工廠供配電直接影響工程的安全生產,是電力系統的重要組成部分,主要任務就是對工程所需電能進行供應和分配,但是近年來,工廠供配電系統觸電事故以及電氣火災和爆炸事故時有發生,不但影響生產,還造成巨大的經濟損失甚至人員傷亡。為保證工廠供配電系統安全運行,防止事故發生,除了要按標準、規范對供配電系統進行設計、施工外,還必須做好工廠供配電系統運行和維4作。
低壓配電系統
隨著技術水平的不斷提高,低壓配電設備發展水平也得到了一定的提高,尤其是設備裝備方面,發展相對成熟,開關電源、整流器、變頻器等非線性設備得到了大批量的應用,但是這也產生了一定的安全隱患,非線性設備的使用必將產生高次諧波,對低壓配電系統造成的影響也越來越大。在工廠供電中除了動力負荷外,為保證整個生產工藝流程正常可靠的運轉,還配套很多監控、通信、照明設備,其中大量非線性設備的運行必然產生諧波。如何降低諧波對配電系統的污染,減少諧波造成的危害,保證工廠供電在生產的平穩連續運行,創造一個既安全又經濟的低壓配電系統是一個值得關注的問題。對于這類問題,建議在其變配電室低壓母線上設置并聯電容器集中補償柜,并使用帶雙系統電抗器的補償系統。工廠變配電室電容補償使用帶電抗器的補償裝置后,可以使變壓器的損耗減少,進而可提高變壓器利用率。但低壓配電系統內為非線性負荷配電的電纜及低壓柜母排的中性線中還是有大量諧波電流的。為了防止中性線過熱而引發事故,應適當加大中性線截面。例如,給氣體放電燈供電的照明回路,在三相負荷分配平衡時,中性線截面與相線截面相同;在三相負荷分配不平衡時,為滿足中性線負荷在不過載的情況下運行,中性線截面可能會比相線截面大一級。對于為非線性負荷供電的電纜,其中性線截面宜與相線相等,或是選擇大一級的電纜。
高壓配電
工廠高壓供電線路,是工廠配電系統的重要組成部分,一般情況其供電容量不大,因此,工廠高壓供電線路的繼電保護裝置也會相對簡單。對線路的相間短路保護常采用帶時限的過電流保護,某些場所需配備電流速斷保護,在線路出現相間短路故障時,繼電保護裝置作用于斷路器的跳閘機構,使斷路器跳閘,切除短路故障。我國6~10kV系統屬于不接地系統,在線路發生單相接地時,接地相對地電壓為0,其他兩相對地電壓由相電壓升高為線電壓,但線路線電壓的相位和大小不變,不影響三相用電設備的正常運行,故只需裝設絕緣監察或接地保護裝置,在發生單相接地時,發出信號提醒值班人員注意并及時處理。電力規程規定:電源中性點不接地系統發生單相接地故障時,允許繼續運行2h。相接地故障線路不可長期運行,因為如果另一相又發生接地故障,就形成了兩相短路,產生很大的短路電流,損壞電路設備。目前,工廠高壓供電線路的保護主要是通過縮小故障范圍或預報故障的發生,來提高系統運行的可靠性并最大限度地保證供電安全的。
工廠高壓配電系統的設計應該根據廠內負荷情況,從技術和經濟合理性確定廠區配電電壓。參考負荷布局及總降壓變電所位置,比較幾種可行的高壓配電網布置方案,計算出導線截面及電壓損失,由不同方案的可靠性、電壓損失、基建投資、年運行費用、有色金屬消耗量等綜合技術經濟條件列表比值,擇優選用。
供配電系統的可靠性
配電系統在我國的研究晚,起點低,遠遠落后于發達國家的電源建設和對配電系統的研究,我國許多地區尤其是工廠的配電系統網架結構簡單,設備單一,技術落后裝備差,由事故引發的跳閘現象一直頻繁出現。目前正在進行的城網改造工作使得情況有所好轉,但是遺留的債款太多以及資金不足等原因,要想改變目前工廠配電系統的現狀還是不實際的,要尋尋漸進,工廠只有在自我認識的基礎上,基于現有的配電系統的結構形式,不但要加快進行改造工作,還要采取一些切實可行的技術措施來降低跳閘率,防止電壓事故的擴大,從而提高配電系統運行的安全性,這不但穩定了工廠生產的進度,而且可以有效地保證工廠效益的獲取。
此外,由于受到我國電力行業傳統的觀念影響即重視發電,輕視輸配電。在我國的一些配電工程的設計和施工中輕視了選擇配電設備的環節。系統設備的設計、技術性能、制造以及安裝質量不符合規定;實際運用中設備老化程度經常較高;設備自動化程度低;設備的空間以及線路傳輸的容量不夠;繼電保護和自動裝置動作的正確率低等情況普遍存在。工廠員工的專業技術水平普遍低下,員工對系統設備的了解程度不夠,對電力運行的專業知識掌握程度偏低,對應急解決問題的能力缺乏。不合理的停電安排,由于檢修及其他原因進行停電的計劃,使得停電時間較長,影響較大。基于工廠配電系統自動化研究起步晚起點低等因素,再加上電網結構不合理,電力系統設備價格昂貴。工廠電力設備的自動化程度較低,電網日常的計算機監控程度不夠,遇到故障時工廠有關部門無法及時正確的提出解決方案。
工廠供配電設計要點
在高、低壓設備的選擇方面要慎重,高壓設備選擇的一般要求必須滿足一次電路正常條件下和短路故障條件下的工作要求,同時設備應工作安全可靠,運行方便,投資經濟合理。高壓刀開關柜的選擇應滿足變電所一次電路圖的要求,并各方案經濟比較優選出開關柜型號及一次結線方案編號,同時確定其中所有一次設備的型號規格。
在配電所高壓開關柜的選擇方面,要注意,調研開關柜是按一定的線路方案將有關一、二次設備組裝而成的一種高壓成套配電裝置,在發電廠和變配電所中作為控制和保護發電機、變壓器和高壓線路之用,也可作為大型高壓開關設備、保護電器、監視儀表和母線、絕緣子等。
電氣設備的某部分與大地之間做良好的電氣連接,稱為接地。埋入地中并直接與大地接觸的金屬導體,稱為接地體,或稱接地極,專門為接地而人為裝設的接地體,稱為人工接地體。兼作接地體用的直接與大地接觸的各種金屬構件、金屬管道及建筑物的鋼筋混凝土基礎等,稱為自然接地體。連接接地體與設備、裝置接地部分的金屬導體,稱為接地線。接地線在設備、裝置正常運行情況下是不載流的,但在故障情況下要通過接地故障電流。接地線與接地體合稱為接地裝置,由若干接地體在大地中相互用接地線連接起來的一個整體,接地干線一般應采用不少于兩根導體在不同地點與接地網連接。
總之,目前的工廠配電系統任然存在諸多問題,為了對工廠的供配電系統的安全運行加以保證,防止事故的發生,我們除了要按規范、標準對供配電系統方面進行設計和施工以外,還需要做好工廠的供配電系統的運行與維護工作。
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原文標題:說說工廠配電系統常見問題
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