工业企业供配电设计问题探讨

徐敏

潍坊市市政工程设计研究院有限公司 山东省潍坊市 261041

摘 要：供配电设计是否科学合理对工业企业的安全稳定运行具有重要影响。因此，企业应该完善对于供配电系统的设计，在设计的过程中要充分考虑供配电设计问题，满足生产对用电负荷的变化，为工业企业高质量运行提供保障。下面笔者就对此展开探讨。

关键词：工业企业；供配电设计；问题；

1 概述

1）工业企业供配电系统是把电力系统提供的电源由企业总变配电所（降压） 分配到各车间变配电所，再由各车间变配电所分配给最终各用电设备的电气系统。

2）工业企业供配电系统设计是电气设计的一部分，在本文简称供配电设计。在工业企业供配电设计中，企业外部供电电压、企业内部配电电压、企业变配电所位置的确定是供配电设计的重要环节；这些环节设计选择的合理与否，对降低线路电压降，保证供配电电压质量，减少电能在配电设备和线路上的损耗，节约有色金属、减少一次投资有重要影响。在设计时我们应该多方面比较，做到每个环节设计选择的最优化；节约每一度电，节约每一米电缆，尽量减少无谓的电能和有色金属等的浪费；这也是我们积极响应国家号召，节约能源、节约资源，减少浪费的实际行动。如何在上述环节选择合理可行的设计方案，是本文探讨的重点。

2 工业企业外部供电电压的确定

1）电力系统的电能是由输变电设备和线路传输分配的；电能在输送过程中，由于设备和线路存在阻抗，当负荷电流在设备和线路中流过时，会在输送回路中产生电压降和电能损耗；在阻抗一定的情况下，电压降和回路中流过的电流成正比，电能损耗与电流的平方成正比。一定的输送功率，提高供电电压，输送回路内的负荷电流成比例减小；所以采用较高的供电电源电压可以降低输送过程中的电压和减少输送过程中的电能损耗；如果把 10 kV 的供电电压提高到 35 kV，相同的输送容量输送过程中的电能损耗可以减少 91.8%。

2）具体到工业企业外部供电电压的选择，应考虑多方面的因素。比如当地电网情况、工业企业规模、用电负荷的性质及容量、送电距离等。设计时应进行经济技术比较，并考虑企业的中远期发展规划，确定合适的企业外部供电电压；如果有两种以上的外部供电电压可以选择，当经技术经济比较相差不大或企业有较确定的中远期发展规划时，应采用较高电压供电，有利于节能，也有利于企业后期的长远用电需求。

3）工业企业外部供电电压的确定，经济合理的前提下，尽可能采用较高的供电电压。

3 工业企业内部配电电压的确定

工业企业内部配电电压采用较高的电压等级，相同负荷功率情况下，可以减小负荷电流，从而增加输电线路的输送功率和输送距离；长期运行过程中，也可以大量减少输配电过程中的电能损耗。

1）长期以来，国内工业企业低压配电电压一般均采用 220/380 V，照明和动力可以共用变压器，电压等级少，使用方便；但对工业企业，特别是较大型的工业企业，有大量中大容量的工艺设备、风机、水泵等，采用 380V 的缺点很明显，比如送电距离短、电压损耗高、有色金属消耗多等。如果把低压配电电压由 380V 提高到 660V，上述缺点就可以得到很大的改善。

2）提高到 660V 后优点如下：第一；可以有效降低电能损耗：因为电能损耗与负荷电流的平方成正比，由 380 V 提高到 660 V，负荷电流相应减少到原来的1 ；在相同的用电负荷和相同的配电线路情况下，电能损耗只有原来的 1 。第二；可以提高供电质量：由于电压升高，负荷电流减小，相应的电压降也成比例减小，从而提高了供电质量，增加了送电距离。第三；可以节约有色金属：由于电压的升高，同样功率的用电设备额定电流减小，为其配电的电缆等截面也可以相应减小，从而减少一次投资和有色金属的消耗。

3）现有国家规范已提出工业企业可以采用配电电压 660 V。规范 GB 50052—2009 第 5.0.2 条“低压配电电压宜采用 220/380 V，工矿企业亦可采 660 V”；规范GB 50673—2011中第 7.1.3 条“工艺过程中具有较多中等容量的电动机等负荷时，应进行 660 V 配电和 380 V 配电的技术经济比较，择优选取”。

4）低压配电电压的确定：中大容量的低压用电设备较多时，推荐采用 660 V 作为动力设备的配电电压，照明及个别小动力设备仍可以采用 220/380V配电电压。

4 工业企业变配电所位置的确定

1）对供配电设计来说，总（降压）变配电所和各车间变配电所位置的确定是一个与节能、投资、工厂安全可靠运行等相关的一个重要方案问题；相关国家规范对变配电所位置的基本要求是靠近负荷心，进出线方便等，非常直观容易理解和接受。但针对具体工程，很多项目的变配电所位置设置由于种种原因，并没有设置在负荷中心，其中包括现场的场地条件问题、总图的规划问题、工艺等主专业对电气专业的考虑较少等问题。很多项目忽略了变配电所位置设于负荷中心的基本原则，造成电压降增大、电能损耗增加、较长的电缆长度增加了铜等有色金属的消耗，增大了直接投资。以下用一个实例来分析变配电所位置的确定问题。

2）某选矿项目，用电负荷较大。外部供电电压采用 220 kV；新建 220 kV 总降压变电站在距离全厂最大用电负荷磨选车间约 500 m 处，离其它主要用电车间也不远，尽量靠近了负荷中心；220 kV 经多级降压降为10 kV后采用大截面封闭母线桥引至磨选车间；磨选车间是耗电量最大的车间，包括有大功率球磨机、大功率渣浆泵、浮选机等；工艺用电量大、设备多；在设计初期，经电气专业与工艺、建筑等专业反复沟通讨论，在磨选车间的磨矿与浮选工段之间专门设置了一跨，布置所需变配电装置；因磨选车间层高较高，该跨设计为三层，各层分别是 10/0.4 kV 变配电室、10 kV 高压配电室及变频器室、中央控制室；上述房间非常接近磨矿车间负荷中心，变配电设备与各主要用电设备距离很近，电缆布线长度大幅缩短，既节约了有色金属减少了投资，又降低了线路电压降、并且减少了长期运行的电能损耗。

3）与前述减小回路电流，降低电压降和减少电能损耗对应，工业企业变配电所位置布置主要影响配电线路的长度；变配电所位置靠近负荷中心，肯定会减少配电线路的长度，从而也减小了线路阻抗，起到降低电压降和减少电能损耗的作用，也可以节约有色金属的消耗，减少一次投资。

4）当然，除了靠近负荷心，进出线方便外，变配电所位置的确定还有其它很多要考虑的因素，详见国家有关规范，本文就不再细述。

5）工业企业变配电所位置的确定：尽可能靠近负荷中心；但电气专业一般要配合满足工艺、建筑、总图等主要专业的总体规划布置的要求。

结束语

综上所述，工业企业供配电设计对项目建设的投资、节能及运行操作维护等方面均有重要影响，设计时应严格按照国家、地方、行业有关规范，充分与当地供电部门及工艺、总图、建筑等相关专业就方案和细节进行详细的交流沟通，最终做成一个技术先进、经济合理、安全可靠、用户满意的电气设计。

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