大型工業企業電氣設計研究

梁紅

廣東省輕紡建筑設計院 廣東省 510800

摘要：近年來，我國工業不斷發展，工業企業數量不斷增多，規模不斷擴大，在工業企業的日常運作中，電氣設計的重要性逐漸凸顯，科學合理的電氣設計是企業正常運作的重要前提。本文以大型工業企業大型廠房的電氣設計為例，分析了工業廠房在供配電、照明方式、電氣設備選擇等方面設計需要注意的問題以及電氣設計的節能措施。

關鍵詞：大型工業企業；大型廠房；電氣設計

工業企業數目的增多，規模的擴大為我國國民經濟的增長做出了巨大的貢獻，做好大型工業企業的電氣設計，可以保證企業的正常運轉，保證企業用電安全。大型工業企業電氣設計涉及內容比較多，包括變電所位置的設置和變壓器選型、配電設計、照明設計、防雷與接地設計以及消防設計等，是一項十分巨大的工程，需要設計人員在充分了解廠房實際情況的基礎上進行，還要考慮安全性與節能技術。

1.大型工業企業電氣設計

1.1變電所位置的設置和變壓器選型

變電所的位置選擇會極大地影響大型工業企業電氣設計，因為大型工業企業電氣設計的線路眾多，為了保證進出線路的方便，同時滿足供電壓降需求等，需要將變電所設置在負荷中心或者接近負荷中心的位置。廠房內變壓器可以選擇干式變壓器，配電變壓器接線組可以分別選擇D，Yn11接線組別的變壓器。

1.2動力配電設計

大型工業企業廠房配電采用樹干式供電，為了減少電壓的損失，大多使用封閉母線槽分三段供電。其中，起重機的電源直接引自變電所低壓屏，經過放射性供電到達配電箱，然后再到達安全滑觸線，如果起重機供電線路的電壓損失超過了允許值，就要增加滑觸線供電點進行供電。

1.3照明配電設計

大型工業企業的光源以及燈具選擇要遵循壽命長、性能高、投資一次性、運行經濟性等原則，還要根據廠房的實際環境選擇燈具的光色以及色溫，并考慮燈具的維護以及廠房電壓等條件的影響。大型工業企業一般不適用白熾燈、鹵鎢燈，其性能太低；而熒光燈一般適用于高度在5m以內的建筑照明，但是大型工業廠房的高度大多在10m以上；無極燈的價格較為昂貴，一次性投資較大，性價比較低，因此較少使用；金屬鹵化物等能夠滿足焊接廠房工業照明的各項要求，因此得到了較為廣泛的使用。大型工業企業照明燈具功率的選擇一般在滿足眩光限值的基礎上，盡量選擇功率較大的照明燈具，可以在一定程度上減少燈具的使用數量，減少工業企業照明配電的一次性投資，也方便維修，能夠節省維護成本。

大型工業企業照明箱供電采用樹干式供電方法，由于工業廠房的高度大多在10m以上，所以照明配電的每一跨都要采用兩段干線，照明燈具的電源按照就近原則，引自附近的變電所，工業廠房燈具布線一般采取與窗平行的布線方式，能夠達到節能的目的。在焊接廠房中得到廣泛使用的金屬鹵化物燈一般會采用節能型電感鎮流器進行功率補償，采用這種補償辦法可以使金屬鹵化物燈具的照明功率因數保持在0.9以上。

1.4防雷與接地設計

工業企業大型工業廠房電氣設計的防雷與接地設計與一般廠房的設計基本相同，均要按照國家防雷與接地設計的相關規范以及文件要求進行施工與設計。如果工業廠房采用鋼結構屋面，就可以采用屋面彩鋼板做接閃器，彩鋼板的厚度要符合《建筑物防雷設計規范》，利用鋼屋架、鋼柱作為引下線，基礎內的鋼筋作為接地極，還要進行廠房總等電聯結和局部等電位聯結。

2.工業企業電氣設計中的節能技術

2.1選擇低損耗、高效率的變壓器

為了減少工業企業能耗，我國早在1983年就發出了“關于停止裝用高耗能配電變壓器的通知”，S7和SL7型變壓器取代了傳統變壓器，新型的變壓器使用新材料，新工藝，與傳統變壓器相比，具有體積小、重量輕、能耗低等特點，具有很好的節能效果。此后我國又研發了S9系列變壓器，取代了S7和SL7型變壓器，使節能效果更加明顯，隨著科學技術的發展，低損耗、高效率的變壓器會不斷開發出來，大型工業企業電能設計的節能效果就能更加明顯。

2.2變壓器容量的合理選擇與經濟運行

選擇變壓器容量時要根據大型工業廠房負荷量的特點，設備容量的實際需求等，如果工業企業使用的變壓器是連續性負荷而且負荷的變化較為平穩，就要按照經濟負荷率合理選擇變壓器容量，如果電負荷量的變化幅度較大時，就要選擇

多臺變壓器，按照負荷的變化調整運行的變壓器數量，以此達到經濟運行的目的。

2.3改善功率因素

根據物理學知識可以知道，當有功功率一定的時候，視在功率與負載電流都會隨著功率因數的增加而減少，因此提高功率因數就可以提高發電機以及變壓器的容量利用率，降低發電機以及變壓器的電能損耗，同時還能在一定程度上減少輸電線路的電能損耗。因此，為了改善功率因素，電氣設計要盡量提高用電設備的自然功率因數，改善設備的運行方式，避免空載運行，還可以使用同步電動機或者移相電容器等進行功率因數的補償。

2.4降低配電線路損耗

大型工業企業的配電線路總長度十分驚人，電能損耗十分巨大，因此電氣設計要在一定程度上加大配電線路的橫截面，減少線路的電阻值。

3.消防

3.1防火墻、防火卷簾與防火分區

大型工業企業廠房的消防設計需要在不影響廠房正常工業生產的基礎上進行，還要滿足工業連續生產的需求以及相關的工藝需求，因此在普通建筑消防中普遍采用的防火墻和防火卷簾設計不是大型工業企業電氣設計中消防設計的首選。防火墻和防火卷簾會將整個連貫的工業廠房空間認為地劃分為多個防火分區，難以滿足工業連貫生產以及相關工藝需求，在生產實踐中較難實現，即便使用防火卷簾、防火墻對廠房進行防火分區，也會給以后的使用以及消防檢修工作帶來不便。

3.2自動噴水滅火與防火分區設計分析

工業企業大型工業廠房消防設計可以采用自動噴水滅火裝置，這樣的消防設計可以滿足消防規范以及設計要求，但是在實際應用中也會存在一定問題，因為工業廠房的高度相對較高，大都在10米以上，但是自動噴水滅火裝置適用于8米以下的大空間建筑物，因此可能存在噴水死角，此外，設置自動噴水滅火裝置的成本相對較大，因此消防成本高，經濟效益不是很好。

3.3水幕與防火分區

獨立水幕是大型工業廠房消防設計較為可行的方案，在使用獨立水幕分割廠房空間的基礎上，在搭配消火栓及滅火器，可以構成較為完備的消防體系。獨立水幕的設置要根據廠房實際，設置較為靈活多變，相比于防火墻、防火卷簾分區較為容易實現，相比于設置自動噴水滅火裝置較為經濟實用，同時也不會對廠房內正常的生產活動產生影響，在實際生產中發揮了較好的消防作用。

3.4消防炮與防火分區

消防炮滅火系統應用到大型工業廠房電氣設計的消防設計中是一種創新，這種消防手段以往主要應用在各類易燃易爆的石化企業以及倉庫消防中，隨著大空間建筑消防設計的需求，消防炮滅火系統很好的在保證建筑空間完全通透性的基礎上，起到了良好的消防作用。消防炮滅火系統消防耗水量較大，因此在大型工業廠房外部需要設置消防水池。目前，消防炮滅火系統還沒有普遍應用到大型工業企業電氣設計的消防設計中，有待于進一步研究與探索。

4.結語

大型工業企業為我國國民經濟的增長做出了很大的貢獻，因此必須具有合理的電氣設計，為工業企業的正常運作保駕護航。大型工業企業設計要考慮多個問題，包括變電所位置的設置、變壓器選型、動力配電設計等。如今，資源短缺已經成為制約世界各國經濟增長的重要障礙，我國積極推動經濟的可持續發展，倡導節能減排，大型工業企業電氣設計具有極大的節能潛力，因此需要不斷探索電氣設計中的節能技術。

參考文獻：

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[2]荊紹瑩.工業企業電氣設計中的節能技術[J]中國會議.1-8.