黄晓辉
广州万安建设有限公司南宁分公司 广西南宁530000
百色市田阳区田阳壮城监理项目部 广西百色533600
2012年，党和国家领导人在“十五”规划中提出，工业优先发展的重大经济战略思想，紧接着出台了“工业强市”、“工业强国”等一系列相关政策。近十年来国内的个各领域、各个行业都兴建了许许多多的工厂，然而我国的资源有限，能源一直成为工业发展的一个颈瓶。一直以来，节能环保不仅作为建厂的一项重要技术指标，而且也是工厂投产后能否产生经济效益的关键；工厂节约电能对国家和人民都具有重要的意义。
本文就工厂在建厂初期，如何整体规划好工厂供电及节能运行方式做个简要的论述，供大家参考。
工厂电能节能，要做好以下几点：
一、合理选择电压等级、低压配电系统的电力变压器中性点运行方式；
二、合理选择变压器容量、台数；
三、无功补偿；
四、三相电均衡分配；
五、选用高效节能用电设备。
一、高、低压配电电压等级的选择
1、高压电压等级的选择：主要由当地供电电源的电压及工厂高压用电设备的电压、容量和数量等因素确定来决定。首先是，国家经过20年的供、配电网络改造，国家电网公司及地方电网公司把绝大部分的高压配电线路，都改造为10kV电压等级线路。再者10kV供电线路从输送功率较大，电压耗损、电能耗损都比低于其的等级电压（6kV、1kV）线路小。由于10kV电压具备以上的优越性，高压配电电压应取10kV。
2、低压电压等级的选择：工厂设备的动力源，基本上都是来自380V三相同步电机、和异步电机；大多数工厂的照明设备额定电压是220V,这就决定电压电压等级为380V/220V。
3、低于配电系统，变压器的中性点运行方式采用中性点直接接地，即TN-C-S系统，俗称三相四线制系统。
二、变压器容量和台数选择
1、变压器容量的选择变压器容量主要根据以下两个原则
1）主变的额定容量SN.T取决于整个工厂的用电负荷，即全部用电设备总的计算负荷S30。主变的额定容量等于或稍大于计算负荷。
即 ??SN.T≥S30
2）电力变压器的正常过负载能力
??户内变压器正常过负荷≤20%；户外变压器正常过负荷≤30%。
选择变压器容量是，必须按照以上两个原则，两者兼顾。
变压器容量不能选择过大，过大会造成大马拉小车，增加变压器铜损和铁损，变成不节能。
反之变压器容量选择过小，会造成不能满足负荷需要，机器不能正常运转；严重时会造成会烧毁变压器、损坏用电设备。
2、变压器台数选择
变压器台数的选择原则：供电连续可靠、经济运行方式、满足负荷发展。
1）选择变压器台数为2台，当一台故障或检修时，另外一台可以继续供电，可靠性强。
2）对于昼夜负荷变动比较大的工厂，可以采用2台变压器并联运行方式。这个运行方式的特点有:一、是可以提高变压器的功率因数；二、是节假日放假时或昼夜负荷变化大时，切除一台变压器，减少变损；三、变压器单供或双供都能够达到节能目的。
3）考虑到工厂的发展，工厂的用电负荷会增加，设有两台变压器，容量留有余量，符合工厂的发展要求。
综上诉述，工厂变压器的台数选择2台为佳。
三、无功补偿
工厂用电负荷一般都是多元化的，不但电热设备是无功负载；另外电机是有功负载，既消耗有功、本身也吸收无功功率；而且设备中的变频无极调速一样消耗无公功率。因此变压器的功率因数就会降低，所以我们必要对供电系统进行无功功率进行补偿。
无功功率的补偿方式有两种：一是同步补偿机；二是并联电容器。因为同步补偿机存在切除后有残余电压的危险、损坏后不便修复等缺点，所以极少使用。目前流行的无功功率补偿，大部分都的采取并联电容器进行无功补偿。
并联电容器的结线方式通常为△和Y(星形)连接，△连接具有比Y(星形)连接补偿高3倍、一相电容器断线三相线路仍然得到无功补偿的特点，通常的并联电容器的接线方式大都采用△连接。但由于电容器△连接时，存在一相电容器发生短路时，短路电流很大，可能引起电容器爆炸而扩大事故，因此高压电容器组容量≥400kvar时，宜采用Y(星形)连接。
无功补偿方式有三种：高压集中补偿；抵压集中补偿；就地补偿。
高压集中补偿装置，是装设于10kV高压配电线路上的，补偿母线前线路上的无功功率，母线后的厂内线路并没有得到无功功率补偿，因此对于工厂本身来说，高压集中补偿没有产生多少直接的经济效益，工厂的高压集中补偿可以忽略不考虑。所以，工厂供配电系统的无功补偿，着重于低压配电线路上进行电压集中补偿、与及损耗无功功率大的电气设备上进行单独就地补偿。
四、三相电配电均衡配电运行方式
三相电分配不均衡，造成：一、增加线路损耗，二、增加变压器的铜损和铁损。
工厂的低压负荷，一般有三相动力、电热；单相动力、电热；单相照明。在分配电能的时候，三相设备可以忽略不计。但是单相设备就要严格计算进行分配，尽可能力求三相均衡（100%的平衡很难做得到）。
单相电源的取电原则是：同一车间的单相设备，不能在同一相线上取电。例如在同一厂房,有三个车间，假设每个车间都同样的有三相动力、电热、单相电力、电热、照明设备。分配电能（三相忽略）的时候，单相电热设备的电源分别为车间1取A相、车间2取B相、车间3取C相；单相电热设备的电源取车间1取B相、车间2取C相、车间3取A相；照明设备的电源取车间1取C相、车间2取A相、车间3取B相。这样配电就容易到达相对均衡。
五、选用高效节能的用电设备
1、配电变压器
目前普遍使用的高效节能变压器有：S11、S13、S14、SW11、SW13、SCB10、SCBH15等系列变压器，尤其是SCB型号变压器（为非晶合金变压器）最为节能。
2、电机
我国推广使用的二级能耗标准电机是YX3系列；一级能耗标准电机有EEX系列，这类电机主要出口美洲。
3、照明设备
LED是英文（Ligt Emitting Diods）的缩写，是发光二极管的意思；它的光源主要来自发光二极管，而发光二极管是将直流电直接转化为光能的，所以耗电极小。目前国家特别推广使用LED光源作为照明设备。
总之，如果在不计投资成本的前提下，可以优先使用最高效的用电设备，节能效果更佳。
综上所述，工厂的供电系统和运行，如果能做好以上5个方面的工作，可以为国家节约能源，为工厂创造更多的效益；于党于国都具有重要的、深远的意义。
[1] 李国斌，《浅谈提高工业企业供电系统功率因数、方法与效益分析》2017（10）
[2] 赵晓群，《探讨常用功率因数的补偿方法及提高功率因数对用电客户的经济效益》2017（10）
[3]刘桂秋,窦慧,赵毅.低压电器在三相四线系统“断零”保护中的应用[J].科技风,2020(03):170.
[4]欧小东.基于无功功率相互补偿特性的无功功率补偿法[J].中国多媒体与网络教学学报(中旬刊),2021(03):221-223.
作者简介：黄晓辉（1976.8-），男，壮族，广西田阳人，总监代表，中专，研究方向：工厂供配电及节能运行方式。