【摘 要】在整个工厂工程设计中工厂供电工程设汁部分占据着整个设计的重要部分。其质量的好坏直接影响到工厂的运行与发展。本文首先介绍了工厂供电工程设计的基本原则，在此基础上分析了工厂供电工程的主要内容。 【关键词】工厂供电工程设计；原则；内容 工厂供电工程的设计是一项要求知识面较宽的工作任务。其电压等级一般为10KV及以下。包括高压变电及低压配电系统。工厂供电工程设计的主要内容包括负荷计算及无功补偿、选择降压变电所主变、计算短路电流、确定主接线方案、选择继电保护装置和整定保护参数、选择和校验电气设备、变电所等建筑物的防雷接地设计。 一、工厂供电工程设计的基本原则 改造或新建供电工程的设计遵循的主要原则：工厂用户供电工程的改造与新建都要符合当地电网的整体规划。 供电工程还必须遵循的原则主要依据有：第一，要依照规程执行政策。在参照国家标准和规程下，执行有关的政策，主要包括有保护环境、节约能源等经济技术政策。第二，着重近期发展，考虑长远发展。要从工程的规模、发展规划、工程特点出发，把追求近期效益与长远发展有效地结合起来，重点突出、有序发展。第三，保证项目工程的安全性。在充分保障施工过程安全无误的前提下还要追求技术上的更新与资源节约。更多的选用性能先进与高效低耗的产品。第四，要有全局意识，根据用电量、地区供电条件、负荷性质以及工程特点等，科学设计方案。 二、工厂供电工程设计的主要内容 （一）负荷计算、负荷分级与无功补偿 负荷计算的目的就是运用合理的负荷计算方法求出实际的负荷容量，从而达到合理地选择能够在正常条件下安全运行和在故障条件下能够保证供电系统可靠地切断故障电路的电器或导体，保证供电系统的安全。一般都是使用30分钟最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的主要依据。负荷计算的方法有利用系数法、需要系数法、单位面积功率法、单位指标法等。根据不同的用户负荷和设计阶段，选用不同的计算方法确定负荷的容量。 1.负荷分级：一级负荷、二级负荷、三级负荷 2.供电要求：一级负荷应由两个独立的电源供电，一级负荷中的重要负荷还需增设应急电源。二级负荷应由两个独立的电源供电，每台供电变压器的容量应满足全部一二级负荷容量的要求。 由于供电设备中含有大量的感性负载，尤其是以交流感应电动机为主要负载的供电系统，无功功率占用供电变压器的太多的供电容量，减少了有功功率的输出，降低了变压器的利用率。采用无功功率补偿可以提高供电系统的功率因数，增加变电设备的供电能力，减少供电电源线路的损耗及电压降。规范要求其功率因数补偿到0.9以上即可，变压器的补偿容量一般为其容量的20～30%，补偿方式主要为静态电容器集中补偿。 （二）选择降压变电所主变压器 关于主变压器的计算只要涉及到两方面：数量及容量，这些需充分考虑到当地的电力使用情况、所具备的供电环境及条件等因素。但需要注意的是，对于配有两台变压器之地，必须保证每台主变压器的容量不小于65%的负荷能力且要满足一、二级全部负荷的供电容量，如果有些变电所的电压偏移较大或电力超链变化较大同时发现普通变压器无法满足用户对电压质量及电力系统的整体要求，这时就应该选用载调压变压器。变压器应选用低损耗、干式、气体绝缘或非绝缘性液体绝缘的变压器。 （三）变电所主结线方案的确定 变电所主接线的确定受诸多因素的影响，例如设备自身特点、负荷等级、负荷的分布情况，变电所在供电区域的位置、出线回路数量等等。还要符合操作检修方便、运行灵活、供电可靠、便于扩建和节约投资等要求。对于供电连续性要求不高的用户采用单母线不分段接线，单母线分段接线适用于对供电连续性要求高的用户，有一级负荷或重要的一级负荷的用户，高压侧采用分段运行，中间不设联络开关，只在变压器低压侧设联络开关，以减少故障停电范围。 （四）配电系统的接线方式 工厂供电系统的接线方式一般为放射式、树干式、链式等几种方式，对于用电负荷容量比较大，或负荷性质重要，或在潮湿、腐蚀性环境的车间内采用放射式接线，在正常环境中，负荷容量大部分不是很大，又无特殊要求的设备供电宜采用树干式供电。这种接线方式只适合三级负荷的要求。当一些容量很小的次要用电设备距供电点很远，而彼此又相距很近时可采用链式供电，但每一路链接的设备不超过5台、总容量不大于10KW。 （五）计算短路电流 计算短路的电流，第一步要将电路图绘制出来，同时在电路图中清晰地标明短路电路的各种元件的额定参数并编号，最后确定短路电流的计算点。短路的计算点应该保证需要进行短路校验的电气元件可以通过最大可能的短路电流。随后，根据已经确定好的短路计算点绘制等效地电路图并计算其中各主要元件的阻抗。在这张图上只需标明短路电流所经过的主要元件序号，抗阻值，在此基础上简化原有的等效电路图，最终求得短路电路等效总阻抗、短路容量及电流。常用的计算短路电流的方法有标幺值法及欧姆法。 （六）校验与选择电气设备 1.选择电气设备的原则： （1）按正常工作条件选择额定电压和额定电流。 （2）按短路条件下来校验电气设备的动稳定和热稳定。 （3）按三相短路容量来校验开关的断流能力（遮断容量）。 （4）按装置地点、工作环境、使用要求及供货条件来选择电气设备的适当形式。 电气设备要依照最大可能的短路故障时的热稳定度和动稳定度来进行校验。对具有熔断器保护的电压互感器则不必通过动稳定度及热稳定度的校验。电力电缆也不需要动稳定度的相关校验 2.电力线路导线的选择与校验 （1）选择原则：按发热条件；按机械强度；按允许电压损失；按经济电流密度；按热稳定最小截面校验。 （2）选择导线、电缆截面的计算方法： 首先，按允许载流量选择导线和电缆截面，即In=K*Ixu Ij K一般取0.8～0.9. 第二，按按允许电压损失选择线路导线截面，导线产生的电压降不能影响电气设备正常运行时所允许的最小电压值。对于供电电压要求严格的较长的照明线路应计算线路产生的电压降，以便合理地选择供电线路的截面积，保证照明设备的正常工作。低压0.38KV电缆线路输送功率不大于175KW，一般输送距离不要大于250米。 第三，按经济电流密度选择导线和电缆截面，一般铜芯电缆经济电流密度取值为2～2.5. 第四，电缆截面的选择：一般按电缆长期允许载流量和电压损失确定，并要考虑环境温度的变化、多根电缆的并列敷设以及土壤热阻率等因素的影响，分别根据敷设的条件进行校正。对于单根电缆穿管并敷设于空气中，其长期允许工作电流的校正系数可参考下列数据：低压电缆截面在95平方毫米及以下时为0.9，在120～185平方毫米及以下时为0.85. （七）选择继电保护装备与整定 通常情况下，要求继电保护装置的基本条件有：速动性、灵敏性、选择性、可靠性。主要保护电力线路与电力变压器。电力线路的保护主要包括单相接地故障保护、线路过负荷保护和相间短路保护。电力变压器的保护主要有过电流保护、纵联差动保护、瓦斯保护、电流速断保护、温度保护和过负荷保护。根据不同的接线方式及系统接地型式，选择相应的继电保护方式，根据各种电气参数计算整定值，并严格验算继电保护的灵敏性系数，以保证继电保护装置能可靠及时地切除系统发生的电气故障，保证电气系统安全性。 （八）防雷接地及过电压保护 电气设备的防雷接地和过电压保护是供电工程设计中的辅组部分。但是其作用是不容忽视的，尤其是电子设备的防护。设备的防雷应保护防直击雷、防感应雷、防雷电波侵入。根据不同设备的防雷等级确定相应的防护措施，使雷电的幅度减少的设备能够承受的范围内，保证设备的正常运行。 三、结论 以上简述了工厂供电设计的主要内容，限于篇幅有些具体方面没有论述，在施工图设计时应根据工程的实际需要，严格依据设计手册和国家标准设计规范设计供电系统，保证工厂电气设备经济可靠地正常运行。
【摘 要】在整个工厂工程设计中工厂供电工程设汁部分占据着整个设计的重要部分。其质量的好坏直接影响到工厂的运行与发展。本文首先介绍了工厂供电工程设计的基本原则，在此基础上分析了工厂供电工程的主要内容。 【关键词】工厂供电工程设计；原则；内容 工厂供电工程的设计是一项要求知识面较宽的工作任务。其电压等级一般为10KV及以下。包括高压变电及低压配电系统。工厂供电工程设计的主要内容包括负荷计算及无功补偿、选择降压变电所主变、计算短路电流、确定主接线方案、选择继电保护装置和整定保护参数、选择和校验电气设备、变电所等建筑物的防雷接地设计。 一、工厂供电工程设计的基本原则 改造或新建供电工程的设计遵循的主要原则：工厂用户供电工程的改造与新建都要符合当地电网的整体规划。 供电工程还必须遵循的原则主要依据有：第一，要依照规程执行政策。在参照国家标准和规程下，执行有关的政策，主要包括有保护环境、节约能源等经济技术政策。第二，着重近期发展，考虑长远发展。要从工程的规模、发展规划、工程特点出发，把追求近期效益与长远发展有效地结合起来，重点突出、有序发展。第三，保证项目工程的安全性。在充分保障施工过程安全无误的前提下还要追求技术上的更新与资源节约。更多的选用性能先进与高效低耗的产品。第四，要有全局意识，根据用电量、地区供电条件、负荷性质以及工程特点等，科学设计方案。 二、工厂供电工程设计的主要内容 （一）负荷计算、负荷分级与无功补偿 负荷计算的目的就是运用合理的负荷计算方法求出实际的负荷容量，从而达到合理地选择能够在正常条件下安全运行和在故障条件下能够保证供电系统可靠地切断故障电路的电器或导体，保证供电系统的安全。一般都是使用30分钟最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的主要依据。负荷计算的方法有利用系数法、需要系数法、单位面积功率法、单位指标法等。根据不同的用户负荷和设计阶段，选用不同的计算方法确定负荷的容量。 1.负荷分级：一级负荷、二级负荷、三级负荷 2.供电要求：一级负荷应由两个独立的电源供电，一级负荷中的重要负荷还需增设应急电源。二级负荷应由两个独立的电源供电，每台供电变压器的容量应满足全部一二级负荷容量的要求。 由于供电设备中含有大量的感性负载，尤其是以交流感应电动机为主要负载的供电系统，无功功率占用供电变压器的太多的供电容量，减少了有功功率的输出，降低了变压器的利用率。采用无功功率补偿可以提高供电系统的功率因数，增加变电设备的供电能力，减少供电电源线路的损耗及电压降。规范要求其功率因数补偿到0.9以上即可，变压器的补偿容量一般为其容量的20～30%，补偿方式主要为静态电容器集中补偿。 （二）选择降压变电所主变压器 关于主变压器的计算只要涉及到两方面：数量及容量，这些需充分考虑到当地的电力使用情况、所具备的供电环境及条件等因素。但需要注意的是，对于配有两台变压器之地，必须保证每台主变压器的容量不小于65%的负荷能力且要满足一、二级全部负荷的供电容量，如果有些变电所的电压偏移较大或电力超链变化较大同时发现普通变压器无法满足用户对电压质量及电力系统的整体要求，这时就应该选用载调压变压器。变压器应选用低损耗、干式、气体绝缘或非绝缘性液体绝缘的变压器。 （三）变电所主结线方案的确定 变电所主接线的确定受诸多因素的影响，例如设备自身特点、负荷等级、负荷的分布情况，变电所在供电区域的位置、出线回路数量等等。还要符合操作检修方便、运行灵活、供电可靠、便于扩建和节约投资等要求。对于供电连续性要求不高的用户采用单母线不分段接线，单母线分段接线适用于对供电连续性要求高的用户，有一级负荷或重要的一级负荷的用户，高压侧采用分段运行，中间不设联络开关，只在变压器低压侧设联络开关，以减少故障停电范围。 （四）配电系统的接线方式 工厂供电系统的接线方式一般为放射式、树干式、链式等几种方式，对于用电负荷容量比较大，或负荷性质重要，或在潮湿、腐蚀性环境的车间内采用放射式接线，在正常环境中，负荷容量大部分不是很大，又无特殊要求的设备供电宜采用树干式供电。这种接线方式只适合三级负荷的要求。当一些容量很小的次要用电设备距供电点很远，而彼此又相距很近时可采用链式供电，但每一路链接的设备不超过5台、总容量不大于10KW。 （五）计算短路电流 计算短路的电流，第一步要将电路图绘制出来，同时在电路图中清晰地标明短路电路的各种元件的额定参数并编号，最后确定短路电流的计算点。短路的计算点应该保证需要进行短路校验的电气元件可以通过最大可能的短路电流。随后，根据已经确定好的短路计算点绘制等效地电路图并计算其中各主要元件的阻抗。在这张图上只需标明短路电流所经过的主要元件序号，抗阻值，在此基础上简化原有的等效电路图，最终求得短路电路等效总阻抗、短路容量及电流。常用的计算短路电流的方法有标幺值法及欧姆法。 （六）校验与选择电气设备 1.选择电气设备的原则： （1）按正常工作条件选择额定电压和额定电流。 （2）按短路条件下来校验电气设备的动稳定和热稳定。 （3）按三相短路容量来校验开关的断流能力（遮断容量）。 （4）按装置地点、工作环境、使用要求及供货条件来选择电气设备的适当形式。 电气设备要依照最大可能的短路故障时的热稳定度和动稳定度来进行校验。对具有熔断器保护的电压互感器则不必通过动稳定度及热稳定度的校验。电力电缆也不需要动稳定度的相关校验 2.电力线路导线的选择与校验 （1）选择原则：按发热条件；按机械强度；按允许电压损失；按经济电流密度；按热稳定最小截面校验。 （2）选择导线、电缆截面的计算方法： 首先，按允许载流量选择导线和电缆截面，即In=K*Ixu Ij K一般取0.8～0.9. 第二，按按允许电压损失选择线路导线截面，导线产生的电压降不能影响电气设备正常运行时所允许的最小电压值。对于供电电压要求严格的较长的照明线路应计算线路产生的电压降，以便合理地选择供电线路的截面积，保证照明设备的正常工作。低压0.38KV电缆线路输送功率不大于175KW，一般输送距离不要大于250米。 第三，按经济电流密度选择导线和电缆截面，一般铜芯电缆经济电流密度取值为2～2.5. 第四，电缆截面的选择：一般按电缆长期允许载流量和电压损失确定，并要考虑环境温度的变化、多根电缆的并列敷设以及土壤热阻率等因素的影响，分别根据敷设的条件进行校正。对于单根电缆穿管并敷设于空气中，其长期允许工作电流的校正系数可参考下列数据：低压电缆截面在95平方毫米及以下时为0.9，在120～185平方毫米及以下时为0.85. （七）选择继电保护装备与整定 通常情况下，要求继电保护装置的基本条件有：速动性、灵敏性、选择性、可靠性。主要保护电力线路与电力变压器。电力线路的保护主要包括单相接地故障保护、线路过负荷保护和相间短路保护。电力变压器的保护主要有过电流保护、纵联差动保护、瓦斯保护、电流速断保护、温度保护和过负荷保护。根据不同的接线方式及系统接地型式，选择相应的继电保护方式，根据各种电气参数计算整定值，并严格验算继电保护的灵敏性系数，以保证继电保护装置能可靠及时地切除系统发生的电气故障，保证电气系统安全性。 （八）防雷接地及过电压保护 电气设备的防雷接地和过电压保护是供电工程设计中的辅组部分。但是其作用是不容忽视的，尤其是电子设备的防护。设备的防雷应保护防直击雷、防感应雷、防雷电波侵入。根据不同设备的防雷等级确定相应的防护措施，使雷电的幅度减少的设备能够承受的范围内，保证设备的正常运行。 三、结论 以上简述了工厂供电设计的主要内容，限于篇幅有些具体方面没有论述，在施工图设计时应根据工程的实际需要，严格依据设计手册和国家标准设计规范设计供电系统，保证工厂电气设备经济可靠地正常运行。