工厂生活区低压配电线路的合理设计与节能
摘要：工厂生活区用电设备、设施通常为企业的三类负荷，因而未引起电气专业人员足够重视。文中介绍了低压配电线路的合理设计与节能方法。
关键词：工厂生活区 低压配电线路设计 节能
1 问题的提出
企业用电负荷中，生活后勤设施用电占相当比重。据初步调查，一般厂矿企业单位生活用电占企业总用电量的10%～18%。由于生活区用电设备、设施通常为企业的三类负荷，因而未引起电气专业人员足够的重视，部分配电线路设计不够合理，集中反映在：
(1)配电网络接线设计不合理。不少工矿企业在低压线网配置中，将多路单一的动力设施采用树干式接线或动力与照明设施混接于树干或线路上，致使供电可靠性、灵活性和经济性下降。
(2)导线选型不经济。过去，工厂企业单位在生活区电气设计中大量采用了导线截面小的铝线或铝芯电缆线，加上近几年各企业生活区负荷逐步增大，线路电能损耗成为突出问题。
(3)功率因数低。对于大中型企业，供给生活区用电的负荷种类比较多，供电范围大，而对生活区和远距离耗电大的动力设备的功率因数偏低，压降大的问题缺乏有效的技术措施。
因此，改进工厂企业生活区配电网络的设计是企业节能降耗的重要途径。
2 生活区低压配电设计方案的经济技术分析
沈阳市辽中化工总厂是年产值8千万元的中型化工企业，其日用电负荷1700kW，占总用电负荷的14.1%，功率因数平均为0.76，原生活区配电线路设计为两台SLJ-315/10/0.4kV变压器(一用一备)，其馈电线路是多回路架空出线，部分回路所配负荷多且导线线径小，加上主要用电设备、设施的地点距离变压器达600～900m。因而电能损耗大。
经多年的运行和测定统计，工厂生活区低压配电线路原接线方案在实际运行中存在着几个主要问题：多种负荷接于一路干线上，不便于操作管理，尤其是某个负荷发生故障时，导致全回路跳闸，可靠性低;导线均匀为10-25mm2的铝芯线，线路的直流电阻大，当某干线上多个负荷电流增大时，线损高，压降大：由于均为小线径铝芯线架设，导线强度低易断裂、故障率高。当电杆线路检修时，需造成大面积长时间停电，对电气人员作业完全无保障：部分回路功率因数值太低，导致315kVA变压器处于满负荷运行，变损高达23520kW·h/a使变压器处于不经济运行状态。
针对这些问题，我厂经过反复调查研究，对生活设施及住宅楼房等6路重点负荷回路进行了改造设计，改变传统的单一的放射式和树干配电方案。其具体技术措施是：
(1)将原多种负荷接于一条干线上，改为路线供给一个动力负荷。将过去一路线供给1幢楼照明，改为南北两片两条回路供至宿舍区中心，再由两个中心配电柜分13个单回路送至各幢宿舍楼，实行一楼一路线一个开关控制，便于进行管理，互不影响。
(2)将原来5路出线铝芯架空线全部改为VV29-1kV-3x16-35-70mm2的铅饼铠装塑料电力电缆埋地敷设。这样，既增大了导线截面和强度，又避免了架空线受外界自然气候影响。同时，线路损耗大为减少。
(3)在小农场用电设备末端(距变压器920多米)和生活泵房(17kW电机)现场实行电容就地补偿，有效地降低了线损和变损，使变压器低压侧的功率因数由原来的0.75提高到0.92以上，线路压降得到明显改善。
改造的6个主要回路的动力及照明线路，投入实际运行后，每年线损为2540kW.h.原来这6个回路的线损每年达122749kW.h，线损比原来降低79.3%。同时，在生活泵房和小农场用电设备现场设计安装了各30kvar的电容，使这两条线路的功率因数从0.72-0.73提高到0.95。这样，变压器低压侧总功率因数也从原来的0.76增加到0.92以上，减少了线路损耗和变压器损耗。
3 结论
工厂生活区尤其是大中型企业生活区配电线路的合理设计，对生活区配电网的经济运行、安全管理、故障频率、检修作业和电能消耗，具有直接影响，
沈阳市辽中化工总厂通过运用综合经济技术分析的方法，选择对原生活区配电网改造设计方案，经实践应用，每年节约生活区电能损耗达112959kW.h，直接经济效益44281元。同时，使低压配电网功率因数提高，供电可靠性增加，故障大为减少，检修方便，运行安全，而全部改造投资仅一年时间就可全部收回。
因此，合理选择工厂生活区低配设计方案应引起我们从事电气设计、管理人员的重视。
作者：薛福连
【摘 要】 于供配电系统规划与设计过程中，重视对节能技术方法的应用，能够在很大程度上節约电能，提高电能利用率，从而有效缓解我国当前资源紧缺的的局面，并推动国民经济的健康、稳定、快速发展。因此，供配电设计人员在实际工作当中，必须要重视电力设计的节能应用，加强供配电设计中的节能技术水平，以促进我国电力行业的持续发展，进一步推动国内经济水平的持续前进。本文就工厂供配电的电气节能设计进行了探讨。
【关键词】 工厂;供配电;电气节能;设计
引言：
随着社会经济的迅速发展，社会大众生活的不断改善，人们对生活质量的要求也越来越高，对电力的需求也越来越高。我国拥有十几亿的庞大人口数量，消耗的电量也是可想而知的。而且，电力资源一直是中国目前较为紧缺的资源之一，随着经济的不断进步与发展，人们的生活以及企业的工作耗电量也是与日俱增。面对目前如此严峻形势，中国政府及各个电力部门提出了“节约能源，创造绿色生活”的健康理念。对于民众的用电情况来说，通过提高能源的再利用以及供配电的节能设计是节约电能的主要办法。
一、工厂供配电电气节能设计的原则
“低碳环保”是现代人的生活理念，也是当前工厂生产中需认真落实的重要工作。工厂在电气设计过程中，节能技术的体现，应遵循实际性、适用性和节能性等原则。只有这样，才能实现工厂节能设计的科学合理。
1、实际性原则
以经济效益为出发点，强调工厂在电气工程的安装中，应最大程度地实现节能效果。所以，工厂在电气节能设计中，对于节能设备的选择、材料的采购等，都应基于工厂的实际需求进行。并且，通过良好的节能效果，减少在节能投资中的成本支出，并在今后的节能运行中尽快地收回成本。
2、适用性原则
工厂在电气节能设计中，不能一味地强调节能效果，而忽视了电气工程的实际使用性。所以，在电气节能设计的过程中，应依据工厂运行的实际需求，确保能源供应的充足。并依据工厂建筑物内的电能质量、用电设备总功率等方面的标准，选择科学合理的节能设计方案，进而在确保电能充足供应的同时实现合理利用。
3、节能性原则
工厂电气节能设计过程中，节能技术的有效应用，直接关系到节能的实际效果。对于工厂而言，不应单单追逐短期经济利益，而应实施可持续发展战略，通过节能技术的有效应用，实现工厂经济效益的最大化。所以，工厂应采取有效措施，降低生产运行中的能耗。如，减少输电线路的电能损耗等，切实提高工厂的电能利用效率。
二、工厂供配电的电气节能设计
1、节能型供配电系统的选择
从目前我国的电能的使用状况来看，电能的浪费性非常的严重。工厂电气设计的有效性是保证工厂电力有效利用，不被浪费的重要因素，所以在电的根源，供电系统的选择上，我们一定要慎重，目前，我国提倡的是节能型供配电系统的选择。节能型供电系统可以为工厂节约大量的电能。
1.1合理的用电电压
在选择用电电压的时候，我们一般要考虑许多的因素，比如供电量与供电距离的影响，一般我们要根据用电距离的远近来抉择供电电压的大小，供电距离越远，我们使用的供电电压越高，反过来供电距离越近，需要的电压就可以低。这也要结合当地电网的供电能力的大小，还要考虑用户需电量的多少，所以选择合理的电压还要考虑许多的问题。
1.2节能型变压器
在输电的过程中，变压器的耗电是非常大的，据我国电力部门的专业人士统计，变压器的耗电占整个输电系统耗能的百分之十，试算，如果我们采用节约型输电型变压器，能够降低百分之一的耗电量，从全国用电量来看那就是上百亿度电，按照我国的现在的电价来算，工业用电是每度1.2元，这就是百亿元啊，可见我国在电能上每年要消耗多少钱，要浪费多少钱啊，因此来看，节约型变压器的推广，在节约电能的实行中是多么重要，通过节约型变压器，我们就可以节省许多的钱，国家就可以将这部分钱用到其他地方上去。干式变压器是我国目前使用较多的变压器，也是我国所推广的节能型变压器，也可以对传统的油浸式节能型变压器进行改造，也可以降低电能的消耗。这样可以达到节能的目的。根据图表我们清楚的知道s11-M.R型配电变压器的损耗是比较低的，非晶合金配电变压器的综合损耗更低，因此在电厂实际应用中，按照实际要求选取不同配置的变压器。
1.3无功补偿装置的运用
功率因数对于工厂电气系统的节能有着重要的作用，供电部门对工厂的功率因数也有严格的要求，不小于0.95，用户通过投入电容器与电抗器的容量来调整功率因数，达到节能的目的，这样的办法是非常不错的，尤其是对于规模较大的工厂，大型的用电量较大的用电设备较多，这样的话，通过无功功率装置设备的运用是减少电能消耗的重要方式，这样就可以节约很多的能源。
1.4用电设备要与电源较近
我们一般认为用电设备与电源的距离越长，其使用的电线就越长，这样其消耗的电量就越多，实际并非如此，所谓的过程指得是什么，是指电源与直接用电设备的距离，但是在两者之间，有许多许多东西的存在，而且这些东西消耗的电量是浪费的，并没有用到我们所需的真正地方去，所以中间设备越多，其耗电量就越多。所以我们要将我们所需用电设备与所需的电源一定要近，这样我们就可以节约很多的电这样就可以节约大量的用电，就可以达到节能的目的。
2、低压配电压线路的选择
根据电气学者们的实际测量，制定出现代的电能使用手册，上面记载，低压电缆线路的截面对用电量的多少起到很大的影响作用，许多专家学者认为，低压电缆线的截面越大，其消耗的电量就越少，浪费的能量就越少，低压电缆的截面越细，其消耗的电量就越大，所浪费的电量就越大。所以线路的选择，对于电路中电量的节省非常的重要，所以我们一定要选择好，这样就可以达到经济节能的目的。由于在电路中，电量的多少是由线的长度与横截面积的大小所决定的，用电量不变的情况下，线路越短，横截面积越大，其电阻就越小，消耗的电量就越小;相反，线路越长，横截面积越小，电阻越大，消耗的电量就越大，所以，在节能方面的选择中，线路的选择非常的重要，我们一定要选择导线长度与横截面积合适的线路，这样就可以达到节能的目的。
2.1导线选择
我们对材质的选择非常的重要，我们一般是选择电阻较小的材质，这样用电量就少，浪费的就少，达到节约用电的目的，我们一般是选择铜，因为铜的性价比较高，事实上黄金、白银相对黄铜的电阻来说更小，不过前两者太贵，所以就经济上来说，不适合选择，一般我们使用黄铜，来达到节约用电的目的，以铜芯做导线是种不错的选择。
2.2控制导线长度
我们知道，线路越长所消耗的电量就越大，反之，用电量越小，一般使用导线的长度就越短，我们在使用导线的过程中，要尽量使导线呈现直线状态，不能弯曲，一般导线弯曲越多，用线的长度就越大，浪費的电量就越大。我们要少走回头线，尽量不走回头线，因为回头线越多，这样是用线的长度就越大，浪费的电能就越大，在变压器的安装中我们要尽量选择与电源地点较近的地方，这样就可以节约线路的使用就可以达到节约用电的目的。
2.3增加导线的横截面
横截面积越大，导线的电阻就越小，这样电量的消耗就越少，但是横截面积越大消耗的材质越大，所以在经济上就浪费，我们要适当的选择。来达到节能目的。
3、照明系统的设计
3.1节能光源的选择
照明光源的选择与许多因素有关，首先，必须与我们当前国家的法律相符合，一定要符合国家当下的政策，根据不同的场合，选择不同的光源，这样就可以使得选择的光源达到所需要的作用。
3.2照明的节能设计
在现在的社会中，有许多华而不实的现象，比如，在现实的生活中，一个工厂的一个车间需要2000度电，而在使用的过程中，工厂就在现实生活中，使用4000度的电，这样就造成一般用电浪费。这种现象就说明我们一定根据一个工厂的实际使用用电情况，采取用电量，在这种用电量基础上，来进行照明灯的设计安装。关于照明的节能途径主要是采用高效节能电光源及照明电器附件，电光源种类繁多，要做到节能要求就要满足高发光率、高寿命和高显色性，按照高发光率来说尽量不采用白炽灯和卤钨灯，应优先选取高压钠灯和金属卤化物灯，其中金属卤化物灯在发光率、显色和寿命中都占有优势，是现在厂房的首选;如果当一种光源不能满足实际要求，还可以采取混合光源使用，比如可以使用金属卤化物灯和高压钠灯的混合，从而达到节约能耗，提高照明强度的效果。
三、结束语
电能在我国各种能源的消耗中占据较大比例，近年来，随着人们对用电量需求的增加，电能的浪费也就成了严重问题。基于这种现状，于供配电设计中加强节能设计已是必须趋势。相信在电力节能设计的大力实施下，不仅能为电能的节约起到积极意义，还可为企业带来长远的经济效益，最终推动国民经济的健康、可持续发展。
参考文献：
[1]李子然.10/0.4kV低压变电所设计中的节能措施分析[J].电源技术应用，2013，02(02)
[2]刘权.浅谈供配电设计节能技术和措施[J].黑龙江科技信息，2013，7(6)
[3]郑猛.探讨民用建筑供配电设计的可靠性与经济性[J].民营科技，2012，16(5)
作者：杜学普
摘要：近几年来，随着我国经济的快速发展，城市居民的生活水平逐渐提高，对电力的需求量越来越大，传统的城市电网结构已经无法满足县城的电力负荷，所以我们应该对配电网配电线路进行设计优化，保证城市居民的用电质量，本文根据从城市的规划要求出发，根据城市电网的发展状况，提出了对配电线路设计优化的方法以供配电网的设计与改造工作参考。
关键词：城市配电网 配电线路 设计优化
引言
居民对于生活质量和生活水平要求的提高，衍生出了更高要求的电力质量供应。为了满足高质量的电力供应，配电线路设计也应及时跟上电力工程的发展，如此电力系统才能发挥出最佳供电水平。配电线路的设计目的有两个，分别为输送电力资源和分配电力资源，而在实际配电线路安装过程中施工难度相对较大，因此应该完善施工管理，为施工安装提供更为有效的方案。
1中压配电网设计
1.1 10kV中压配电网设计
按照实际应用需求，在放射式、环网式与树干式中选择相应的供电模式。城市核心区与主城区采用以环网式为主，放射式为辅的联合供电模式。针对城市重要负荷，应采用独立供电模式。利用两回路或者三回路方式，在周边变电站的电源点引接，全面确保供电可靠性。城市一般负荷供电模式为环网式。针对容量小、供电可靠性较低的老城区，由于线路走廊建设难度大，可以从环网结构中引出分支线，实行放射式供电。引出点采用断路器保护，当分支点故障时能够及时切除，避免对主干网运行造成影响。在正常运行状态下，环网开环运行，主干线划分为 2-3段，将断路器和负荷开关设置在适宜位置，满足“手拉手”供电需求。配网设计需要保证线路检修时负荷能够全部转移，全面加强供电可靠性。
1.2中压配电网主供电节点设计
城市中压配电网层级，包括变电站、中压开闭所、环网柜、终端变配电所，在变电站引出放射性供电，保证供电可靠性。然而多数区域与变电站距离远，会受到变电站中压间隔与线路走廊影响，所以应按照负荷发展需求，规划设置中压开闭所，将其作为区域供电主电源。区域内开闭所采用环网式供电。为了保证供电可靠性，开闭所主接线，多采用两进线单母线分段接线方式，满足 N1供电可靠性要求。开闭所进线电源引自不同变电站。
1.3中压主网架导线截面设计
在进行配网设计时，主网架导线截面必须考虑负荷现状与增长规律，确保和城市发展规划一致。主网架导线截面应满足供电可靠性要求。结合允许电压计算、经济电流密度计算、允许电流计算等方式，确定导线截面。为方便运行区分与备件通用，应限制中压电缆截面选择。主干网或开闭所进线选择 300mm2与 400mm2 终端变压器选择 70mm2 环网选择 120mm2、240mm2。由于夏季气温高，大功率电器使用频繁，极易出现电力负荷高峰。因此导线截面必须确保负荷高峰时段的运行安全性。通过大量实践可知，在选择导线截面时，必须立足于电网长期规划要求，预留充足空间。部分城市早期的电网规划不注重分析。随着经济的发展，电网供需矛盾凸显，针对不满足实际需求的配网线路必须更换新导线。此时会投入大量资金，还会影响供电质量与供电服务。
2城市配电网配电线路设计优化对策
2.1低压主干网架设计
在居民小区，低压主干网架可以采用铝芯绝缘导线架设，也可采用铝芯低压电缆安装;既可采用杆上安装，也可沿楼房墙壁用工字铁和一字铁同定安装，采用三相四线制，水平排列。低压电网运行采用 TN-C系统，必须在主干线的末端和分支处安装不少于 3处的中性线重复接地。导线截面选择，对于不再进行改造变动的居民小区，可考虑远期负荷规划来选择导线截面，这样，在负荷增加调整配变容量时，低压主干网仍能满足需求，不必重复建设。如上例的居民小区，低压主干网可采用 120mm2的铝芯绝缘导线安装，到每幢楼的分支线，可选用 70mm2截面的绝缘导线安装。
2.2电表集装箱优化
在每栋楼每单元 1楼和 2楼之间，设置一到两个电表集装箱，从方便抄表的角度，电表箱的安装可以应该采用嵌入式或者壁挂式，最好设置在樓道内，在避免阳光直射和雨水的同时，也可以为检修维护工作提供便利。通常来讲，电表集装箱可以采用不锈钢或者玻璃钢材质。在一个集装箱内，宜多设置一块公用电表（走廊、楼道、通信等用电），表箱进线开关应设置带漏电保护功能断路器，且应加装浪涌保护器。宜配置智能电表，带远程抄表功能，在变电所设置公变采集和远程抄表一体化终端，终端与智能电表之间采用载波通信。
2.3架空接户线优化
接户线指从低压主线或者直线引入到集中装电能表箱的配电线路，一般呈三相四线水平排列，可以采用架空敷设的方式，也可以在每栋楼的单元口设置 PVC套管，线路由套管引入表箱。如果同一条主线下，引入的接户线数量较大，可以先将其接入到分线箱中，然后经由分线箱实现与集中电表箱的连接。接户线通常会选择铝芯绝缘导线，在确定导线截面时，需要考虑电表箱内电能表的数量。例如，在小区中，每单元设置一个表箱，其中存在 12块电能表，则接户线可以选择 70mm2铝芯绝缘导线，中性线与相线截面保持一致。
2.4室内配线优化
在对建筑内部配线工程改造环节，经常发现部分电力暗线存在各种各样的问题，如质量较差、导线截面小等，可能会影响供电质量和用电安全。对此，需要做好室内配线优化设计，一方面，室内配线不仅必须满足可靠供电的要求，还必须保证布局合理，安装牢固，符合相关技术规范，确保技术人员能够依照线路绝缘层颜色，分清火线、零线和底线。绝缘导线的选择应该确保额定电压不超过线路工作电压，绝缘符合线路安装方式及敷设环境要求，做好相应的防火工作 另一方面，如果导线穿管为钢管，需要进行接地处理，若多个回路导向存在于同一个管中，需要将其数量控制在 8根以内，并确保绝缘导线绝缘电压不低于 500V。
3结语
总而言之，在对配电网配电线路进行设计优化的过程中，需要充分考虑城市发展规划和实际情况，做好全面细致分析，明确配电线路设计的原则和方法，对具体实施阶段需要注意的问题进行处理，保证配电线路的设计质量和辐射效果，为电力用户提供更加优质、更加可靠、更加安全的电力服务。
参考文献：
[1]王恒，周晓云，张纬，等.10kV配电线路优化设计及节能措施分析[J].中国新技术新产品，2016，（17）：30-31.
[2]魏敏，梁巍，罗兵兵，等.配电线路路径优化设计及选择问题分析[J].科技经济导刊，2017，（27）：105，147.
[3]张少保.论 10kV配电网优化设计与降损措施[J].中国科技投资，2013，（z2）：85.
[4]赵俭男，刘冬冬.对配电网配电线路设计优化的探讨[J].科学技术创新 ，2016，（10）：128.
[5]承诚.LNG站扩建工程配电线路优化设计与节能措施分析 [J].上海煤气，2020，28（02）：32-35.
（作者单位 ：上海国孚电力设计工程股份有限公司济南分公司 ）
作者：杜康
(1) 水泥厂电源输电线路的厂外部分，宜采用架空线路，其终端杆宜设在厂区边缘。当
工厂以10kV及以下电压受电时，宜用电缆引入厂区总降压站或总配电站。当电源以35kV及以上电压受电，总降压站设在厂区边缘时，电源应从终端杆架空引入。当总降压站设在厂区内时，电源宜用电缆从终端杆引入;当采用架空引入时，厂内部分的架空线路，必须采取防污措施。
(2) 厂外用电的配电线路宜采用电缆引至厂区边缘，再改用架空线路敷设。
(3) 厂区10kV及以下高、低压配电线路，宜全部采用电缆。对于一些不宜采用电缆，
用电负荷小，用电点分散的辅助车间，可采用架空线路配电。
(4) 厂区电缆的敷设方式可采用电缆沟、电缆隧道、电缆桥架或电缆通廊等。当沿同一
路径敷设的电力、控制缆线数量较少(少于8根)时，可采用直埋敷设方式。
(5) 电缆敷没应选择最短路径，并避开规划中拟发展的地方;应减少与铁路、道路、排
水沟、给排水管、热力管沟和其他管沟的交叉。
(6) 敷设电缆和计算电缆长度时，应留有一定的余量。
(7) 电缆在电缆沟或隧道内敷设，电缆埋地敷设应符合现行国家标准《低压配电装置及
线路设计规范》的规定。
(8) 电缆桥架的敷设应符合现行的国家标准《钢制电缆桥架工程设计规范》的规定。
(9) 厂区道路照明线路设计应符合下列要求：
1) 大、中型厂厂区道路照明线路，宜采用电缆直埋敷设。小型厂可采用架空敷设。
2) 厂区道路照明除各回路应设保护外，每个照明器宜单独设熔断器保护。
3) 照明线路三相负荷应分配均衡。最大与最小相负荷电流差不宜超过30%。
本科毕业设计开题报告
届：
学院：
自动化
专业：电气工程及其自动化
2012年X月X日
毕业设计
题目
工厂供配电所的电气设计
学生姓名
学号
指导教师
职称
(报告内容包括课题的意义、国内外发展状况、本课题的研究内容、研究方法、研究手段、研究步骤以及参考文献资料等。)
一.课题意义
电力资源是支持国民经济发展不可或缺的一种宝贵资源，电能的生产、传输、储存高效、洁净，它在现代工业生产、人们日常生活及社会各个领域中已或得了广泛应用。工业工厂供配电系统是整个工厂生产的动力源的命脉，它的正常运行直接影响全厂安全。现代大型工厂供配电系统的主接线及运行方式都非常复杂，各种电器设备的数量和种类繁多，随着经济的发展和现代工业建设的迅速崛起，供电系统的设计越来越全面、系统，工厂用电量迅速增长，对电能质量、技术经济状况、供电的可靠性指标也日益提高，因此对供电设计也有了更高、更完善的要求。
在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但在工厂里生产的连续性强，生产机械集中，对供电质量的要求较高。因此对工厂的配电系统进行设计对工厂的流水线已经它的产品质量是很重要的。某些对供电系统可靠性要求很高的工厂即使是极短时间的停电，也会引起重大设备损坏，或引起大量产品报废，因此在工业生产中进行工厂负荷计算;确定补偿容量，确定车间变电所的型式、数量;确定车间变压器的数量、容量等都是重要必不可少的过程。分析好工厂供
配电系统的设计工作对于工厂加快发展具有十分重要的过程.
本课题是根据工厂提供的原始资料按照国家标准，遵守国家规程、执行国家政策，并且遵循安全可靠、技术先进、经济合理的要求，通过其电力负荷的计算，
电力负荷的无功补偿，且确定变电所位置和型式，确定变电所主变压器的台数、容量与类型，选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护，
确定防雷和接地装置，最后绘出设计图纸，完成设计。
本课题具有较强的实用性，通过本次设计可对电气自动化专业有更深刻的了解和认识，加深、巩固了对各门专业课的理解。提高其分析问题和解决问题的能力，提高理论联系实际地运用专业知识及其创新的能力。
二.国内外发展状况
我国变电所主要现状是老设备向新型设备转变，有人值班向无人值班变电所转变，交流传输向直流传输转变，国外主要是交流输出向直流输出转变。
三.研究内容
1.收集与本次设计相关的技术资料及大中型的工厂在供配电上的原始资料，
学习相关国家供配电设计法规及技术标准。
2.工厂负荷实际情况分级，进行负荷计算;确定无功补偿容量。
3.变配电所及主变压器的选择。
4.变配电所接线方案的设计。
5.短路计算及一次设备的选择。
6.继电保护及二次回路的选择。
7.防雷保护和接地装置的实际。
四.研究方法和研究手段
1.在工厂车间负荷等级划分技术的基础上进行全厂总变电所的负荷计算，考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂变电所计算负荷及总功率因数。负荷计算的方法有需要系数法，利用系数法及二项式等几种方法，本次设计采用需要系数法来进行计算。
2.按负荷计算求出变电所的功率因数，通过资料查表或计算求出达到供电部门要求数值所需要补偿的无功功率因数。无功补偿有并联电容器和同步补偿机。本次设计采用并联电容器来补偿。
3.综合考虑工厂所有车间的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要，确定变压器的型号和台数，变压器容量选择。
4.短路电流计算：对于工厂来说，电源方向的大型电力系统可看作是无限大容量的系统。无限大容量系统的基本特点是其母线可视为总维持不变。其计算方法有欧姆法和标幺值法。本次设计采用标幺值法进行计算。
5.一次设备的选择：(1)按正常工作条件包括电压、电流、频率、及断开电流等选择。(2)
按短路条件包括稳定和热稳定进行校验。(3)考虑电气设备运行的环境如温度、湿度、海拔
高度以及有无防尘、防腐、防火、防爆等要求。(4)按各类设备的不同特点和要求如断路器的操作性能、互感器的二次负荷和准确度级等进行选择。
6.电气主接线的绘制：根据工厂具体的负荷情况及变压器台数和地理等情况决定电气主接线的方式，工厂电气主接线的制图可以使用计算机辅助设计软件CAD。
五.研究步骤
全厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况。解决对各部门的安全可靠，经济的分配电能问题。其基本内容有以下几方面。
(1)负荷计算
全厂总降压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。考虑全车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、说明计算成果。
(2)工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量选择
参考电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要，确定变压器的台数和容量。
(3)工厂总降压变电所主结线设计
根据变电所配电回路数，负荷要求的可靠性级别和计算负荷数综合主变压器台数，确定变电所高、低接线方式。对它的基本要求，即要安全可靠有要灵活经济，安装容易维修方便。
(4)厂区高压配电系统设计
根据厂内负荷情况，从技术和经济合理性确定厂区配电电压。参考负荷布局及总降压变电所位置，比较几种可行的高压配电网布置放案，计算出导线截面及电压损失，由不同放案的可靠性，电压损失，基建投资，年运行费用，有色金属消耗量等综合技术经济条件列表比值，择优选用。按选定配电系统作线路结构与
敷设方式设计。用厂区高压线路平面布置图，敷设要求和架空线路杆位明细表以及工程预算书表达设计成果。
(5)工厂供、配电系统短路电流计算
工厂用电，通常为国家电网的末端负荷，其容量运行小于电网容量，皆可按无限容量系统供电进行短路计算。由系统不同运行方式下的短
路参数，求出不同运行方式下各点的三相及两相短路电流。
(6)改善功率因数装置设计
按负荷计算求出总降压变电所的功率因数，通过查表或计算求出达到供电部门要求数值所需补偿的无功率。由手册或厂品样本选用所需
移相
电容器的规格和数量，并选用合适的电容器柜或放电装置。如工厂有大型同步电动机还可以采用控制电机励磁电流方式提供无功功率，改善功率因数。
(7)变电所高、低压侧设备选择
参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选择变电所高、低压侧电器设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、避雷器、互感器、开关柜等设备。并根据需要进行热稳定和力稳定检验。用总降压变电所主结线图，设备材料表和投资概算表达设计成果。
(8)继电保护及二次结线设计
为了监视，控制和保证安全可靠运行，变压器、高压配电线路移相电容器、高压电动机、母线分段断路器及联络线断路器，皆需要设置相应的控制、信号、检测和继电器保护装置。并对保护装置做出整定计算和检验其灵敏系数。
设计包括继电器保护装置、监视及测量仪表，控制和信号装置，操作电源和控制电缆组成的变电所二次结线系统，用二次回路原理接线图或二次回路展开图以及元件材料表达设计成果。35kv及以上系统尚需给出二次回路的保护屏和控制屏屏面布置图。
(9)变电所防雷装置设计
参考本地区气象地质材料，设计防雷装置。进行防直击的避雷针保护范围计算，避免产生反击现象的空间距离计算，按避雷器的基本参数选择防雷电冲击波的避雷器的规格型号，并确定其接线部位。进行避雷灭弧电压，频放电电压和最大允许安装距离检验以及冲击接地
电阻计算。
六.参考文献
1.刘介才主编.工厂供电.第3版.北京：机械工业出版社，2004
2.刘介才主编.工厂供电设计指导.北京：机械工业出版社，2004
3.陈小虎主编.工厂供电技术.
第3版.北京：高等教育出版社，2010
4.唐志平等主编.工厂供配电.北京：电子工业出版社，2002
5.中华人民共和国建设部.10kV及以下变电所设计规范.北京：中国水利水电出版社，1995
6.中华人民共和国建设部.供配电系统设计规范.北京：中国水利水电出版社，1996
7.余建明、同向前、苏文成主编
供电技术.第3版.西安理工大学：机械工业出版社2003
指导教师意见
对课题的意义、国内外发展状况、有一定的了解，对本课题的研究内容、研究方法、基本了解：对研究手段、研究步骤思路比较明确，采
取的方法基本正确，满足开题要求。
同意开题。
签名：
2012年X月X日
【摘要】工厂的供配电设计是保证工厂正常安全生产的必要措施，因此在本文在工厂供配电系统设计的基本原则与要求的基础上对供配电设计的内容以及无功补偿和防雷与接地措施进行了简要的研究。
【关键词】工厂 供配电设计无功补偿防雷接地
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
能作为推动社会发展的基本能源之一，不仅关系着人们的日常生活，同时还关系着整个社会的发展进步。在人们日常生活中，发电厂负责人们生活中的一切用电需求，在整个电力系统中，工厂供配电作为电力系统中的组成部分，其核心任务就是对工厂所需电能进行及时的供应与分配。在工厂供配电系统中，主要由总降变电所、高压配电所、配电线路、车间变电所和用电设备所组成。工厂生产经营的根本目的在于减少成本开支，获取更多的经济利润，而供配电系统方案的设计，不仅关系着工厂的生产成本，同时还关系着工厂今后的发展。
一、工厂供配电系统设计的基本原则与要求
在工厂供配电系统设计的过程中，除了要满足工厂日常生产活动外，还要在原有的基础上节省用电成本。在工厂供配电系统设计的基本原则与要求中，主要包括以下几个方面：首先，工厂供配电系统的设计必须满足工厂对电能的需求，同时还要保障电能的质量，确保工厂用电正常。其次，在工厂供配电系统设计的过程中，接线方式应以简单、灵活为主，以便在今后使用的过程中方便操作及维护。再次，工厂供配电系统的构建必须将成本考虑进去，除了降低必要的运行费用外，还要在原有的基础上减少有色金属的消耗量。最后，制定供配电系统方案时，应充分考虑因生产发展而引起的负荷发展，并考虑分期建设的过渡计划。对电源的供电能力、变配电所建筑匝积、进出线开关数量等，都要预留必要的发展余地。
二、供电设计的内容
全厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局等多方面情况，解决对各部门的安全可靠、经济地分配电能问题。其基本内容有以下几方面。
1、负荷计算
全厂总降压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。列出负荷计算表、表达计算成果。
2、主变压器的台数及容量选择
参考电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要，确定变压器的台数和容量。
3、工厂总降压变电所主结线设计
根据变电所配电回路数，负荷要求的可靠性级别和计算负荷数综合主变压器台数，确定变电所高、低接线方式。对它的基本要求，即要安全可靠又要灵活经济，安装容易、维修方便。
4、厂区高压配电系统设计
根据厂内负荷情况，从技术和经济合理性确定厂区配电电压。参考负荷布局及总降压变电所位置，比较几种可行的高压配电网布置方案，计算出导线截面及电压损失，由不同方案的可靠性、电压损失、基建投资、年运行费用、有色金属消耗量等综合技术经济条件列表比值，择优选用。
5、改善功率因数装置设计
按负荷计算求出总降压变电所的功率因数，通过查表或计算求出达到供电部门要求数值所需补偿的无功率。由手册或产品样本选用所需移向电容器的规格和数量，并选用合适的电容器柜或放电装置。如工厂有大型同步电动机还可以采用控制电机励磁电流方式提供无功功率，改善功率因数。
6、变电所高、低压侧设备选择
参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值，选择变电所高、低压侧电器设备，如隔离开关、断路器、母线、电缆、绝缘子、开关柜等设备。
7、变电所防雷装置设计
参考本地区气象地质材料，设计防雷装置。进行防直击的避雷针保护范围计算，避免发生反击现象的空间距离计算，按避雷器的基本参数选择防雷电冲击波的避雷器的规格型号，并确定其接线部位。进行避雷灭弧电压，频放电电压和最大允许安装距离检验以及冲击接地电阻计算。
8、总降压变电所变、配电装置总体布置设计
综合前述设计计算结果，参照国家有关规程规定，进行内外变、配电装置的总体布置和施工设计。
三、工厂供配电的无功补偿
1、集中补偿
集中补偿分为高压集中补偿和低压集中补偿。
(1)高压集中补偿：是将补偿装置安装在工厂变配电所的高压母线上。这种补偿方式只能补偿高压母线以前所有线路上的无功功率，无法降低选择变压器的额定容量及电能损耗。其优点是初投资较少，便于集中维护，能对工厂高压侧的无功功率进行补偿，提高工厂总的功率因数。这种补偿方式在一些大中型工厂中比较常见。
(2)低压集中补偿：是将低压无功补偿设备集中安装在工厂变电所的低压母线上。这种补偿方式能补偿变电所低压母线之前所有设备及线路的无功功率，便于维护，能降低选择变压器的额定容量及电能损耗。此方式在工厂中相当普遍。
2、分散就地补偿
分散补偿装置是将补偿装置安装在需要进行无功补偿的个别容量较大且负荷较平稳的用电设备旁边。补偿装置一般与用电设备同事投入运行和断开。该补偿方式能够补偿安装部位以前所有的高低压线路及变压器的无功功率，能最恰当地降低系统的损耗和维持系统的电压水平，因此补偿效果最好。但是这种补偿方式投资较大，补偿设备利用率较低。
3、补偿装置的选择
目前工厂企业中常用的无功补偿装置是由电容器组、电容器支路保护、投切开关和自动补偿控制器等组成的电容器分组自动投切无功补偿装置。为了使各组电容器和开关的运行平衡化，应避免个别电容器组频繁开合而造成该电容器组过早损坏，各电容器组之间宜采用轮换循环投切使用的原则，即先投入先切除。
由于现在工厂中多有波动性、冲击性负荷，这些设备运行时会产生大量谐波，引起电网电压波动、闪变及三相不平衡，影响用电设备的安全运行。虽然电容器本身具备一定的抗谐波能力，但同时也有放大谐波的副作用。谐波含量过大时，会对电容器的寿命产生影响，甚至造成电容器的过早损坏，由于电容器对谐波的放大作用，将使系统的谐波干扰更严重;因而在有较大谐波干扰时，需要补偿无功功率的地点考虑增加滤波装置。
四、防雷与接地
1、防雷措施
防雷措施主要有:架设避雷线，这是防雷的有效措施，但造价高，因此在35kW的架空线路上，一般只在进出变配电所的一段线路上装设，而10kW及以下的线路上一般不装设避
雷线;装设避雷针，室外配电装置应装设避雷针来防护直接雷击，如果变配电所处在附近高建(构)筑物上防雷设施保护范围之内或变配电所本身为室内型时，不必再考虑直击雷的保护;高压侧装设避雷器，这主要用来保护主变压器，以免雷电冲击波沿高压线路侵入变电所，损坏变电所的这一最关键的设备，为此要求避雷器尽量靠近主变压器安装。
2、接地与接地装置
电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接，称为接地。埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体，或称接地极，专门为接地而人为装设的接地体，称为人工接地体。兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、金属管道及建筑物的钢筋混凝土基础等，称为自然接地体。连接接地体与设备、装置接地部分的金属导体，称为接地线。接地线在设备、装置正常运行情况下是不载流的，但在故障情况下要通过接地故障电流。结束语
本文所阐述的是工厂配电系统设计的一般要求，而工厂供配电系统设计中通常有多个可行方案，需要通过方案比选来选择或确定一个最佳方案，而方案比选必须建立在工厂供配电系统满足最基本的原则和要求的基础之上，达到节约电能的目的。
参考文献
[1] 李书奇. 论工厂供配电系统的方案比选[J]. 山西建筑. 2010(02)
[2] 刘凌燕. 工厂供配电系统运行和维护的安全技术要求[J]. 工业安全与环保. 2010(01)
[3] 要俊琴. 浅谈工厂供配电系统中的节能措施[J]. 科技情报开发与经济. 2007(11)
任务1:配电网概述
任务2:配电设备
任务3:架空配电线路
任务4:电容器的结构及原理
任务5:功率因数的概念、功率因数的提高
任务6:电压损耗的概念、电压调整的措施
任务7:线损的概念、降低线损的措施
任务8:过电压的基本概念、防雷措施
任务9:电能质量指标、电压偏差的调整
任务10:配网可靠性的基本知识、提高供电可靠性的措施
用电检查二级证配电线路题库
一、判断题(每题1分，共 20分;正确打√，错误打×)
1.测试电力电容器绝缘电阻时，兆欧表一摇动，指针回到零位，说明电力电容器绝缘电阻不良。()
2.单相电弧接地引起过电压只发生在中性点不接地的系统中。()
3.绝缘安全用具应按规定做定期试验，10kV及以下的绝缘拉杆的试验周期一般为一年。()
4.设备检查的目的就是对其运行情况、工作性能及磨损、腐蚀或老化程度进行检查和监测。()
5.设备评级原则是：一类设备是本单元内存在缺陷，但不影响安全供电，不威胁人身安全。()
6.电力系统运行的设备进行检修工作之前要有申报和批准制度，要企业领导批准后，才可付诸实施。()
7.真空断路器的真空的净化处理是在高温下用烘烤的方法进行的。()
8.为了防止导线混连短路故障的发生，在冬季应把线路导线弧垂情况作为巡视重点。()
9.导线拉断故障常常发生在每年最冷或覆冰的季节。()
10.消除导线覆冰采用电流熔冰法，应在线路末端把三相短接，从首端供给电源，使在较低电压下通以大的电流，提高导线温度而使覆冰熔化。()
11.设备完好率的计算式为：
设备完好率=
一、
二、三级设备总数×100%评级设备总数。()
12. 对较复杂的检修项目，应根据检修工作内容组织工作班成员和工作负责人进行现场勘察，并作好记录。()
13. 停电检修工作中，若遇雷、雨或风力超过4级等恶劣天气时，一般不宜继续进行。
()
14. 导地线修补、切断重接后，新部件的强度和参数不得低于原设计要求。
()
15. 线路长期输送大负荷时，应适时打开线夹抽查。()
16. 补修管修补导地线损伤时，应将补修管完全覆盖损伤部位，其中心位于损伤最严重处，两端应超出损伤部位边缘8mm以上。。()
17. 混凝土电杆裂纹处理：应根据实际情况采取打套筒(抽水灌混凝土)、加装抱箍等补强加固措施或更换处理。()
18. 倾斜杆塔扶正应采用紧线器具进行微调，或采用人(机械)拉大绳的方法扶正。()
19. 杆塔上有人工作时，严禁调整拉线。()
20. 绝缘子清扫、更换完成后，即可恢复运行。()
二、单项选择题;(每题1分，共25分;请将正确答案序号填在括号内)
1.工作负责人(监护人)、工作许可人应由有一定()经验、熟悉电力安全工作规程、熟悉工作范围内的设备情况，并经工区(所、公司)生产领导书面批准的人员担任。
(A)工作;(B) 作业;(C) 检修。
2. ()的报告应简明扼要，并包括下列内容：工作负责人姓名，某线路上某处(说明起止杆塔号、分支线名称等)工作已经完工等。
(A)工作间断;(B) 工作许可;(C) 工作终结;(D) 工作转移。
3. 完工后，工作负责人(包括小组负责人)应查明全部工作人员确由()撤下后，再命令拆除工作地段所挂的接地线。
(A)作业点;(B) 杆塔上;(C) 工作地点 。
4. 工作票制度规定，其他工作需将高压设备停电或要做安全措施者应填用
()工作票。
( A). 事故应急抢修单; (B). 第二种;(C). 带电作业;(D). 第一种。
5. 工作许可人在完成施工现场的安全措施后，应会同()到现场再次检查所做的安全措施，对具体的设备指明实际的隔离措施，证明检修设备确无电压。
(A) 工作班成员;(B)专责监护人;(C) 工作票签发人;(D) 工作负责人。
6. 对于可能送电至停电设备的各方面都应装设()或合上接地刀闸。
(A) 个人保安接地线;(B) 标示牌;(C) 接地线;(D) 电缆。
7. 对同杆塔架设的多层电力线路进行验电时，应()，先验下层、后验上层，先验近侧、后验远侧。
(A) 先验高压、后验低压;(B) 同时验高、低压;(C) 先验低压、后验高压;(D) 只验检修的电压等级线路。
8. 遇有火灾、地震、台风、冰雪、洪水、泥石流、沙尘暴等灾害发生时，如需对线路进行巡视，应制订必要的安全措施，并得到设备运行管理单位分管
()批准。
(A)组长;(B) 领导;(C) 专责;(D) 班长。
9. 紧急救护的基本原则是在现场采取积极措施，保护伤员的生命，减轻伤情，减少痛苦，并根据伤情需要，迅速与()联系救治。
(A) 地方政府;(B) 医疗急救中心(医疗部门);(C) 领导及管理人员
10. 带电水冲洗悬式绝缘子串、瓷横担、耐张绝缘子串时，应从()依次冲洗。
(A) 横担侧向导线侧;(B) 导线侧向横担侧;(C) 中间向两侧;(D) 两侧向中间。
11. 杆塔上作业应在良好的天气下进行，在工作中遇有()级以上大风及雷暴雨、冰雹、大雾、沙尘暴等恶劣天气时，应停止工作。
(A) 6;(B) 5;(C) 4;(D) 3。
12. 当人巡线时，禁止攀登电杆。对于能够保证安全距离要求的铁塔()。
(A) 无危险时可以攀登;(B) 必要时可以攀登;(C) 临时委托监护人后再攀登;(D) 同样禁止攀登。
13. 修剪树木(树枝)时，为防止树木(树枝)倒落在导线上，应设法用绳索将其拉向与导线()的方向。
(A) 相同;(B) 一致;(C) 相反;(D) 不同。
14. 双钩紧线器应经常润滑保养，换向爪失灵、螺杆无保险螺丝、表面裂纹或变形等严禁使用。紧线器受力后应至少保留()有效丝杆长度。
(A)1/2;(B) 1/3;(C) 1/4;(D) 1/5.15.终勘工作应在初勘工作完成，()定性后进行。
(A)施工图设计; (B)设计; (C)初步设计; (D)室内选线。
16. 安全性评价是()安全管理的重要方法。
(A) 现代; (B) 传统; (C) 先进 ;
17. 春季安全检查内容除安全检查提到的六方面主要内容外，还应结合迎峰渡夏的安全特点，查()防电气绝缘受潮发霉、防洪、防汛、防台;查低频减载、五防闭锁装臵投入情况
(A)查防火、防小动物事故，;(B) 查设备设施防寒防冻;(C) 查防污闪事故;(D) 防雷、防暑降温.18. 班组工器具管理要求：大型工器具、专用工器具、精密工器具等，一般都()。
(A)集中管理;(B) 个人保管;(C) 专人保管;
19. 工器具的送检工作应()，以保证使用精度和安全性。
(A)每年送检;(B) 定期送检;(C) 每半年送检;
20. 工作不负责任,违章指挥是由于()而形成的危险点。
(A)习惯性违章;(B) 伴随作业实践活动;(C) 违反生产活动客观规律;
(D) 伴随特殊的天气变化。
21. 填写工作票失误是由于()而形成的危险点。
(A)伴随作业实践活动;(B) 习惯性违章;(C) 伴随特殊的天气变化 ;(D) 违反生产活动客观规律。
22. 彻底根除危险是()。
(A)对动态危险点预控法;(B) 调查分析预控危险点法;(C) 静态危险点预控方法
;(D) 归纳分析预控危险点法。
23. 防止误动设备和接触带电设备是()
(A)对动态危险点预控法;(B) 调查分析预控危险点法;(C) 静态危险点预控方法
;(D) 归纳分析预控危险点法。
24. 安全监督部门负责监督检查本单位各级领导和部门对国家和上级部门有关农电安全工作的()的贯彻执行情况和安全工作责任制的落实情况。
(A)法规、标准、规定;(B) 法律、条例、办法;(C) 要求、指示、规定。
25. 省公司(或委托市公司)与县公司第一责任人应签订安全目标责任书，县公司与供电所要签订安全责任状，供电所与电力用户之间要以()签订安全用电责任书。
(A)电网合理性;(B) 供电可靠性;(C) 资产分界点。
答案
一判断题
1. ×;2√;3. √;4√;5×;6√;7√;8×;9√;10√。
11×;12×;13×;14√;15√;16×;17√;18×;19√;20×。
二、选择题
1.A; 2.C; 3.B; 4 D; 5.D; 6.C; 7.C; 8B; 9B;10B;
11A; 12D;13C;14D;15C;16A;17D;18A;19B;20C;
21D;22C;23A;24A;25C.
1. 试述线路巡视的目的和巡视内容。
2.验电技术措施包括哪些内容?
3.挂接地线措施包括哪些内容?
4.等电位更换针式、棒式绝缘子的基本步骤是?
推荐阅读：
输配电线路相关论文06-25
低压配电柜保养规程05-23
配电电缆的选择技巧论文06-03
配电变压器的故障分析06-23
配电房巡回检查制度06-25
供配电专业考试经验06-29
高低压配电房安全知识06-14
配电网谐波的产生与危害治理论文06-17
