工廠供配電系統(tǒng)一般包括中型工廠的電源進(jìn)線電壓是6-10kv。電能先經(jīng)高壓配電所集中，再由高壓配電線路將電能分送到各車間變電所，或由高壓配電線路直接供給高壓用電設(shè)備。
車間變電所內(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送給各用電設(shè)備使用。今天講講工廠供配電系統(tǒng)的構(gòu)成及布置以及負(fù)荷計(jì)算方法實(shí)例。
工廠供配電系統(tǒng)的負(fù)荷等級(jí)劃分
一級(jí)負(fù)荷：若對(duì)此負(fù)荷停電，將會(huì)造成人的生命危險(xiǎn)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(jì)帶來極大損失。因此要求一級(jí)負(fù)荷由兩個(gè)獨(dú)立的電源供電，而對(duì)特別重要的一級(jí)負(fù)荷，應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立的電源點(diǎn)供電。
二級(jí)負(fù)荷：若對(duì)此種負(fù)荷停電，將會(huì)造成工廠生產(chǎn)機(jī)器部分停止運(yùn)轉(zhuǎn)，或生產(chǎn)流程紊亂且難以恢復(fù)，致使產(chǎn)品大量減產(chǎn)，工廠內(nèi)部交通停頓，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失，或使城市居民的正常生活受到影響。二級(jí)負(fù)荷在工礦企業(yè)中占有的比例最大，應(yīng)由兩個(gè)回路供電，也可以由一回專用架空線路供電。
三級(jí)負(fù)荷：所有不屬于一、二級(jí)負(fù)荷的其他負(fù)荷均屬于三級(jí)負(fù)荷。通常三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電無特殊要求，較長時(shí)間停電也不會(huì)直接造成用戶的經(jīng)濟(jì)損失，因此，三級(jí)負(fù)荷可采用間單回路供電。
工廠供配電系統(tǒng)設(shè)備組成
供配電系統(tǒng)一般由：電力變壓器、配電裝置、繼電保護(hù)裝置、操作機(jī)構(gòu)、自動(dòng)裝置、等附屬設(shè)備構(gòu)成。
（1）電力變壓器
電力變壓器在供配電系統(tǒng)中的作用是將一種電壓的電能轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N或幾種電壓的電能供給用戶。變電所或配電房中的電力變壓器，通常是將高壓電能轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪弘娔?，饋電給用電設(shè)備。
（2）配電裝置
配電裝置是發(fā)電廠與變電所的重要組成部分，足發(fā)電廠與變電所電氣主接線的具體實(shí)現(xiàn)。配電裝置是根據(jù)電氣主接線的連接方式，由開關(guān)設(shè)備、保護(hù)設(shè)備、測量設(shè)備、母線以及必要的輔助設(shè)備組成。
配電裝置的功能是正常運(yùn)行時(shí)用來接受和分配電能，發(fā)生故障時(shí)通過自動(dòng)或手動(dòng)操作，迅速切除故障部分，恢復(fù)正常運(yùn)行。可以說，配電裝置是具體實(shí)現(xiàn)電氣主接線功能的重要裝置。
電壓為0.38～10kv的配電裝置建在屋內(nèi)，稱為屋內(nèi)配電裝置。電壓為35～220kv的配電裝置一般建于屋外，稱為屋外配電裝置。
（3）繼電保護(hù)裝置
繼電保護(hù)裝置是當(dāng)電力系統(tǒng)中的電力元件（如發(fā)電機(jī)、線路等）或電力系統(tǒng)本身發(fā)生了故障危及電力系統(tǒng)安全運(yùn)行時(shí)，能夠向運(yùn)行值班人員及時(shí)發(fā)出警告信號(hào)，或者直接向所控制的斷路器發(fā)出跳閘命令以終止這些事件發(fā)展的一種自動(dòng)化措施的設(shè)備。
繼電保護(hù)主要是利用電力系統(tǒng)中元件發(fā)生短路或異常情況時(shí)的電氣量（電流、電壓、功率、頻率等）的變化構(gòu)成繼電保護(hù)動(dòng)作的原理，還有其他的物理量，如變壓器油箱內(nèi)故障時(shí)伴隨產(chǎn)生的大量瓦斯和油流速度的增大或油壓強(qiáng)度的增高。
（4）操作機(jī)構(gòu)
手動(dòng)操作就是靠人工提供動(dòng)力來執(zhí)行完成動(dòng)作的機(jī)構(gòu)百，電動(dòng)就是自動(dòng)或者由人按下啟動(dòng)停止按鈕，控制電度機(jī)驅(qū)動(dòng)操作機(jī)構(gòu)。
主要例子就是高壓柜，高壓開關(guān)斷路器。它問們的手動(dòng)機(jī)構(gòu)就是答指柜子上的用搖把給柜子儲(chǔ)能彈簧“上勁‘’裝置，機(jī)械操作把手，推上去合閘，版拉下來分閘的裝置。電動(dòng)裝置就是上面的兩個(gè)按鈕，按下開就權(quán)合閘，按下關(guān)就分閘
（5）電力系統(tǒng)安全自動(dòng)裝置
防止電力系統(tǒng)失去穩(wěn)定性、防止事故擴(kuò)大、防止電網(wǎng)崩潰、恢復(fù)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的各種自動(dòng)裝置總稱。一般是根據(jù)電力系統(tǒng)的電壓、頻率、負(fù)荷大小的變化，如引起電力網(wǎng)的不穩(wěn)定運(yùn)行，即通過這些安穩(wěn)裝置切除部分負(fù)荷，保證大電網(wǎng)迅速回到正常運(yùn)行狀態(tài)。
電力系統(tǒng)安全自動(dòng)裝置就是裝在兩個(gè)同步電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線上，當(dāng)兩網(wǎng)不能保持同步時(shí)，執(zhí)行自動(dòng)解列的裝置。還有自動(dòng)切機(jī)功能，就是當(dāng)電廠出口發(fā)生設(shè)備故障，導(dǎo)致輸送能力低于電廠實(shí)際功率時(shí)，切除發(fā)電機(jī)組。
電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，原動(dòng)機(jī)供給發(fā)電機(jī)的功率總是等于發(fā)電機(jī)送給系統(tǒng)供負(fù)荷消耗的功率，當(dāng)電力系統(tǒng)受到擾動(dòng)，使上述功率平衡關(guān)系受到破壞時(shí)，電力系統(tǒng)應(yīng)能自動(dòng)地恢復(fù)到原來的運(yùn)行狀態(tài)，或者憑借控制設(shè)備的作用過度到新的功率平衡狀態(tài)運(yùn)行。
工廠供配電系統(tǒng)的布置
（1）戶內(nèi)配電室的組成
戶內(nèi)式變配電所主要由三部分組成：高壓配電室、變壓器室、低壓配電室。此外，有的還設(shè)有高壓電容器室和值班室。
與戶內(nèi)變配電室相邊的戶外電氣設(shè)備安裝在屋外，一般用于35kv及以上電壓級(jí)。
（2）戶外配電裝置
戶外配電裝置根據(jù)電器設(shè)備和導(dǎo)體的布置高度及重疊情況，分為中型、半高型和高型幾種布置型式。
戶外配電裝置的特點(diǎn)：
① 土建工作量和費(fèi)用較小，建設(shè)周期短；
② 擴(kuò)建比較方便；
③ 相鄰設(shè)備之間距離較大，便于帶電作業(yè)；
④ 占地面積大；
⑤受外界環(huán)境影響，設(shè)備運(yùn)行條件較差，需加強(qiáng)絕緣；
⑥不良?xì)夂驅(qū)υO(shè)備維修和操作有影響。
（3）供配電布置的總體要求
① 便于運(yùn)行維護(hù)和檢修：值班室一般應(yīng)盡量靠近高低壓配電室，特別是靠近高壓配電室，且有直通門或與走廊相通。
② 運(yùn)行要安全：變壓器室的大門應(yīng)向外開并避開露天倉庫，以利于在緊急情況下人員出入和處理事故。門最好朝北開，不要朝西開，以防“西曬”。
③ 進(jìn)出線方便：如果是架空線進(jìn)線，則高壓配電室宜位于進(jìn)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(fèi)用：當(dāng)供配電場所有低壓配電室時(shí)，值班室可與其合并。但這時(shí)低壓電屏的正面或側(cè)面離墻不得小于3m.
⑤ 高壓電力電容器組應(yīng)裝設(shè)在單獨(dú)的高壓電容器室內(nèi)，該室一般臨近高壓配電室，兩室之間砌防火墻。低壓電力電容器柜裝在低壓配電室內(nèi)。
⑥ 留有發(fā)展余地，且不妨礙車間和工廠的發(fā)展。在確定供配電場所的總體布置方案時(shí)應(yīng)因地制宜，合理設(shè)計(jì)，通過幾個(gè)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，力求獲得最優(yōu)方案。
工廠配電負(fù)荷計(jì)算方法及實(shí)例
設(shè)計(jì)時(shí)，用的總負(fù)荷應(yīng)是一個(gè)假定負(fù)荷，即計(jì)算負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷也稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是一個(gè)假想的持續(xù)負(fù)荷，其熱效應(yīng)與同一時(shí)間內(nèi)實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)計(jì)中，通常采用30分鐘的最大平均作為按發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的依據(jù)。
1. 負(fù)荷計(jì)算分類
負(fù)荷計(jì)算的方法分為需要系數(shù)法、利用系數(shù)法、單位指標(biāo)法等幾種。
（1）需要系數(shù)法。用設(shè)備功率乘以需要系數(shù)和同時(shí)系數(shù)，直接求出計(jì)算負(fù)荷。這種方法比較簡便，應(yīng)用廣泛，尤其適用于配、變電所的負(fù)荷計(jì)算。
（2）利用系數(shù)法。采用利用系數(shù)求出最大負(fù)荷班的平均負(fù)荷，再考慮設(shè)備臺(tái)數(shù)和功率差異的影響，乘以與有效臺(tái)數(shù)有關(guān)的最大系數(shù)得出計(jì)算負(fù)荷。這種方法的理論根據(jù)是概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)，因而計(jì)算結(jié)果比較接近實(shí)際。適用于各種范圍的負(fù)荷計(jì)算，但計(jì)算過程稍繁。
（3）單位面積功率法、單位指標(biāo)法、單位產(chǎn)品耗電量法。前兩者多用于民用建筑，后者用于某些工業(yè)建筑。在用電設(shè)備功率和臺(tái)數(shù)無法確定時(shí)，或者設(shè)計(jì)前期，這些方法是確定設(shè)備負(fù)荷的主要方法。
（4）除采用以上的方法外，還有二項(xiàng)式法以及近年國內(nèi)出現(xiàn)的abc法、變值需要系數(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(shí)用數(shù)據(jù)不多，未能推廣。
單位面積功率法、單位指標(biāo)法和單位產(chǎn)品耗電量法多用于設(shè)計(jì)的前期計(jì)算，如可行性研究和方案設(shè)計(jì)階段；需要系數(shù)法、利用系數(shù)法多用于初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)。
2. 設(shè)備功率確定
進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)，需將用電設(shè)備按其性質(zhì)分為不同的用電設(shè)備組，然后確定設(shè)備功率。用電設(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(duì)于不同負(fù)載持續(xù)率下的額定功率或額定容量，應(yīng)換算為統(tǒng)一負(fù)載持續(xù)率下的有功功率，即設(shè)備功率pe。
（1）連續(xù)工作制電動(dòng)機(jī)的設(shè)備功率等于額定功率。
（2）短時(shí)或周期工作制電動(dòng)機(jī)（如起重機(jī)用電動(dòng)機(jī)等）的設(shè)備功率是指將額定功率換算為統(tǒng)一負(fù)載持續(xù)率下的有功功率。
當(dāng)采用需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)統(tǒng)一換算到負(fù)載持續(xù)率ε為25%下的有功功率。
上式中 pr——電動(dòng)機(jī)額定功率，kw
εr——電動(dòng)機(jī)額定負(fù)載持續(xù)率。
(3)電焊機(jī)的設(shè)備功率是將額定容量換算到負(fù)載持續(xù)率ε 為100% 時(shí)的有功功率
上式中 sr——電焊機(jī)的額定容量，kva
cosφ——額定功率因數(shù)。
3. 需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷
（1）用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷
（2）配電干線或車間變電所的計(jì)算負(fù)荷
以下是常用的是需求系數(shù)負(fù)荷計(jì)算實(shí)例：