信息化背景下工厂供电区高压配电的经济性和技术性分析

信息化背景下工厂供电区高压配电的经济性和技术性分析

陆培亮 王志瑜

浙江创芯集成电路有限公司

摘要：工厂供电的技术持续影响着工厂生产建设的发展速度，在信息化发展时期，大部分的工厂生产建设都使用了更加先进的科技设备，希望通过自动化技术提升自身的工作效率，但是由于设备的大量能耗超出了原有的供电负担，导致工厂供电系统总是出现问题。本文通过对目前大部分工厂内的高压配电形式进行研究，探讨如何提升工厂内部高压配电系统的经济性与技术性，让工厂的资源利用实现最大化效益，稳定工厂的生产建设秩序。

关键字：信息化发展；高压配电；供电方案；设备投资；技术性；经济性

前言：工厂供电的核心技术就是为整个厂区建设发展提供的动力，高压配电的经济适用性，能够降低工厂的能源消耗与成本支出，提升工厂的配电建设，让生产流水线获得更加充足的电能供应。不论是哪一种生产模式的工厂，都需要电力成为每个生产线的动力枢纽，提升高压配电的技术能力就能够更加科学地解决工厂用电安全问题，帮助厂区建设作出更多的技术贡献。高压配电系统并不是一项简单的技术操作，需要更加注重其经济性与技术性的和谐发展，维护社会安全用电的发展过程。

1 信息化背景下的工厂供电系统

1.1信息化发展

信息化的概念非常广泛，最初是在二十世纪六十年代，被日本的一位学者提出的概念，当社会发展进程处于缓慢停滞阶段时，“信息时代”的提出一下子就获得了全世界的赞同，直到1997年，我国在生产环节出现较大瓶颈的时期，也认识到信息化的重要性，通过会议指出，信息化是能够发展智能生产技术的重要历史方向。在本世纪初期，国家已经通过对第一产业、第二产业、科学技术发展产业、国防建设行业等多个领域制定了信息化助推政策，希望能够利用现代信息技术实现国家的资源共享，提升能源的分配效率和最大化利用率，为国家生产建设的发展的道路开辟出新的方向。

我国的经济发展水平已经能够在世界前沿稳住脚步，当社会生产的方向逐渐向信息化、自动化与智能化方向发展，充分地提升了国家的生产动力，让计算机设备为各行各业提供应用技术，改变了我国传统工厂的生产模式，人们的生活质量在科技水平的助力下持续得到提升。如今，信息化的建设已经广泛应用于通讯、商务、资源管理、企业转型等多个方面，真正实现社会的可持续化发展进程，让信息化技术的核心支撑着国家经济发展平台的建设，实现资源的统一管理与协调。

1.2 工厂供电系统

在工厂中提供电能供应与分配的系统，就是工厂供电系统。我国常见的工厂供电电压大约都在6-10kv，能够保障工厂的各个区间都获得较为充足的电力供应。但是电流在进入每一个车间或者厂房之前，并不是人们常用的电压数值，因为变电所提供的是高压线路，需要通过工厂自身的高压配电设备进行降压，让电压达到符合工厂运转的数值，最后由各厂房与车间的变电器进行低压配电使用，这一个过程是非常复杂的，高压配电线路之所以能够得到降压处理，完全是依靠完善的低压变电器进行处理，最终才能够投入使用^[1]。

2 高压输配电系统概述

高压输配电是电力系统中非常重要的组成部分，尤其是在变电站到各用电单位之间的传输，按照电压等级对电网种类进行划分，针对每一种不同类型的电网使用不同类型的高压输配电装置，我国工厂大部分使用的高压配电设备是将35kv以上的高压电路进行降压处理，必须要将电压处理至6-10kv才能够为厂内各生产环节提供电能使用^[2]。

2.1 放射式高压配电方式

通过一个整体的总降压设备或者总降压变电所进行高压处理，然后通过各分支沿线将电压分配出去，所有的电路环节并没有其他的交叉联系，简单来说，放射式高压配电方式 就是一条专线与多条支线的电压输送方式，主要的供电设置承担了所有的用电负荷，其余的沿线不会在舒松峰过程中承载其他负荷。放射式的配电能够保障电路网络不会互相影响，提供更加可靠的电源供应，主要运用早一级配电系统中，由于线路较多，供电成本较高，不建议大量使用。

2.2 树干式高压配电方式

通过总线路的电压分配，在各干线上增设支线的配电方式就是树干式放射式高压配电，当总线路的电压达到稳定的6-10kv时，主干线会将电压均匀分配到一个支线上，保障支线的每一处都能够获得充足的电压。由于支线的设置不受限，树干式放射式高压配电主要用于城市内部为各居民点、商铺等小型用电单位提供电能，其主要优势很明显，能够减少更多的材料消耗，并且有效降低建设成本，但是由于干线承载的电量负荷较大，很容易出现故障，导致其使用寿命缩减，最终造成大面积停电现象^[3]。

2.3 环状式高压配电方式

环状式配电方式在市场中的运用较少，主要是使用在封闭的用电单位内部，并且不能够设置太多的分支，但是环状式放射式高压配电方式运行较为灵活，能够很好地满足一块特定区域的内部供电。通过在两个隔离线路之间设置开关连接，就可以在电路线出现故障时，关闭相邻的开关，切断故障点，维持整体电路的持续使用。

为了保持高压配电装置的稳定使用，通常会将高压熔断器、高压隔离开关、高压符合开关等多个电气设备同时配合使用，降低高压配电的危险因素，为工厂生产环节持续为稳定地提供电能^[4]。

3 工厂供电区高压配电的要求

3.1 高压配电主线设置要求

工厂的建设与生产都离不开电气设备的使用，如何让提升厂区内的电能供应更加稳定、更加安全，成为配电站最关注的问题。针对高压配电的主线路，大部分的工厂选择使用母线将各开关电器的线路连接在一起，同时利用电力变压器、电抗器、避雷器、电容器等多种电路设备辅助其使用。主线的设置必须要同时考虑到供电可靠性、线路方便灵活、经济适用等多个方面的因素：

1. 供电可靠性。由于工厂生产所消耗的电能数值非常巨大，如果无法安全有效地设置主线路，将会对电力系统造成影响，时常出现断电等情况，导致工厂生产停滞。需要充分考虑主线的供电可靠程度，测试工厂电压所能承受的最大负荷，让主线接入点的位置获得更多的保护措施，增设绕组绝缘体延长主线的使用寿命，让电路的稳定性得到提升。

2. 线路连接方面灵活。工厂内部车间与厂区较多，每个生产环节所需要的电路总量会根据实际的生产情况做出调整，为了避免大量的能源浪费，需要通过更加灵活的线路转接方式，减少电路网络的相互干扰。不仅如此，当工厂电路网络系统出现故障时，灵活的线路连接方式，才能够让维修人员尽快检测出故障发生的具体位置，让有序的电路系统更加清晰，减少安装与维护的工作程序。

3. 经济适用。为了节约工厂建设的成本支出，在安装大型电路网络系统的时候也要注重其经济适用性，选择更加经济时候的电线材料，合理规划电路建设方案，减少不必要的浪费，但是也要保障电路系统的质量符合规定^[5]。

3.2 工厂供电系统的接线方式

针对高压配电设施，根据不同的工厂要求可以进行不同的接线方式，主要类型有以下三种：

1. 供电变压器接线方式。工厂内部的交流电，是最主要的电能供应，在变电所所有的电力设备中电源只存在一个回路，所以就要使用变压器进行连接，让电路设置更加安全。常见的供电变压器接线方式有星型接法、三角形接法这两种，星型接法是利用电压端口每三个为一组的方式，将端口连接在一起，不接入其他电线或者零线，单独形成类似于“Y”型的电路组织。星型接法中灭一组电压都是相同的220V，并且能够让三组电压接口共同负载电流负荷，构成较为平衡的中心线，让中心线的电流为零，自主形成零线。三角形接法与星型接法正好相反，就是将没三组端口首尾相连，形成“⊿”形式的回路，每一处相连的点都是相线，这样的接线方式就没有中心线的存在。根据不同的电能使用情况，择优选择星型接法或者三角形接法，需要注意的是，供电变压器的接线方式供电相对不太稳定，建议只是用在二级、三级符合的变电所内。

2. 桥式接线方式。大多数的桥型接线方式都是由断路器与阻隔开关共同组成的，一共包括内桥接线与外桥接线这两种方式，内桥接线不受到任何一条线路的接入影响，不会因为其他线路出现故障而受到干扰，并且能够持续稳定地提供电能传输，因此内桥接线方式的使用更加广泛。外桥接线方式比较适合不会经常产生断联的变压器，可以减少设备的成本的投入。

3. 单母线分段式接线方式。这是一种针对阻隔开关设置的最优接线方式，能够更加灵活方便地对阻隔开关进行操作，并且在供电设备内部实现自动切换与连接。这种方式的投入较少，使用成本较低，能够进行大规模的投入使用。

4 工厂高压配电系统的经济性与技术性分析

4.1高压配电经济性分析

根据每个工厂生产行业的性质不同，主要从节能变压器设备的投入与经济投资方面对经济性提升做出分析。首先节能型变压器是指新型的变压器械设备，能够降低能耗的功率水平，是一种更加节能环保的配电设备，其能耗标准是根据社会市场中常见的配电设备使用功率来进行调整的，改善了空转损耗与负载能耗对电力系统的消耗，大大提升了高压配电的经济性能^[6]。工厂的主要配电投资包括配电线路的设计、安装、施工、维护等多个方面，单一来看，或许是一笔不大的投资资金，但如果每个环节都出现浪费，就会造成工厂电路建设的总体浪费。建立高压配电系统，通过集中配电的方式，让每个厂房与车间都能够均衡地进行电能使用，减少电能输送环节中的损耗与浪费，保障工厂的每个工作区间都能够独立运行。

4.2 高压配电技术性分析

上述内容介绍了配电线路的主要接线方式，总体来看，高压配电技术有两种：第一种是集中配电，也就是让工厂所有的电力设备消耗以及其他电能使用都进行统一的供电，在接线方式上对应着放射性的接线，每一个用电单位都是支线，只设置一个主要电源线路，通过均匀的分配电压，保障每条支线都能够正常供电，在工厂内部的生产线上能够很好的改善线路各国与复杂的问题，但是由于这样的连接方式会造成大量分线路材料消耗，要求每个集中配电承受的设备不超过五台。第二种是分散配电，简单来说，就是通过树干型的接线方式，同样也只提供一个主要电源点，但是会设置较多的主要干线，通过支线的分散连接，稳定整个电路系统的持续用电情况，一旦某一处出现故障，可以通过将相邻两个阻隔器打开，保持电路的通畅。针对每一种配电方式的具体使用效能，大多数的工厂都会选择将两种方式组合起来，进行混合式配电，更加能够提升高压配电的技术性。

结语

工厂生产用电需要在安全的环境中进行，使用更加科学的接线方式与安装流程，提升高压配电建设的经济性，能够节约工厂建设的资金成本，提升工厂的经济效益，通过引进先进技术稳定工厂高压配电的技术能力，保护工厂生产的人员及设备不会受到严重的安全隐患威胁。当社会建设进入信息化时代，所有的生产环节都将更加自动化，确保高压配电系统能够满足工厂的基本建设，对我国经济发展提供更好的基础保障。

参考文献：

[1]陆远程.智慧诊断在工厂高压供配电系统中的应用[J].商业故事,2018(23):57-59.

[2]刘蔚. 对工厂供配电设计的技术要点分析[C]//“决策论坛——决策科学化与民主化学术研讨会”论文集（下）.,2017:244.

[3]彭志云,王惜民.浅析配电间高压侧主接线的构成原理与安全性方案[J].科技创新与应用,2017(01):211-212.

[4]赵志刚.工厂变配电系统设计与研究[J].科技资讯,2013(32):105-109.

[5]孙永发.工厂供电区高压配电的经济性和技术性分析[J].湖北民族学院学报(自然科学版),2019(02):72-75.

[6]陈国鑫.老制式高压开关柜的技术改造及真空断路器在工厂供电中的作用[J].电工技术,20188(04):19-21.