外贸型炊具制造企业供配电系统的规划设计

介绍了炊具制造企业的设备特点和供配电系统的规划设计方法，说明了配电室偏离负荷中心的负面影响，同时介绍了应对国外客户工厂检查的具体措施。

外贸炊具制造企业具有设备特殊、工艺变化大、国外检验工厂频繁、多为民营企业的特点。在满足国家相关法规和规范的基础上，如何规划和设计企业的供配电系统成为许多电气工程技术人员的难题。

外贸炊具制造企业设备特点及供配电设计

1炊具制造企业设备特点

炊具制造企业主要有以下几类设备:深冲机、锻压设备、点焊机、高中频感应加热设备、抛光设备、大功率整流器等。如果没有完全理解它们，就很难得到正确的计算负荷。正确选择供配电线路和设备也是不可能的:

1)

锅在拉丝机中的拉拔过程一般是用四柱式液压机完成的。该设备的一个工作循环包括四个步骤:a .主缸快速下移；(b)缓慢拉动主模的主缸，被动降低下压边缸；(c)拉至下限位置，主缸迅速上升至上限位置；d .下压边缸的上部复位测试结果表明，除了步骤B可能被完全加载之外，其他步骤的负载电流非常小。在每个工作循环的间隔期间，整个机器的电流小于额定电流的35%，因为液压回路通过电控溢流阀卸载。

2)锻造设备

目前，大多数炊具制造企业使用摩擦压力作为复合底法的生产设备。国内摩擦压力通常采用KN标称设备规格，如绿色锻造J54-2500D摩擦压力机的标称撞击力为25000千牛顿，允许撞击力的上限为1.6×25000千牛顿该设备分别配有132千瓦和110千瓦交流电机。设备空载电流小，但滑块受力撞击提升时的电流达到额定值的110%,对电网影响很大。

3)点焊机

点焊机属于电阻焊机，用于将手柄和盖钮牢固焊接在锅体和锅盖上，实现不锈钢与不锈钢、不锈钢与铝合金、铝合金与铝合金的焊接目前，炊具企业使用的点焊机主要有工频点焊机、储能点焊机和中频点焊机。点焊机的额定容量单位是KVA同等容量的

储能点焊机的焊接能力约为工频点焊机的4倍。例如，焊接两块3毫米碳钢板时，可以选择10KVA储能点焊机或40KVA工频点焊机。工频点焊机的缺点是对电网影响大，焊接表面质量差。因此，储能点焊机一般用于装配车间，但储能点焊机的价格是同等焊接能力的工频点焊机的几倍。中频点焊机具有电流大、控制精确的特点，一般用于铝合金之间的焊接。由于价格高，目前还没有广泛使用。

4)感应加热设备，主要包括钎焊机和加热机

通常使用KVA来标定这类设备的容量，如200KVA加热机、80KVA钎焊机等。钎焊过程需要较高的化合物温度。为解决电源电压波动时钎焊机加热温度不稳定的问题，应安装工业用大功率稳压器。

5)抛光设备

抛光设备分为手动、半自动和自动三大类。手工抛光设备一般采用几十套进行流水线装配。每个抛光工人不可能同时执行动作，但是手动抛光机在处理大尺寸产品时基本上处于过载状态。手工抛光线计算的需要系数不应小于0.9。半自动和全自动抛光设备均采用间歇式生产方式，且该设备配置的电机较大，因此0.5左右的要求系数较为合适。

抛光线通风系统的功能是将含尘废气排出室外，废气在排放前需要经过水过滤，以满足环保要求，使通风机的功率越来越大。因为操作员通常会将风扇电机的工作频率和阀门开度调整到最大，所以没有必要配置变频器和调整阀门。

6)氧化线大功率整流器

大功率整流器有可控硅整流器、高频开关等形式。通常，输出DC电压和电流用于表示整流器的规格。选择电源线和开关时，需要知道其交流侧输入电流Ii。该值可根据公式1或公式2计算:

公式1-2

表1三相输入大功率整流器的连接系数

为根据公式1或公式2计算的交流侧输入电流。三相整流器的输入功率Pi可由等式3计算:

等式3

。此外，大功率整流器中存在谐波。如果谐波含量超过国家标准，将对电网，特别是自动控制系统造成更大的干扰，谐波滤波器可用来消除这些谐波。

2企业负荷计算

根据炊具制造企业的设备特点，企业的计算负荷采用估算法和需求系数法确定。

1)估算方法

对于炊具制造企业，我们可以通过目标产量来估算它们的负荷根据炊具制造行业目前的技术水平，通过对类似企业的长期跟踪，我们认为普通炊具的耗电量约为1.5千瓦小时/件，而铝阳极硬氧化炊具的耗电量约为3.5千瓦小时/件。假设一家炊具制造企业的年产量为1000万套，其中40%为铝阳极硬氧化炊具，年耗电量约为600万×1.5+400万×3.5 = 2300万千瓦小时配置的变压器容量按公式4计算:

公式4

2)需求系数法

根据实际应用经验和相关数据，外贸炊具制造企业各类设备的需求系数Kd见表2。将“估算法”和“需求系数”得到的数据进行比较，可以得到一个相对准确合理的计算负荷。

表2炊具制造企业常用设备需求系数经验值

3供配电规划前瞻性考虑

外贸企业大多采用OEM或ODM模式，不同订单采用不同的工艺路线。此外还有大中型设备(如大型压机、高频加热器等。)，其他设备经常需要根据订单的技术要求进行移动，车间内的低压配电系统必须能够适应这种变化如果现有设备不能满足订单的技术要求，可能需要紧急采购设备，因此供配电系统仍需要一定的余量。此外，应根据企业的发展愿景确定未来的产能扩张计划。

1)低压配电柜设计

为了应对设备搬迁，生产线低压配电柜的设计容量需要有20%的富余，同时预留几个自动空气开关

2)电缆通道的设计

在炊具制造企业中，建议使用金属桥架作为电缆通道，尽量避免通过电缆通道敷设电缆企业中的车边、车底、打磨、喷砂、清洗、氧化、喷涂等过程会产生更多的金属粉末、灰尘、污水等，上述垃圾容易进入电缆沟地面以下，难以清理，产生安全隐患电缆桥架架空安装在每个车间的每个轴上，预埋管道埋在车间之间。增加工艺设备后，可以快速敷设电缆。

3)企业高压供电容量预留

考虑到未来扩容的需要，高压进线的截面积有预留，配电室预留足够的空间增加高低压开关柜和变压器等。

外贸检验工厂

外贸炊具制造企业不得不面对许多外国公司的检验工厂，其中对与劳动安全有关的设备安全有特殊要求。例如，一位外国商人对设备安全的要求描述如下:“供应商应确保生产过程中使用的所有机器或其他设备都配备必要或必需的(注1)安全装置(注2)，以避免人员伤害事故。”

在具体操作过程中，工厂检验员对配电系统(尤其是车间低压配电系统)有如下要求。在规划过程中应注意:1。采用双门低压配电柜。开关的操作手柄暴露在内门外，其他部件如电缆、接线端子、铜排和其他内门是隔离的。打开外门后，开启手柄可以安全操作；2.开关标识清晰、准确且易于更新。3.在开关柜的前、后、左、右之间保持足够的空间。4.所有设备电气箱和电源柜都需要配备门锁，在维护期间必须上锁以确保安全。5.相关设备应配备紧密停止按钮，如清洗线、喷涂线固化炉等。

与高级决策者的沟通方法

1配电室位置配电室应尽可能靠近工厂的负荷中心，但实际上它经常受到其他因素的影响，这使得配电室建得远离负荷中心。这将导致以下问题:

1)投资增加为了解释增加的幅度，可以用图1来解释:

图1变压器室偏离负载中心分析图

，如图1a所示。假设负载a、b和c具有相同的容量，并且分布在等边三角形中，负载中心是等边三角形的几何中心。如果电缆沿直线敷设，电缆总长度为300米然而，图1b显示配电间偏离负载中心100米，并且电缆总长度变为400米配电室偏离负荷中心，导致电线电缆总长度和相应投资增加33%！另外，由于长度的增加，为了保证线路压降满足要求，电缆的截面积需要相应增加，从而进一步增加投资金额。

2)运行期间高功耗和低电能质量变压器室偏离负载中心，导致电缆长度增加。电缆的铜损等于I2R，而电阻与电缆长度成正比，所以铜损与电缆长度成正比。随着电缆阻抗的增加，电源侧的电压波动也会增加。如果为了保证设备的正常运行而增加变压器的输出电压，在夜间负荷变小时，很容易出现过电压现象，从而危及电气设备的安全。

2匹配室位置方案比较

事实上，很难将配电室设置在绝对负荷中心。我们可以根据不同的配套房间位置设计多套设计方案，并做出相应的预算。我们相信投资的不同会说服高级决策者，从而使他们改变初衷。结论

在充分掌握工厂供配电设计理论知识的基础上，对设计工程师有以下要求:熟悉炊具行业的设备特点及相应的生产工艺；考虑大的工艺变化等因素，采用前瞻性设计；了解国外检测厂对供配电系统的要求；利用经济数据说服高级决策者尽可能将配电室设在企业和车间的负荷中心。

(胡时珍主编《电气技术》))

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