現(xiàn)場變電站內(nèi)裝有電力變壓器，將6-10kV的高壓電降為一般低壓用電設(shè)備所需的電壓，然后由低壓配電線路將電能分配給各用電設(shè)備使用。今天我們來談?wù)劰�廠供配電系統(tǒng)的構(gòu)成和配置以及負載計算方法的例子。

工廠供配電系統(tǒng)的負荷等級劃分

一級負荷：若對此負荷停電，將會造成人的生命危險及設(shè)備損壞，打亂復(fù)雜的生產(chǎn)過程，造成重大設(shè)備損壞且難以修復(fù)，或給國民經(jīng)濟帶來極大損失。因此要求一級負荷由兩個獨立的電源供電，而對特別重要的一級負荷，應(yīng)由兩個獨立的電源點供電。

二級負荷:停電該負荷，工廠生產(chǎn)機械部分停止運轉(zhuǎn)，生產(chǎn)流程混亂，難以恢復(fù)，產(chǎn)品大量減產(chǎn)，工廠內(nèi)交通停止，造成一定的經(jīng)濟損失，城市居民的正常生活受到影響。二級負荷在工礦企業(yè)中所占的比例最大，應(yīng)由兩個電路供電，也可由一次專用架空線路供電。

三級負荷:不屬于一級、二級負荷的其他負荷都屬于三級負荷。通常，三級負荷對供電沒有特殊要求，即使長時間停電也不會直接造成用戶的經(jīng)濟損失，因此三級負荷可以通過單一電路供電。

工廠配電系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成

配電系統(tǒng)一般由電力變壓器、配電裝置、繼電保護裝置、操作機構(gòu)、自動裝置等附屬設(shè)備構(gòu)成。

(1)電力變壓器

電力變壓器在配電系統(tǒng)中的作用是將一種電壓的電力轉(zhuǎn)換為另一種或幾種電壓的電力供給用戶。變電站和配電室的電力變壓器通常將高壓電能轉(zhuǎn)換為低壓電能，并將電力送給電氣設(shè)備。

(2)配電裝置

配電裝置是發(fā)電站和變電站的重要組成部分，足發(fā)電站和變電站電氣主接線的具體實現(xiàn)。配電裝置是根據(jù)電氣主線的連接方式，由開關(guān)設(shè)備、保護設(shè)備、測量設(shè)備、母線和必要的輔助設(shè)備構(gòu)成。

配電裝置的功能是在正常運行時用于接收和分配電能，發(fā)生故障時自動或手動操作，迅速切除故障部分，恢復(fù)正常運行。配電裝置可以說是具體實現(xiàn)電氣主接線功能的重要裝置。

電壓為0.38~10kV的配電裝置建在室內(nèi)，稱為室內(nèi)配電裝置。電壓為35~220kV的配電裝置一般建在室外，稱為室外配電裝置。

(3)繼電保護裝置

繼電保護裝置在電力系統(tǒng)中的電力部件(發(fā)電機、線路等)和電力系統(tǒng)本身發(fā)生故障危及電力系統(tǒng)的安全運行時，可以立即向運行值班人員發(fā)出警告信號，或者向控制的斷路器發(fā)出跳閘命令

繼電保護主要是利用電力系統(tǒng)中部件短路或異常時的電量(電流、電壓、電力、頻率等)的變化構(gòu)成繼電保護動作的原理，變壓器油箱內(nèi)故障時產(chǎn)生的大量氣體和油流速度的增加和油壓強度的增加等物理量。

(4)操作機構(gòu)

手動操作是人工提供動力完成動作的機構(gòu)百，電動自動或人按下啟動停止按鈕，控制電動機驅(qū)動操作機構(gòu)。

主要例子是高壓盤、高壓開關(guān)斷路器。他們的手動機構(gòu)是指用搖把在櫥柜里儲藏彈簧的力量裝置，機械操作手柄，推上接通，版本拉下接通的裝置。電動裝置是上面的兩個按鈕，按下按鈕有權(quán)接通，按下按鈕有權(quán)接通

(5)電力系統(tǒng)安全自動裝置

電力系統(tǒng)失去穩(wěn)定性，事故擴大，電網(wǎng)崩潰，電力系統(tǒng)正常運行一般根據(jù)電力系統(tǒng)的電壓、頻率、負荷大小的變化，如電力網(wǎng)的不穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，即通過這些穩(wěn)定裝置切除部分負荷，保證大電網(wǎng)迅速恢復(fù)正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)。

電力系統(tǒng)的安全自動裝置是安裝在兩個同步電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線上，當(dāng)兩個網(wǎng)不能同步時，實施自動解列的裝置。自動切割機的功能是，發(fā)電站出口發(fā)生設(shè)備故障，輸送能力低于發(fā)電站的實際功率時，切除發(fā)電機組。

當(dāng)電力系統(tǒng)正常運行時，原動機供應(yīng)發(fā)電機的功率始終等于發(fā)電機供應(yīng)系統(tǒng)的負荷消耗的功率，當(dāng)電力系統(tǒng)受到干擾，破壞上述功率平衡關(guān)系時，電力系統(tǒng)應(yīng)能自動恢復(fù)原來的運行狀態(tài)，或者通過控制設(shè)備的作用過度到新的功率平衡狀態(tài)運行。

工廠供配電系統(tǒng)的配置

(1)室內(nèi)配電室的構(gòu)成

室內(nèi)式變配電所主要由高壓配電室、變壓器室、低壓配電室三部分構(gòu)成。另外，也有設(shè)置高壓電容室和值班室的。

與室內(nèi)變配電室相鄰的室外電氣設(shè)備設(shè)置在室外，一般用于35KV以上的電壓水平。

(2)戶外配電裝置

戶外配電裝置根據(jù)電氣設(shè)備和導(dǎo)體的配置高度和重疊情況，分為中型、半高型和高型幾種配置型。

戶外配電裝置的特點:

①土建工作量和費用少，建設(shè)周期短

②擴建方便

③鄰近設(shè)備之間距離大，帶電作業(yè)方便

④占地面積大

⑤受外部環(huán)境影響，設(shè)備運行條件差，需要加強絕緣

⑥不良氣候影響設(shè)備的維護和操作。

(3)配電配置的總體要求

①易于運行維護和檢查:值班室一般應(yīng)盡可能接近高低壓配電室，特別是接近高壓配電室，有直通門和走廊。

②運行安全:變壓器室的大門向外開放，避開露天倉庫，有助于緊急情況下人員進出處理事故。門最好朝北開，不要朝西開，以免西曬。

③進出線方便:架空線進出線時，高壓配電室應(yīng)位于進出線側(cè)。戶內(nèi)供配電的變壓器一般宜靠近低壓配電室。

④ 節(jié)約占地面積和建筑費用：當(dāng)供配電場所有低壓配電室時，值班室可與其合并。但此時，低壓電屏的正面或側(cè)面離墻不得小于3m.

⑤高壓電容器組裝在單獨的高壓電容器室內(nèi)，該室一般接近高壓配電室，在兩室之間建造防火墻。低壓電力電容柜安裝在低壓配電室內(nèi)。

⑥留有發(fā)展馀地，不妨礙工廠和工廠的發(fā)展。在確定供配電場所的整體配置方案時，要根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r合理設(shè)計，通過一些方案的技術(shù)經(jīng)濟比較，努力獲得最佳方案。

工廠配電負荷的計算方法和實例

設(shè)計時，使用的總負荷必須是假定負荷，即計算負荷。計算負荷也稱為需要負荷或最大負荷。計算負荷是假想的持續(xù)負荷，其熱效應(yīng)與同時間內(nèi)實際變動負荷產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)計中，通常以30分鐘的最大平均值為基礎(chǔ)，根據(jù)發(fā)熱條件選擇電氣設(shè)備和導(dǎo)體。

1.負荷計算分類

負荷計算的方法分為系數(shù)法、利用系數(shù)法、單位指標法等幾種。

(1)需要系數(shù)法。用設(shè)備功率乘以所需系數(shù)和同時系數(shù)，直接要求計算負荷。該方法比較簡單，應(yīng)用廣泛，特別適用于配電、變電站的負荷計算。

(2)利用系數(shù)法。利用系數(shù)尋求最大負荷班的平均負荷，考慮設(shè)備臺數(shù)和電力差異的影響，乘以與有效臺數(shù)相關(guān)的最大系數(shù)來計算負荷。該方法的理論基于概率論和數(shù)理統(tǒng)計，計算結(jié)果接近實際。適用于各種范圍的負載計算，但計算過程稍繁瑣。

(3)單位面積功率法、單位指標法、單位產(chǎn)品功耗法。前兩者多用于民用建筑，后兩者用于某些工業(yè)建筑。當(dāng)電氣設(shè)備的功率和臺數(shù)無法確定時，或者在設(shè)計前期，這些方法是確定設(shè)備負荷的主要方法。

(4)除采用以上方法外，還有近年國內(nèi)出現(xiàn)的abc法、變值所需系數(shù)法等。這些方法有的已被其他方法代替，有的是利用系數(shù)法的簡化，還有的實用數(shù)據(jù)不多，未能推廣。

單位面積功率法、單位指標法和單位產(chǎn)品耗電量法多用于設(shè)計的前期計算，如可行性研究和方案設(shè)計階段；需要系數(shù)法、利用系數(shù)法多用于初步設(shè)計和施工圖設(shè)計。

2.設(shè)備功率確定

進行負荷計算時，必須將電氣設(shè)備根據(jù)其性質(zhì)分為不同的電氣設(shè)備組，確定設(shè)備功率。電氣設(shè)備的額定功率Pr或額定容量Sr是指銘牌上的數(shù)據(jù)。對于不同負荷持續(xù)率下的額定功率或額定容量，應(yīng)換算為統(tǒng)一負荷持續(xù)率下的有功功率，即設(shè)備功率Pe。

(1)連續(xù)工作制馬達的設(shè)備功率等于額定功率。

(2)短時間或周期工作制馬達(起重機用馬達等)的設(shè)備功率是指將額定功率轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一負荷持續(xù)率下的有效功率。

采用系數(shù)法和兩種方法計算負荷時，應(yīng)統(tǒng)一換算為負荷持續(xù)率在25%以下的有效功率。

上式中式Pr-電機額定功率、KW

上式中式中式中式中式中式中式中式電機額定功率-電機額定負載持續(xù)時電機額定功率。

(3)電焊機的設(shè)備功率是將額定容量換算成負荷持續(xù)率為100%時的有功功率

上式中斷Sr-電焊機的額定容量，KVA

cosφ-額定功率因數(shù)。