一、 概述
工廠變電所是連接電網與工廠內部用電負荷的樞紐，其供配電系統設計的合理性與可靠性直接關系到工廠的生產安全、運行效率與經濟效益。一個完整且優秀的設計方案，不僅需要滿足當前及未來一段時期內的用電需求，還必須確保供電的連續性、電能質量、操作維護的便利性以及投資的經濟性。本文將闡述工廠變電所供配電系統設計的核心要點，并特別說明CAD平面圖與主接線圖在設計中的關鍵作用。
二、 供配電系統設計核心內容
1. 負荷計算與變壓器選擇
設計的第一步是對全廠各車間、設備的用電負荷進行詳細統計與計算，確定計算負荷、需要系數、同時系數等關鍵參數。基于此，合理選擇變壓器的臺數、容量和型號。通常采用兩臺或多臺變壓器，以實現經濟運行和互為備用，提高供電可靠性。
2. 主接線方案設計
主接線圖是變電所電氣設計的核心，它清晰地展示了電能從進線到變壓器的匯集、分配與傳輸路徑。常見的主接線形式有：
- 單母線分段接線：適用于具有一、二級負荷，進出線回路較多的中型變電所，運行靈活，可靠性較高。
- 橋形接線：當只有兩臺變壓器和兩條線路時采用，分為內橋和外橋，結構簡單，投資省。
- 線路-變壓器組接線：最簡單經濟，適用于三級負荷或對可靠性要求不高的場合。
設計時需綜合考慮供電可靠性、運行靈活性、操作便利性及投資成本。
3. 短路電流計算與設備選型
根據系統參數和主接線，進行短路電流計算，以校驗電氣設備（如高壓斷路器、隔離開關、母線、電流互感器等）的動穩定和熱穩定能力，并據此選擇滿足額定電壓、額定電流、開斷能力等要求的設備型號。
4. 繼電保護與自動裝置配置
為確保系統故障時能快速、有選擇性地切除故障部分，需配置完善的繼電保護系統，如變壓器的瓦斯保護、差動保護、過流保護，進線的速斷、過流保護等。可考慮配置備用電源自動投入裝置（AP），進一步提高供電連續性。
5. 防雷、接地與照明設計
變電所需設置避雷針或避雷器以防直擊雷和雷電波侵入。工作接地、保護接地、防雷接地應統一規劃，構成完整的接地網，確保接地電阻符合規范。所內照明需滿足操作、檢修及事故應急的需要。
三、 CAD圖紙設計要點
1. 變電所平面布置圖
平面圖是土建、安裝施工的直接依據，需用CAD軟件精確繪制，內容包括：
- 設備布置：清晰標注變壓器室、高壓配電室、低壓配電室、控制室、電容補償室等的位置與尺寸。
- 設備定位：按比例繪制所有高低壓開關柜、變壓器、直流屏、電容補償柜等的具體安裝位置，并標明間距（需滿足安全凈距和操作維護通道要求）。
- 通道與出口：標明維護通道、運輸通道的寬度，以及安全出口的位置和數量。
- 電纜溝與布線：規劃電纜溝的路徑、截面，示意主要電纜的走向。
- 輔助設施：包括照明、通風、消防器材、接地干線等的布置。
2. 電氣主接線圖
主接線圖需用CAD規范繪制，要求：
- 符號規范：使用國家標準規定的圖形符號和文字代號。
- 清晰完整：清晰顯示所有電氣設備（斷路器、隔離開關、互感器、避雷器等）的連接關系，標明設備型號、規格等主要參數。
- 回路編號：對所有回路進行統一編號，便于識別和管理。
- 圖面布局：布局合理，線路交叉少，邏輯關系一目了然。
四、 設計流程與注意事項
- 收集資料：了解工廠總體規劃、負荷性質、發展規劃、電網情況等。
- 方案擬定：進行多方案技術經濟比較，確定最優的主接線和布置方案。
- 詳細設計：進行各項計算，完成設備選型，繪制詳細的CAD平面圖和主接線圖。
- 協調與審查：與土建、暖通、給排水等專業協調，確保設計無沖突，并進行內部審核。
- 注意事項：
- 必須嚴格遵守國家及行業設計規范（如《供配電系統設計規范》GB50052）。
- 充分考慮未來5-10年的負荷增長，預留擴展空間（如備用柜位、變壓器增容位置）。
- 高度重視人身與設備安全，確保各項安全距離和防護措施到位。
- 在滿足可靠性的前提下，力求接線簡單、操作方便、投資節約、運行經濟。
五、
工廠變電所供配電系統設計是一項綜合性極強的技術工作，CAD平面圖與主接線圖是其可視化與可實施性的關鍵載體。優秀的設計方案應做到技術先進、安全可靠、經濟合理、維護方便，為工廠的安全生產和高效運營奠定堅實的電力基礎。設計人員需不斷學習新規范、新技術，并結合具體項目特點，才能完成高質量的設計成果。
