一、 概述
工厂变电所是连接电网与工厂内部用电负荷的枢纽，其供配电系统设计的合理性与可靠性直接关系到工厂的生产安全、运行效率与经济效益。一个完整且优秀的设计方案，不仅需要满足当前及未来一段时期内的用电需求，还必须确保供电的连续性、电能质量、操作维护的便利性以及投资的经济性。本文将阐述工厂变电所供配电系统设计的核心要点，并特别说明CAD平面图与主接线图在设计中的关键作用。
二、 供配电系统设计核心内容
1. 负荷计算与变压器选择
设计的第一步是对全厂各车间、设备的用电负荷进行详细统计与计算，确定计算负荷、需要系数、同时系数等关键参数。基于此，合理选择变压器的台数、容量和型号。通常采用两台或多台变压器，以实现经济运行和互为备用，提高供电可靠性。
2. 主接线方案设计
主接线图是变电所电气设计的核心，它清晰地展示了电能从进线到变压器的汇集、分配与传输路径。常见的主接线形式有：
- 单母线分段接线：适用于具有一、二级负荷，进出线回路较多的中型变电所，运行灵活，可靠性较高。
- 桥形接线：当只有两台变压器和两条线路时采用，分为内桥和外桥，结构简单，投资省。
- 线路-变压器组接线：最简单经济，适用于三级负荷或对可靠性要求不高的场合。
设计时需综合考虑供电可靠性、运行灵活性、操作便利性及投资成本。
3. 短路电流计算与设备选型
根据系统参数和主接线，进行短路电流计算，以校验电气设备（如高压断路器、隔离开关、母线、电流互感器等）的动稳定和热稳定能力，并据此选择满足额定电压、额定电流、开断能力等要求的设备型号。
4. 继电保护与自动装置配置
为确保系统故障时能快速、有选择性地切除故障部分，需配置完善的继电保护系统，如变压器的瓦斯保护、差动保护、过流保护，进线的速断、过流保护等。可考虑配置备用电源自动投入装置（AP），进一步提高供电连续性。
5. 防雷、接地与照明设计
变电所需设置避雷针或避雷器以防直击雷和雷电波侵入。工作接地、保护接地、防雷接地应统一规划，构成完整的接地网，确保接地电阻符合规范。所内照明需满足操作、检修及事故应急的需要。
三、 CAD图纸设计要点
1. 变电所平面布置图
平面图是土建、安装施工的直接依据，需用CAD软件精确绘制，内容包括：
- 设备布置：清晰标注变压器室、高压配电室、低压配电室、控制室、电容补偿室等的位置与尺寸。
- 设备定位：按比例绘制所有高低压开关柜、变压器、直流屏、电容补偿柜等的具体安装位置，并标明间距（需满足安全净距和操作维护通道要求）。
- 通道与出口：标明维护通道、运输通道的宽度，以及安全出口的位置和数量。
- 电缆沟与布线：规划电缆沟的路径、截面，示意主要电缆的走向。
- 辅助设施：包括照明、通风、消防器材、接地干线等的布置。
2. 电气主接线图
主接线图需用CAD规范绘制，要求：
- 符号规范：使用国家标准规定的图形符号和文字代号。
- 清晰完整：清晰显示所有电气设备（断路器、隔离开关、互感器、避雷器等）的连接关系，标明设备型号、规格等主要参数。
- 回路编号：对所有回路进行统一编号，便于识别和管理。
- 图面布局：布局合理，线路交叉少，逻辑关系一目了然。
四、 设计流程与注意事项
- 收集资料：了解工厂总体规划、负荷性质、发展规划、电网情况等。
- 方案拟定：进行多方案技术经济比较，确定最优的主接线和布置方案。
- 详细设计：进行各项计算，完成设备选型，绘制详细的CAD平面图和主接线图。
- 协调与审查：与土建、暖通、给排水等专业协调，确保设计无冲突，并进行内部审核。
- 注意事项：
- 必须严格遵守国家及行业设计规范（如《供配电系统设计规范》GB50052）。
- 充分考虑未来5-10年的负荷增长，预留扩展空间（如备用柜位、变压器增容位置）。
- 高度重视人身与设备安全，确保各项安全距离和防护措施到位。
- 在满足可靠性的前提下，力求接线简单、操作方便、投资节约、运行经济。
五、
工厂变电所供配电系统设计是一项综合性极强的技术工作，CAD平面图与主接线图是其可视化与可实施性的关键载体。优秀的设计方案应做到技术先进、安全可靠、经济合理、维护方便，为工厂的安全生产和高效运营奠定坚实的电力基础。设计人员需不断学习新规范、新技术，并结合具体项目特点，才能完成高质量的设计成果。
