工廠電力系統:組成、技術規範和設計


工廠電力系統為生產設備提供和分配能量。它包括變電站,配電箱和照明系統,確保效率和安全運行。

工廠電力系統的組成

工廠電力系統包括許多基本組成部分,如變電站,中高壓配電箱,以及發電機。變電站將電壓轉換成適應生產需要,通常是380V的三相電。中高壓配電箱將電分配到工廠的不同區域。發電機和切換裝置保證在電網故障或中斷時的電力供應。此結構確保了效率和生產運行的安全性。

工廠電力系統設計複雜,以滿足大功率需求及確保生產過程中的安全和穩定。主要的成分是重電系統,負責為生產機器提供動力電力。

重電系統

  • 變電站和中低壓配電箱

  • 變電站將國家電網的電壓從一般的22kV或35kV降到適合工廠需求的380V或220V。

  • 中低壓配電箱將電分配到每個區域,並確保安全隔離。

  • 發電機和自動切換裝置(ATS)

  • 發電機在電網停電時提供備用電源,其功率根據工廠規模而定。

  • 自動切換裝置(ATS)確保在10-15秒的極短時間內將電源從電網切換到發電機。

  • 配電箱(MSB/DB)

  • 總配電箱(MSB)是從變電站接收電力並分配到支路配電箱(DB)的中介點,為生產線或機器組提供電力。

輕電系統

該系統包括如PLC/SCADA等控制設備,以自動化監控生產過程。此外,還有感測器系統,用於監控溫度、電流和電壓,以早期發現故障。

照明系統

如高功率LED燈的工業照明系統提供經濟效益,壽命可達50,000–100,000小時,助創造最佳的工作環境。

設計和安裝過程

負載計算過程必須確定最大消耗電力,以選擇適合的電纜和CB,確保高壓和低壓電網的計算,採用XLPE電纜防止過載,並設置避雷系統以保護。

安全需求

遵守IEC/TCVN標準,選擇達到防塵水標準IP54/IP65的設備。接地系統需要電阻小於等於4Ω,結合接地棒。

現代化趨勢

通過安裝逆變器來減少20–30%的電動機能耗,以及使用IoT的智能監控系統通過電話預警故障以更新趨勢。

變電站和工廠配電箱。
工廠電力系統的組成。

工廠電力系統的常見技術規範。

工廠電力系統多使用380V三相電,適合生產機器。系統設計必須遵守工業電氣安全標準,以保證人員和設備的隔離,防止觸電和火災風險。除保護和自動斷電設備外,系統還具備擴展和升級能力以應對不斷增長的生產需要。這些技術要素有助於優化效能並保障工廠安全。

工廠電力系統是企業所有生產和經營活動的必需基礎。為取得高效能和安全性,電力系統設計必須遵循技術和安全標準。主要特點包括:

  • 設計與施工:電力系統設計需符合電氣安全標準以避免火災和觸電危險。使用高效能設備有助於節能和運行最佳化。

  • 重要項目

  • 變電站:這是一個重要的成分,幫助電壓轉換以滿足工廠需求。ABB,Schneider等設備因其高可靠性常被選擇。

  • 工廠配電箱:包括中低壓工廠配電箱,安全分配電力,使用LS,Eaton等生產商的保護和切換裝置。

  • 電纜和線槽系統:Cadivi,Schneider的電纜將變電站的電源傳輸到不同區域。線槽系統確保電纜得到固定和保護。

  • 備用設備和切換裝置:發電機和切換裝置是不可或缺的備用設備,確保電源不會被中斷。來自Mitsubishi和Schneider的產品能滿足該要求。

  • 電力系統圖紙:需要通過技術畫圖準確計算和表現以確保安全和電力使用的最佳化。圖紙需清晰顯示系統各部分的的位置和連接。

使用工廠電力系統不僅需要在設計及施工中精確,還需選擇來自於知名供應商的部件以保證長期的效率和安全。

工廠的三相電力系統。
工廠電力系統的技術規範。

工廠電力系統的設計過程

工廠電力系統的設計從確定整個生產區的所需電力負載開始。接下來是高壓和低壓電網的設計。重要步驟是建立連接和電氣設備安排,包括配電箱和照明系統。設計完成後,進行安全檢查,確保其符合技術標準。最後進行施工,安裝和系統測試以確保穩定運行。

  1. 現場調查與負載確定

    • 現場調查:在工業電力設計中必不可少,旨在收集詳細的設電位置、工廠規模和客戶具體要求的資訊。
    • 負載確定:這是工廠電力系統的基礎步驟,計算設備和機器運行所需的總電力。
  2. 高壓電網設計

    • 設計高壓電網:確定高壓電桿的放置,並計計劃最佳安全的電纜進入工廠。
    • 系統佈局:重要的是要確保電線間的安全距離以避免電氣安全風險。
  3. 低壓電網設計

    • 低壓電網設計:靈活放置配電箱,確保電壓小於1kV的安全連接。
    • 安全距離:特別注意維持高壓和低壓電網之間的必要距離。
  4. 照明系統設計

    • 照明標準:滿足主要技術標準,涉及亮度、光向和色溫。
    • 合理安裝:確定合理的燈具數量和位置,確保足夠照明的同時符合節約電能的目標。
  5. 功率補償設計

    • 功率補償設計:選擇如電容器等設備,以減少能量損失和提高電網效率。
  6. 設計注意事項

    • 電力安全:系統需全面符合技術安全標準,確保操作過程中不會發生意外。
    • 能效:以優化能源使用、減少成本並提高工作效率為目標設計。
工廠電力系統示意圖。
工廠電力系統的設計過程。

工廠電力系統設計以提供穩定和安全的電力,支持高效的生產。投資於先進系統將有助於提高企業的生產力和確保勞動安全。

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