計算、電氣設備的選擇，介紹了工廠用電的接線原則，同時，在保證設計工廠供配電可靠性的前提下，還要兼顧經濟性、靈活性和靈敏性。
參考文獻
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[6] 曾令琴.供配電技術[M].人民郵電出版社，2008，102~110
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