工厂配电设计问题分析

【摘要】供配电系统是工业生产运营的重要组成部分。现实生产中，供配电系统的能源消耗量较大，企业要想实现可持续发展、降低电费成本等，务必要针对供配电系统采取节能设计，从而最大化利用电能，为企业增加更多的经济效益。文章通过探讨工厂供配电节能的重要性，分析了具体的节能设计方法和措施，希望为实践工作带来有价值的借鉴。

【关键词】工厂；配电设计；问题

【中图分类号】TF083.2 文献标识码：A

引言

工厂供配电设计是新建及改扩建企业整体设计中的重要组成部分，必须与工艺、设备、土建、厂区运输及区域总降等部门密切配合，协同进行。工厂供配电设计包括电源网络、企业总降压变电站、厂区高压配电网络及车间供电等部分，其任务是把从电力系统接受的电能合理地分配到企业内部各用电地点。工厂供电的设计是在保证供电可靠性的条件下，以最经济而简单的方式进行分配和充分利用电能，做到保障人身安全、供电可靠、技术先进和经济合理。

1、工厂供配电系统设计应该达到的要求

配电系统的安全性、可靠性是工厂乃至各行各业稳定生产的重要保证，如果其设计的不合理，就会对后期的生产、运行、甚至人身安全带来隐患，因此加强对供配电系统的规范化设计非常重要。设计时严格按照规范要求，对于规范中的强制性条文必须执行，严把安全底线。随着我国能源消耗的持续增加，我国的能源供给情况越来越紧张，因此加强配电系统的节能设计有助于降低企业生产过程中的电力消耗，达到降低企业经营成本的效果。

2、工厂供配电节能的重要性

节能是一种直接或间接的降低电能损耗的过程，节能措施的实际运用要通过可行的、合理的手段提升能源利用率。工厂供配电系统中的节能设计能够大力改善电能质量，提升节约用电的效果，有利于我国整体社会经济的发展。目前，工厂生产运行大多都依靠煤炭燃烧的形式来提供电能。节能设计一方面能够直接将电能供给最优化，另一方面还能间接降低煤炭的消耗，减少废弃物排放，维护自然生态环境，较好地为环境保护事业做出贡献。

工厂供配电系统节能设计，也是一种电源保护方式，能够降低因供配电失调引发的各类事故，有效地保障了工厂的安全生产。同时就整个行业来说，积极地提倡与推行节能技术和措施，更利于创造一个节能环保、和谐发展的氛围。

3、案例及分析

3.1、某工程简介

某选矿厂拟新建一条330 万吨/ 年矿石处理生产能力的生产线，并提供了总图、车间工艺布置图等原始资料。主要工艺流程设备组成：1）粗矿车间破碎机；2）矿石中细碎车间用圆锥破碎机；3）筛分车间用振动筛；4）运输皮带及振动放矿机；5）球磨机；6）渣浆泵；7）搅拌桶及浮选机；8）浓密机；9）过滤机；10）尾矿浓密机；11）尾矿输送泵等。厂区根据工艺布置设有四个高低压配电室，分别为粗矿破碎车间配电室、中细碎车间配电室、主厂房配电室、尾矿输送配电室。在通过计算、负荷分配等供配电设计的过程中，对原始工艺布置图进行了优化修改。

3.2、当前供配电系统设计中的仍存在的一些问题

工厂窑烟气余热发电技术的应用，使得工厂的电力供应改为由电网和余热电站发电机共同提供，余热电站能提供工厂生产线近三分之一用电量，因此在新建的生产线当中应充分考虑余热电站的发电量，适当降低主变的容量，同时在总降变电站配置无功补偿装置时，应考虑余热电站发电机发出无功功率的补偿作用，适当降低总降变电站无功功率补偿的容量，降低设备的采购成本，主变容量减小，主变得运行损耗同样降低，企业的运行费用亦降低。

在工厂的建设工程中，电缆的采购成本约占整个电气设备及材料总价的三分之一到二分之一，电缆的截面的选型及电缆敷设直接影响电缆的采购成本，合理选择电缆截面积，优化电缆敷设路径，对工程建设的投资有很大意义。设计人员在设计时对低负荷，或运行频率低的设备一味的选用大截面电缆，或者对一些电流不大非主要回路的设备，错误的应用经济电流密度进行电缆选型，或者对主要的配电回路选用的经济电流密度不合理，没有区分发电企业，用电企业、高电价企业，低电价企业等原因造成电缆截面选择偏大，或在设计电缆敷设路径时，没有考虑其他工艺设备的影响，造成图纸上路径与现场实际现状不符，而安装公司按图施工未能和设计人员沟通协调，造成电缆敷设迂回，路径加长，造成浪费。

工厂照明设计中为节约灯具的一次投入成本选用高耗能或不节能灯具，这些灯具虽然发光效率、照度或者寿命能满足工程需要，但对于企业长年累月的生产来说，灯具的高耗能，对企业运行不经济。

3.3、工厂供配电系统设计中的措施

3.3.1、实施变压器节电运行

通常来讲，选用性能较好的变压器进行供电调节是常用手段，并列运行变压器组合能够提高电能质量，同时要结合工厂实际电量负荷进行合理配置变压器数量，不仅提高了变压器利用率，最大限度地发挥变压器关键作用，而且降低了工厂投资成本。如果工厂实际生产中的负载经常波动，可以优化工艺段，根据工艺段负荷情况设置多台变压器，分段运行。

3.3.2、减少投资

减少电缆投资，亦是减少有色资源的浪费，因此在供配电设计中，优化电缆敷设路径缩短供电距离，对减少电缆投资至关重要，首先要做到变配电室布置尽量靠近负荷中心，充分的与工艺专业、总图专业沟通，优化配电室的布置，优化室外电缆沟、管，桥架的布置，使得电缆的总敷设量降低，二是电缆敷设路径尽可能使用三维软件设计，能对工艺设备的布置一目了然，优化电缆桥架、电缆沟的走向，避免和工艺管道及设备冲突，在施工中变更路径，造成电缆长度增加；三是精确计算每个设备的工作电流，了解用电设备运行方式，合理选择电缆的截面积，节约有色金属，减少资源浪费，降低建设成本。

3.3.3、降低输电线路损失

现阶段，许多工厂供配电系统都面临一个同样的问题，即输电线路损失过大。降低输电线路损失可以着手以下几个方面：首先，在布设低压开关柜与配电箱输出线过程中，以直线为主，同时考虑供电半径，这样有助于缩减电力输送距离，减少电能与输电过程中的损失。其次，综合分析负荷的具体状况并进行科学分类。普通负荷设备的供电适宜采用一条线路供电，例如电热水器或照明等。根据消防要求和季节特征，合理优化工厂供电结构，采用单独的线路实施负荷量大的设备设施的供电，增强导线长度和截面积与整个系统的匹配度，减少电能流失，良好控制电量消耗，确保工厂用电可靠性。最后，由于工厂输电距离较长，对载流量的稳定也更为严格，所以供配电系统设计中，在一定程度上增大导线截面积，能够节省电能，可以为工厂带来长期的经济效益。

结束语

综上所述，供配电节能设计在工厂经济运行和可持续发展中起到了积极的作用。实际工作中，相关人员应当足够重视节能设计与工厂具体运行状况紧密结合，采用综合性、经济型、适用性较强的方法，减少电能消耗，为工厂的快速进步做出贡献。

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