彥士梅

摘 ?要：鋼鐵企業(yè)是國民經(jīng)濟的重要組成部分，近年來，隨著鋼鐵企業(yè)的高速發(fā)展，鋼鐵企業(yè)的供配電存在著很大的安全隱患。如何確保企業(yè)的配電網(wǎng)安全、可靠地運行，對企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要作用。文章首先分析了鋼鐵企業(yè)配電網(wǎng)存在的安全隱患，其次有針對性地提出了改進措施，以實現(xiàn)鋼鐵企業(yè)的綜合效益。

關鍵詞：鋼鐵企業(yè);供配電系統(tǒng);故障隱患

中圖分類號：TM727.3 ? ? 文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2014）35-0071-02

鋼鐵企業(yè)屬于高耗電企業(yè)，鋼鐵生產(chǎn)過程即相互連續(xù)，又相互離散，各個環(huán)節(jié)互相影響、互相銜接，導致電能的使用和供應十分復雜，再加上鋼鐵企業(yè)歷史較長，其供配電系統(tǒng)隨著多年的運行和改造，存在極大的安全隱患。據(jù)相關部門的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，近兩年來，各個鋼鐵廠發(fā)生電氣故障的就有十幾起，涉及到十多家企業(yè)，給企業(yè)造成了極大的經(jīng)濟損失。為了減少鋼鐵企業(yè)供配電系統(tǒng)電力故障，必須對其存在的安全隱患進行探討，并提出相應的整改措施。

1 ?鋼鐵企業(yè)配電網(wǎng)系統(tǒng)的安全隱患

鋼鐵企業(yè)配電網(wǎng)在運行過程中，造成發(fā)生故障的原因主要包括以下幾個方面：短路開斷能力不夠;繼電保護整定和配置存在一定缺陷;供配電系統(tǒng)的諧波、電壓波動閃變等指標出現(xiàn)惡化，導致配電網(wǎng)存在安全隱患。對鋼鐵企業(yè)來說，具體表現(xiàn)為下述幾方面。

1.1 ?電路器未及時改造

隨著鋼鐵企業(yè)的不斷擴建，對配電網(wǎng)也持續(xù)進行改造，鋼鐵企業(yè)內部不斷增加小型發(fā)電機組，這就造成配電網(wǎng)系統(tǒng)的短路電流增加，而企業(yè)內部原來的電路器并未及時進行改造，在新增發(fā)電機組后開斷能力不足，對配電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)的短路電流無法及時切斷，最終造成斷路器出現(xiàn)故障，常見的有爆炸或著火。

1.2 ?繼電保護整定和配置存在不足

隨著鋼鐵企業(yè)內部配電網(wǎng)的持續(xù)擴建和改造，使得系統(tǒng)的短路電流發(fā)生較大的變化，但是繼電保護裝置卻沒有及時修改或者增加相應的保護功能，難以及時切除故障點。

1.3 ?電纜發(fā)熱著火

出現(xiàn)電纜著火的情況主要包括下面幾種：①隨著系統(tǒng)短路電流的增加，以往配電網(wǎng)選擇的電纜熱穩(wěn)定難以滿足要求;②電纜出現(xiàn)接地故障，沒有及時找到接地點，保護動作有沒有及時進行保護;③在進行電纜敷設時，沒有嚴格按照設計規(guī)范要求繼續(xù)，導致電纜在正常運行過程中溫度迅速升高，對電纜的絕緣造成了一定的破壞。

1.4 ?諧波電流

隨著鋼鐵企業(yè)的發(fā)展，配電網(wǎng)中增加了電弧爐、大型軋機等電力設備，這些設備具有一定的非線性，在使用時產(chǎn)生一定的諧波，這些電力設備還具有無功沖擊負荷，這些都造成鋼鐵企業(yè)的配電網(wǎng)系統(tǒng)的諧波、電壓波動閃變等多個電能質量指標惡化。

1.5 ?接地方式不合理

供配電系統(tǒng)的中性點接地方式存在一定的不合理性。

2 ?鋼鐵企業(yè)供配電系統(tǒng)安全隱患的解決措施

2.1 短路電流造成的危害及解決措施

短路電流是指鋼鐵企業(yè)供配電系統(tǒng)在出現(xiàn)兩相、三相或者單相接地短路時，供電系統(tǒng)出現(xiàn)很大的電流。在建設配電網(wǎng)時，選擇的斷路器、母線、電流互感器及電纜等，都嚴格按照系統(tǒng)設計時計算的短路電流進行選擇的。然而，隨著鋼鐵企業(yè)配電網(wǎng)的持續(xù)改造和發(fā)展，系統(tǒng)的短路電流也發(fā)生了變化，如果沒有及時對其進行計算并更換電力保護設備，就可能造成很大的危害，通常來說，短路電流造成的危害主要包括下述幾方面：

①短路電流能夠產(chǎn)生很大的電動力和極高的溫度，使鋼鐵企業(yè)的電力設備和其他元件出現(xiàn)損壞。

②鋼鐵企業(yè)的配電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)短路電流時，系統(tǒng)的電壓會驟然降低，對電力設備的正常運行造成影響。

③若配電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)單相短路故障，就可以能使配電網(wǎng)產(chǎn)生內產(chǎn)生不平衡的交變磁場，從而對鋼鐵企業(yè)的通信線路和電子設備等造成危害。

因此，為了減少短路電流產(chǎn)生的危害，在配電網(wǎng)進行改造時要及時對短路電流進行重新計算，計算完成后及時檢查各種保護設備是否滿足要求，一旦不滿足要求，要及時進行更換。

鋼鐵企業(yè)的配供電系統(tǒng)，最容易出現(xiàn)短路的情況包括：三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路。在鋼鐵企業(yè)的配電網(wǎng)中，最容易出現(xiàn)的短路是單相短路，出現(xiàn)三相短路的可能性很小。但是三相短路產(chǎn)生的短路電流很大，給鋼鐵企業(yè)造成的損失最為嚴重，因此，為了最大限度的確保鋼鐵企業(yè)配電網(wǎng)的正常運行，在進行選擇檢驗電氣設備用的短路計算時，通常以三相短路計算為主。

2.2 ?繼電保護失效造成的危害及解決措施

當系統(tǒng)的短路電流發(fā)生變化時，而并未對繼電保護裝置進行及時的調整和更換，這就導致系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時，沒有及時進行切斷，從而使得系統(tǒng)的故障范圍擴大，給整個鋼鐵企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟損失。

鋼鐵企業(yè)屬于沖擊性負荷企業(yè)，用電量特別大，同時鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)總是不間斷進行，因此對配電系統(tǒng)的安全性和可靠性具有很高的要求。而繼電保護裝置對于確保配電系統(tǒng)的安全運行具有十分重要的作用，因此，在配電系統(tǒng)出現(xiàn)改進或者建設時，必須重新對繼電保護進行計算，計算時必須重視下述幾方面：

①在配電網(wǎng)進行改造或建設時，對繼電保護的計算要考慮配電網(wǎng)的運行方式。對配電系統(tǒng)的運行方式和故障類型要進行考慮，通常情況下，對于故障很小的情況不予考慮，再者，對于保護裝置的靈敏系數(shù)應該根據(jù)配電網(wǎng)系統(tǒng)的最不利正常運行方式和不利故障類型進行計算，科學合理的制定保護方案和選擇設備。

②考慮保護功能和結構。保護功能和結構盡量要求簡單、便于維護，同時具有一定的靈活性，通常情況下，對于鋼鐵企業(yè)的繼電保護采用帶反時限保護特性的電流保護裝置。

③在配電系統(tǒng)中增加電動機后，必須重新對繼電保護進行計算，對于容量大、距離遠的二次接線設計時，繼電保護的計算要考慮電流互感器的二次負載能力，防止由于負載原因而造成配電網(wǎng)系統(tǒng)的電動機出現(xiàn)誤動作、拒動作等。

④電壓互感器。在鋼鐵企業(yè)的供配電系統(tǒng)中，通常都設有母線GPT，在這種條件下，通常不用再設置進線PT，只需在進線柜上進行標注即可。

⑤信號和連鎖。鋼鐵企業(yè)通常會有部分進口設備，國外的繼電保護設計理念和國內存在一定差異，允許在繼電保護不正常時，和其相連的電氣設備即可停止運行，因此對于部分重要設備，通常有自檢故障信號跳閘指令的設計。在鋼鐵企業(yè)實際運行時，通常不建議電力設備直接跳閘停止運行，最好能將信號傳輸?shù)街蛋嗍疫M行報警。

2.3 ?電纜故障的危害及解決措施

當鋼鐵企業(yè)配電網(wǎng)的電纜出現(xiàn)故障時，極易發(fā)生火災，電纜中的高聚物在燃燒后會產(chǎn)生大量的有毒氣體，如一氧化碳、氯化氫等，這些有毒氣體會對人體的健康造成很大危害。

為了避免由于電纜安裝不合格而造成電力故障，對安裝好的電纜進行嚴格細致的檢查，對出現(xiàn)不合格的地方，要及時進行處理;如果配電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)較大改造，對所有電纜的要求必須重新進行計算，對于不符合要求的舊電纜要及時進行更換。

2.4 ?諧波產(chǎn)生的危害及解決措施

諧波對電網(wǎng)、電力設備的危害主要包括下述幾方面：

①增加了變壓器、導線和電動機等各種電力設備的損耗，降低了利用效率。

②會對各種電力設備的正常工作造成影響，如諧波造成變壓器銅損和鐵損嚴重，導致局部溫度過高，噪聲增加等。

③影響電能計量裝置的精確度，引發(fā)繼電保護出現(xiàn)誤動、拒動等。

對鋼鐵企業(yè)來說，產(chǎn)生諧波的主要裝置是電弧爐、軋鋼機等，且這些設備主要是沖擊性符合，會對位于其周圍的其他負荷產(chǎn)生很大的影響。所以，諧波問題對鋼鐵廠具有很大的影響，根據(jù)鋼鐵企業(yè)的特點，通常采取下述兩種方式抑制諧波：

①靜止型動態(tài)無功補償及諧波濾波器SVC，將其接入到配電網(wǎng)中，不僅能減少電壓閃變，還能提供功率因數(shù)，吸收高次諧波。

②采用有源濾波器。該設置主要作用是進行無功補償和濾波，能有效消除掉電弧爐、軋鋼機等電力設備，是目前鋼鐵企業(yè)無功補償諧波的發(fā)展方向。

2.5 ?中性點接地方式不合理帶來的危害及解決措施

如果接地方式不合理，就很容易引發(fā)各種電力故障，給鋼鐵企業(yè)帶來極大的損失。在國內配電網(wǎng)中性點的接地方式主要包括下述幾種：直接接地、不接地和電阻接地。不接地系統(tǒng)由于存在電壓高、接地點難以判斷等缺陷，目前正逐步過渡到采用電阻接地方式。

所以，對于鋼鐵企業(yè)來說，除了電壓等級滿足電力系統(tǒng)的接地方式外，對于其他電壓等級都必須要采用電阻接地系統(tǒng)。

3 ?保證供配電系統(tǒng)安全運行的建議

①進行全廠供配電系統(tǒng)的短路電流分析，根據(jù)短路電流對電氣設備進行校驗，采取措施保證電氣設備開斷能力、熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定等參數(shù)符合短路要求。

②根據(jù)短路電流對繼電保護進行全面校核，完善繼電保護裝置，確定新的保護定值，校驗保護的上下級配合是否合理。另外，需要每年定期對保護定值進行試驗，保證保護定值的準確性。

③對整個供配電系統(tǒng)進行潮流分析，保證負荷分配合理，每臺主變的負載率均衡，不要出現(xiàn)有的主變過載，而有的主變負荷率很低，避免為了負荷平衡將主變并列運行，增加短路電流負擔。

④對系統(tǒng)的電能質量進行分析，采取措施減少諧波、無功沖擊等，減少無功損耗。

⑤加強對電纜的維護工作，對電纜敷設方面存在的問題盡快改進，減少電纜發(fā)熱，也可以降低電能損耗。

4 ?結 ?語

綜上所述，鋼鐵企業(yè)屬于綜合性企業(yè)，生產(chǎn)過程相互影響，一旦出現(xiàn)電力故障，將會給鋼鐵企業(yè)帶來難以估量的損失，相關技術人員要進一步深入研究，對可能出現(xiàn)的安全隱患及時進行排查，確保鋼鐵企業(yè)配電網(wǎng)系統(tǒng)的安全、可靠運行，從而提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和核心競爭力。

參考文獻：

[1] 張穎輝.剛鐵企業(yè)供配電系統(tǒng)安全隱患及整改措施[J].冶金電氣，2014，11（16）：56-58.

[2] 王忠明.鋼鐵企業(yè)全廠供配電系統(tǒng)規(guī)劃設計淺談[J].鋼鐵技術，2010，22（4）：78-80.

[3] 沈國芳.鋼鐵企業(yè)高壓供配電系統(tǒng)繼電保護技術應用和管理[J].冶金電氣，2014，11（17）：89-91.

[4] 陳忠平，喬偉.鋼鐵企業(yè)供電系統(tǒng)事故處理預案信息系統(tǒng)的研究[J].2012，30（6）：243-245.

[5] 于澤.鋼鐵企業(yè)供配電系統(tǒng)的運行管理[J].中國高新技術企業(yè)，2012，13（4）：56-58.