工程供配电的优化设计要点探究

王志强

(中国石油管道局工程有限公司设计分公司河北廊坊065000)

摘要：就输气站场而言，庞大而复杂的供配电系统在建设、应用过程中难免遇到能耗大、设计不合理及资源浪费等问题。对其进行优化，在一定程度上解决这些问题，重要性不言而喻。鉴于此，本文以“工程配电的优化设计”为主要研究对象，分别从三个角度就输气站场工程配电的优化策略展开论述。望本研究能够为一线工作人员提供一定的借鉴和启示。

关键词：工程供配电;负荷;高低压配电系统

引言：

为了最大程度地满足站场所需电能的供应与分配，以恪守设计规定，安全，及节能等为原则，优化供配电系统;从各厂房的真实电需求出发合理分配电力系统中的电能，提高站场供电的可靠性，自然十分重要。以笔者所负责的工程为例，供配电系统的优化设计离不开对站场负荷的计算，对变电所位置的选择以及对总变电所主接线，高低压配电系统的设计，保护及对相关节能装置的设置等。

1站场负荷的计算和变电所位置选择

优化输气站场工程供配电系统，需要针对站场总体负荷进行计算。毕竟每一个车间变电所的变压器都有功率损耗，唯有先对这种功率损耗进行预估，才能对整个厂区的总功率因数，高压侧负荷等数值进行合理的计算。而为了实现对计算结果的有效分析，还要准确列出相关的负荷计算表，以确保在此过程中相关数值引入的准确性。选择供配电系统总变电所位置，要考虑高压电源进线方向等因素，尽可能靠近用电量较大的厂房或直接立在站场负荷中心的附近。确定变压器台数及容量时，既要对全厂的负荷进行详细计算，又要参考土建专家方面的意见，以便调整后的供配电系统能满足将来站场扩建的需求。

2主接线及高低压配电系统的设计

设计站场变电所主接线，要秉承可靠和安全的原则，一般会选择高压双电源的供电方式，让电房之间环环相扣，灵活供电。同时考虑到未来站场设备维修的便捷性及可操作性。另外，站场的高低压配电系统是整个供配电系统设计的关键，因而在开展相关设计时，要充分考虑到设计的专业性，经济性原则。结合厂区内的实际负荷情况，统筹考虑负荷布局，变电所位置等因素，确定厂区配电电压(若出现高压进线和变电站不稳定等情况，可以考虑使用有载调压油浸式变压器)。要选择便于日常操作的铠装移开式中置柜作为高压柜，选择方便更换开关，造价相对便宜的固定式开关柜作为低压柜。当需要使用两台或者两台以上的变压器时，所选择的变压器必须具有连锁功能。因为通常情况下低压电流比较大，所以出现1250kVA以上级别的变压器时，要使用封闭母线槽来连接低压侧至低压总进线柜。

3保护与相关节能装置的设置

工频电气参数受制于电力系统，会随之变化而产生波动，电力系统若出现短路，工频电气参数就会发生变化，对工厂生产等造成一系列的影响，甚至诱发安全事故。因此在对供配电系统进行优化的过程中，还需要考虑站场的实际情况，针对过流，速断，零序，瓦斯等设计相关的断电保护装置，实现对系统的保护;另一方面，选择低压侧电气设备和高压侧电气设备，要综合考虑各个回路所对应的额定值、短路电流及计算负荷数据，在完成初步选择后，还要对设备进行热稳定性检验。同时为了合理选择及检验电气设备，还需要对断电保护装置进行一定的计算，在实际计算过程中就无限容量系统供电进行短路电流计算，根据系统的不同运行方式、结合相应的短路参数，计算得到各个点两相，三相的短路电流;针对大型的用电要求较高的工厂，断电保护要选取直流屏供电。在直流屏的选择上，要结合需要确定断电保护的机器台数，恰如其分地控制大小。

4工程供配电系统设计要点分析

4.1设计照明负荷的配电网络

照明负荷配电网路由多个部分共同构成，主要包括：配电屏、馈电线、分支线等。在具体设计过程中，先从配电屏中引出相应的供电电源，然后对馈电线的干线进行应用，从而将电源引入到总照明配电箱中，从总照明配电箱中分出多个支路，每个支路与分配电箱进行连接，再由每个分配箱分配多个分支线，最终与终端用户相连接，完成对建筑中整个照明系统的供电，具体情况如图1所示。

图1 照明配电网络构成

4.2设计配电箱

配电箱需要满足保护电气、测量仪表、开关、其它辅助设备在实际组装过程中的具体需求，最终构成一套完整的低压配电装置。该装置在具体应用过程中应当能够满足手动、自动控制需求，如果系统在运行过程中出现故障，可以利用装置切断电路，该部分在具体设计过程中，需要满足以下内容：

（1）建筑内的不同区域插座在实际应用过程中，能够实现单独回路供电。

（2）结合建筑的具体情况，完成空调回路设计。

（3）各个插座回路都要设计相应漏电保护开关，挂壁空调插座除外。

此外，在回路分配过程中，还需要符合以下要求：（1）照明系统、卧室、卫生间插座都可以单独回路供电。（2）从空调回路的具体情况来看，应当将其分成单独柜式空调回路，另外两个空调插座要作为一个回路。

4.3设计开关及插座

开关可靠动作是电气系统在实际运行过程中安全的保障。因此，在具体设计过程中，设计人员应当结合电器设计的具体要求，以及系统安全要求，选择合理的开关类型及相应的方式，确保建筑的整体安全需求能够满足应用需求。

4.4导线的选择设计

电力线路是配电线路系统中的一项关键基础设施，其担负着输电的重要职能，在进行该项内容设计时，设计人员应当结合相应的操作规范，以及系统安全的具体需求，选择与实际情况相符的导线，在导线的选择过程中，应当注意导线的材质、横截面大小、以及长度等，并且要做好相应布置工作，在节约导线的基础上，减少能源传输过程中的能量消耗量，从而满足在节能、经济、安全方面的具体需求。同时，导线的选择过程中，还要考虑经济性，在确保导线的性能可以满足线路的基础上，选择经济性更好的导线。

结语：

总而言之，站场工程供配电设计的优化要兼顾安全和经济性，同时遵循相关设计的规范。当然因为涉及到诸多细节，工作人员在具体操作过程中要严密设计，多方验证，同时随时针对具体的情况进行细致，深入地调整，以便能够真正意义上发挥服务生产，节能节电的关键性作用。

参考文献：

［1］张鑫．工厂供配电系统中节电的必要性及措施［J］．河南科技，2015，(07):128－130．

［2］余文强．工厂供配电工程设计研究［J］．机电信息，2015，(06):121－122