浅谈工厂电气设计要点
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作者: 张欣 刘伟
摘要：随着经济的发展，工业生产的规模不断扩大，工厂的建设数量也开始逐渐增多。电气设计作为工厂厂房设计中重要的一环，在确保工业生产能够进行，工厂经营能够有效开展方面，有着重要的作用。本文就主要对工厂的电气设计进行简单的探讨。
关键词：工厂 电气设计 厂房设计 防雷接地
供电质量的好坏，对于工厂能够持续稳定的运行有着重要的影响。如果没有合理的供电设计，则无法确保供电的顺利和通畅，进而影响工厂持续稳定的运行。工厂的产区和车间两个部分是用电量最大的区域，因此，在工厂电气设计中，厂区和车间的供电是需要着重加强的两个方面。
1、厂区供电
根据负荷计算及对二三期负荷的预测，全厂的变压器安装容量约8000kV-A左右；鉴于附近电力部门的10kV系统已经没有容量及备用的回路，且当地的市政线路以35kV为主；故经甲方与供电局协商，在厂区内建一个35kV降压站，内设两台容量为4500kV・A/35kV/10kV的主变压器。《供配电设计规范》(GB50052-95)第4.0.4条明确规定：正常情况下，用电设备端子处电压偏差允许值(以额定电压的百分数表示)宜符合下列要求：(1)电动机为±5％；(2)照明：在一般工作场所为±5％，对于远离变电所的小面积一般工作场所，难以满足上述要求时，可为+5％，-10％，应急照明、道路照明和警卫照明等为+5％，-10％；(3)其它用电设备当无特殊规定时为±5％。《10kV及以下变电所设计规范》(GB50053-94)第2.0.1条明确规定：变电所位置的选择，应根据下列要求经技术、经济比较确定，即：接近负荷中心；进出线方便。
2、车间照明及配电设计
2.1车间照明分类及供电方式
鉴于《机械工厂电力设计规范》(JBJ6-96)规定，我们在进行车间的照明设计时，一般采用以下几种供电方式：(1)当厂房内只设一台变压器且采用变压器干线式配电系统而又无低压联络线时，照明电源宜接自低压侧总开关进线端；当有联络线时，照明电源宜接自低压侧总开关出线端。应急照明电源应与正常照明的供电干线自变电所低压屏(或母线上)。(2)当车间变电所低压侧采用放射式(或放射式与干线式相结合的方式，即较常用的配电方式)时，车间的照明电源宜接自低压配电屏的照明回路上；应急照明(值班照明)电源宜接自低压配电屏的应急照明回路上。(3)当厂房内无变压器，电源从附近引来时，动力配电回路宜与照明回路分开；在建筑物电源进线处，应急照明电源与正常照明回路分开，且接在正常照明回路总开关上口。
2.2车间照明的控制及电能计量
根据《机械工厂电力设计规范》我们在对该工厂进行车间内照明设计时，首先按跨及工段进行分区供电，在变电所低压出线屏内装设电度表，对每路照明及应急照明进行计量。其次，在车间内便于操作的距离范内，安装照明及应急照明配电箱，出线采用一灯一控方案。这样，看起来虽然配电箱多一些，配电箱中的开关也多一些，但从长远来看，可以节约大量的电能；同时，每个配电箱控制的范围不大，便于操作。
2.3车间配电方式
在机械工厂内的低压配电方式多为放射式与干线式相结合的方式，即对某些电力安装容量较大的设备或对供电有特殊要求的设备，采用由车间变电所直接放射式的方式，对数量较多，但单机容量不大，且对供电无特殊要求的设备，采用干线式配电；对某些容量较大的设备还应设就地补偿无功功率；对大型的结构件车间，有大量的电焊机，对无功功率需求量较大，除在变电所内对无功功率补偿外，还应该在车间内对配电干线补偿无功功率，以提高功率因数，减小干线截面，降低投资。
3、工厂电气设计中的防雷接地
3.1防雷
工厂的厂房建筑一般都是三类防雷建筑，其多是用彩钢板作为屋面，根据相关的规范和规定，建筑物所使用的钢板或者金属板能够直接作为接闪器，同时在钢板的内部，或者建筑内部的钢柱中进行下线的引导，其中引下线的间距应当确保在25m左右，以此便可以使用建筑物的内钢筋作为接地体，形成防雷设施。
3.2接地
厂房内设变压器的低压配电系统一般采用TN-s接地型式。变压器中性点直接接地，所有电气设备外壳及外露可导电的金属部分需与PE线可靠连接为一体。保护接地、过电压保护接地和防雷接地共用，构成共用接地系统，实测接地电阻应≤1Ω。直接采用380V低压电缆进线的厂房的低压配电系统采用TN-c-s接地型式，电源中性线在进户处做重复接地，进入建筑物后N线与PE线分开。所有电气设备外壳及外露可导电的金属部分需与PE线可靠连接为一体。保护接地、过电压保护接地和防雷接地共用，构成共用接地系统，实测接地电阻应≤1Ω。在各建筑物的电源进线处设总等电位联结箱，将下列可导电部分互相连通进线配电箱的PE(PEN)母排；公用设施的金属管道，如上、下水、热力、燃气等管道；建筑物金属结构；人工接地体等，实行总等电位联结，各建筑物内部的各个总等电位联结的母排互相连通。在各配线间、电梯机房、各弱电机房及浴室设局部等电位联结箱，将下列部分互相连通：PE母线或PE干线；公用设施的金属管道；建筑物金属结构，实行局部等电位联结。
4、结语
工厂电气设计的合理与否，直接影响着工厂供电能够适应生产和经营的需要，对工厂安全稳定的运行有着重要的影响。本文从厂区供电以及车间用电两方面详细阐述了工厂电气设计要点，同时对工厂电气设计的防雷接地措施进行了简单的分析，只有通过完善的设计方案，才能确保工厂电气设计方案的合理有效，确保供电设备的稳定运行，进而确保工厂的稳定运行。
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