劉廣耀
(山東華電節(jié)能技術(shù)有限公司 山東濟(jì)南 250000)
近年來,隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展越來越離不開電力資源,在火力發(fā)電廠的電氣設(shè)計(jì)中的低壓配電系統(tǒng)也在設(shè)計(jì)上給予了嚴(yán)格的管理?;鹆Πl(fā)電廠運(yùn)行階段,電壓負(fù)荷較大,若是低壓配電系統(tǒng)在實(shí)際操作的過程中發(fā)生出現(xiàn)了安全問題,那么必然會(huì)對(duì)火力發(fā)電廠帶來嚴(yán)重的損失,不利于發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益。發(fā)電廠的電氣設(shè)計(jì)過程中,為了保證低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性,就要針對(duì)低壓配線系統(tǒng)中各個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化,并且從多個(gè)層面進(jìn)行安全性提高的分析。電氣設(shè)計(jì)人員要根據(jù)火力發(fā)電廠實(shí)際工作階段的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析,進(jìn)行低壓配電系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì),分析火力發(fā)電廠中電網(wǎng)配置的問題、設(shè)備安裝的問題等,將火力發(fā)電廠低壓配電系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來,以減少事故的發(fā)生率,保證火力發(fā)電廠安全、穩(wěn)定地運(yùn)行,并且獲取良好的收益。
我國(guó)電力行業(yè)改革和發(fā)展,電網(wǎng)相關(guān)的建設(shè)工程規(guī)模不斷增大,從而社會(huì)各界在生產(chǎn)和生活方面對(duì)電力能源的需求越來越高,因此也對(duì)火力發(fā)電場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)帶來了一定的挑戰(zhàn)?;鹆Πl(fā)電行業(yè)在電力的生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)沫h(huán)節(jié)涉及的設(shè)備及系統(tǒng)都非常復(fù)雜,低壓配電系統(tǒng)是影響電力供應(yīng)水平的主要因素,同時(shí),電氣設(shè)計(jì)在火力發(fā)電廠運(yùn)行中有重要意義。在具體的電氣設(shè)計(jì)階段,必須要結(jié)合電廠的負(fù)荷情況進(jìn)行,才能保證設(shè)計(jì)結(jié)果符合火力發(fā)電廠發(fā)展的要求?,F(xiàn)場(chǎng)要注意管控好熱源,做好灰塵的清潔和處理,以免出現(xiàn)振動(dòng)問題對(duì)火力發(fā)電廠造成不良影響。使用專門的消防用電設(shè)備,在消防設(shè)備使用中,為了提高用電的可靠性,就要在配電箱外圍設(shè)置雙電源切換裝置。配電間設(shè)計(jì)階段,為了避免發(fā)生突發(fā)情況,就可以采用應(yīng)急照明提供相應(yīng)電源。電氣設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),電纜線路、基礎(chǔ)設(shè)施等都要符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),而且低壓配電系統(tǒng)采用的就是接地保護(hù)裝置,能夠降低事故發(fā)生率,提高用電的安全性[1],詳見圖1。
圖1 火力發(fā)電廠電氣設(shè)計(jì)
IT 系統(tǒng)是一種三相三線的系統(tǒng),具有極強(qiáng)的穩(wěn)定性、可靠性和安全性,真正發(fā)揮不停歇供電的效果。IT系統(tǒng)的電源端口區(qū)域均采用高電阻、高電抗的接地保護(hù)措施,變壓器一般不需要實(shí)施接地保護(hù)措施,電氣設(shè)備外部露出的導(dǎo)線采用的是直接接地的保護(hù)措施。在IT系統(tǒng)中,某個(gè)相線出現(xiàn)了故障,如果接地流經(jīng)的電流量較小,那么配電系統(tǒng)的安全性、可靠性就會(huì)受到影響,不過其他線路能夠維持正常的電能供應(yīng)狀態(tài)。低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行階段極易發(fā)生絕緣損傷的情況,電氣設(shè)備的金屬外殼也容易出現(xiàn)帶電故障,由于接地保護(hù)的實(shí)施,工作人員也能夠避免接觸設(shè)備的外殼而威脅生命安全,最主要的原因?yàn)楣收想娏魇峭ㄟ^直接接地線進(jìn)入地面,能夠減少人體流經(jīng)的電流,從而有效保證了設(shè)備及工作人員的安全。IT系統(tǒng)能夠提高系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性,同時(shí),供電的安全性也會(huì)提高,適用于供電時(shí)間長(zhǎng)、供電量較大且對(duì)電能有極高需求的地區(qū)。IT系統(tǒng)是當(dāng)前大多數(shù)火力發(fā)電廠采用的接電模式。
低壓配電系統(tǒng)中的TT接線方式,該接電方式作為電氣設(shè)計(jì)中電源中性點(diǎn)常用的保護(hù)措施,電氣設(shè)備外部露出的部分也采用的為直接接地的保護(hù)措施。簡(jiǎn)單來講,電氣設(shè)備的金屬外殼作為一個(gè)單獨(dú)接地的系統(tǒng),這種模式能夠斷開電源端接地線與負(fù)荷端接地線之間的關(guān)系,那么在發(fā)生故障的時(shí)候,故障電流就不會(huì)進(jìn)入到其他設(shè)備中,能夠?qū)⒐收峡刂圃跇O小的范圍中。TT系統(tǒng)的最大特點(diǎn)在于減少電力設(shè)備之間的接地保護(hù)措施發(fā)生干擾,電源中性點(diǎn)的裝置一般不會(huì)對(duì)電力設(shè)備的正常運(yùn)行造成阻礙[2]。一般來講,TT系統(tǒng)一般應(yīng)用范圍較小,而且其應(yīng)用中對(duì)電能的需求要求不高。我國(guó)的農(nóng)村電力覆蓋面大、用電負(fù)荷較為分散,因此,TT低壓配電系統(tǒng)是最常用的手段,要不斷地針對(duì)TT系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新和發(fā)展,從而保證農(nóng)村地區(qū)用電的安全性,減少故障發(fā)生率。TT 系統(tǒng)在電氣系統(tǒng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,而且該系統(tǒng)非常適合用在用電設(shè)備數(shù)量少且用電需求小的地區(qū),如農(nóng)村地區(qū)、山區(qū)等?;鹆Πl(fā)電廠中的工作人員必須重視IT系統(tǒng)的應(yīng)用,將這一系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來,提高供電的可靠性。
低壓配電系統(tǒng)中的TN 系統(tǒng)在火力發(fā)電廠的電氣設(shè)計(jì)中是最為常見的接線模式,其最大的優(yōu)勢(shì)就是通過一根保護(hù)線可以將設(shè)備金屬外殼連接起來,通過中性點(diǎn)進(jìn)行接地保護(hù),從而形成了一個(gè)整體、統(tǒng)一的保護(hù)系統(tǒng)。TN系統(tǒng)應(yīng)用中,需要注意的一點(diǎn)就是要檢查電力線路的截?cái)嗝娣e,在保證滿足我國(guó)電力行業(yè)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)的情況下,實(shí)現(xiàn)各個(gè)保護(hù)線的連接,要避免出現(xiàn)金屬短路、電流過大等問題,可以通過電流保護(hù)器進(jìn)行解決。目前,TN系統(tǒng)還可分為TN-S模式、TN-C-S模式、TN-C模式。其中,TN-S模式采用的是三相四線與PE線結(jié)合的設(shè)計(jì),N 線及PE 線相互獨(dú)立。TN-C-S 模式將N 線與PE 線結(jié)合起來,從而形成接地系統(tǒng),多用于較為危險(xiǎn)的作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。TN-C接線方式最為簡(jiǎn)單,采用的就是常見的三相四線接線模式。不同情況下的TN系統(tǒng)的不同模式有各自的優(yōu)點(diǎn),根據(jù)實(shí)際的情況選擇合適的模式,例如,TN-S和PE線適用于存放精密電子儀器的場(chǎng)合,TN-C-S 適用于工業(yè)、礦業(yè)企業(yè)中。只有保證不同模式都能被合理地應(yīng)用,才能促進(jìn)其發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì),提高火力發(fā)電廠的運(yùn)行安全。
火力發(fā)電廠中的電壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段,要保證其接地保護(hù)的設(shè)計(jì)符合火力發(fā)電廠的發(fā)展需求,而且保護(hù)線的質(zhì)量、電氣設(shè)備及系統(tǒng)接地模式的選擇都要納入考慮范疇。實(shí)際設(shè)計(jì)階段,不管采用何種形式的接地保護(hù),都要通過總等電位聯(lián)結(jié),避免配電系統(tǒng)以外的電壓對(duì)電路系統(tǒng)造成影響。低壓配電TT 系統(tǒng)的主要作用就是保護(hù)供電系統(tǒng)外漏導(dǎo)電,如果外漏導(dǎo)電的部分發(fā)生了問題,電壓在未超過極限值的情況下,TT就會(huì)發(fā)出警報(bào);如果電壓超過了極限值,系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)切斷電源,以免發(fā)生故障。低壓配電IT系統(tǒng)主要用于電氣設(shè)備的外漏導(dǎo)電部分,若是供電中這一部分發(fā)生了故障,那么IT系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切斷電源進(jìn)行保護(hù)。TN系統(tǒng)主要作用是避免故障電流過大而對(duì)系統(tǒng)造成較大影響,實(shí)際應(yīng)用階段,采用電流保護(hù)器進(jìn)行電流負(fù)荷的保護(hù)。如果低壓配電系統(tǒng)的線路過長(zhǎng)、導(dǎo)線截面過小的時(shí)候,可以采用漏電保護(hù)器來保證用電的安全性。
要促進(jìn)低壓配電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)安全、可靠的應(yīng)用,在電氣設(shè)計(jì)的過程中,就必須重視漏電斷路器的應(yīng)用,以此來保護(hù)接地保護(hù)裝置的穩(wěn)定性。漏電保護(hù)器使用中需要做好參數(shù)的設(shè)置,要注意以下幾點(diǎn)要求。首先,漏電保護(hù)器一般使用在低壓配電系統(tǒng)的末端裝置,要注意控制電擊能量上限,不可超過要求范圍。其次,漏電保護(hù)器中的額定電流必須高于低壓配電系統(tǒng)的漏電電流,才能保證不會(huì)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行造成影響。電氣設(shè)計(jì)中,可以將漏電斷路器應(yīng)用在供電主干線、供電系統(tǒng)末端設(shè)備中,從而能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的全方位保護(hù)[3]?;鹆Πl(fā)電廠低壓配電箱的接地保護(hù)中必然會(huì)應(yīng)用到漏電保護(hù)器,為了提高低壓配電系統(tǒng)的安全性,那么就要將漏電保護(hù)器的參數(shù)與低壓配電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)相匹配,尤其是額定電流要做好設(shè)置。
要保證低壓配電系統(tǒng)得到穩(wěn)定安全的運(yùn)行,那么就必然需要提高技術(shù)人員、工作人員專業(yè)能力、綜合素質(zhì)。第一,火力發(fā)電廠中要積極開展安全理論教育,提高技術(shù)人員、管理人員對(duì)低壓配電系統(tǒng)的重視度和認(rèn)知度,樹立良好的安全用電意識(shí),才能促進(jìn)各項(xiàng)工作有條不紊地進(jìn)行。第二,組織工作人員參加相關(guān)的技術(shù)培訓(xùn),保證工作人員了解更多的電氣設(shè)計(jì)、配電系統(tǒng)的專業(yè)知識(shí),了解系統(tǒng)的技術(shù)工作原理,從而加強(qiáng)對(duì)低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行的維護(hù)質(zhì)量。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,火力發(fā)電廠還要不斷研發(fā)和引進(jìn)新技術(shù)、新工藝,不斷提高低壓配電系統(tǒng)的運(yùn)行效率及安全性。
火力發(fā)電廠中低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行中,對(duì)系統(tǒng)安全運(yùn)行造成影響的因素包括過載短路問題、接地質(zhì)量問題等。發(fā)電廠的改建、發(fā)展從而引發(fā)低壓配電系統(tǒng)使用的接地模式較為復(fù)雜和混亂,同時(shí)管理也不到位,從而阻礙了系統(tǒng)的運(yùn)行安全。受到接地保護(hù)裝置、漏電保護(hù)等問題的影響,無法對(duì)低壓配電系統(tǒng)的漏電給予嚴(yán)密監(jiān)測(cè),因此極易引發(fā)一系列安全事故[4]。根據(jù)上述的影響因素,制訂合理的解決方案。
第一,制訂安全方案?;鹆Πl(fā)電廠必須找到影響低壓配電系統(tǒng)安全運(yùn)行的因素,結(jié)合火力發(fā)電廠的實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況,選擇合適的保護(hù)裝置和接地方式,落實(shí)具體的保護(hù)對(duì)策,從而提高低壓配電系統(tǒng)設(shè)備及系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。同時(shí),火力發(fā)電廠的相關(guān)部門還要加強(qiáng)對(duì)安全技術(shù)、設(shè)備維護(hù)技術(shù)的更新,真正地提高低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。
第二,找到合理的接線模式。選擇合理的接線模式是保證低壓配電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ),也能保證進(jìn)等電位連接方式的應(yīng)用,借助周圍的建筑,將外露導(dǎo)電設(shè)備連接起來并且與保護(hù)線連接,減少安全事故的發(fā)生率。同時(shí),低壓配電系統(tǒng)中的電壓零線可以通過重復(fù)接地的方法來提高其安全性能,如果電壓零線出現(xiàn)了斷裂的情況,那么會(huì)在重復(fù)接地模式下減少電壓,從而保證低壓配電系統(tǒng)的正常、安全運(yùn)行。
第三,制定安全檢查機(jī)制?;鹆Πl(fā)電廠運(yùn)行階段,要制定完善的安全檢查制度規(guī)范低壓配電系統(tǒng)的運(yùn)行。檢查過程中,首先要重視在火力發(fā)電廠進(jìn)行安全用電的宣傳,讓工作人員都能主動(dòng)、自覺地參與到系統(tǒng)檢查中,配合檢查工作的進(jìn)行。其次,定期檢查中,工作人員還要細(xì)化檢查流程,及時(shí)發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)因素。最后,利用先進(jìn)技術(shù)和規(guī)范化的檢修方式,加強(qiáng)對(duì)配電系統(tǒng)的安全維護(hù),滿足電廠的需求[5-6]。
火力發(fā)電廠在電氣設(shè)計(jì)的過程中,為了保證低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性,就要針對(duì)火力發(fā)電廠的各個(gè)方面進(jìn)行分析,對(duì)火力發(fā)電廠的每個(gè)環(huán)節(jié)都要給予重視且做好設(shè)計(jì),如低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、供電網(wǎng)絡(luò)布置、末端設(shè)備安裝等,只有做好各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì),才能真正發(fā)揮保護(hù)火力發(fā)電廠低壓配電系統(tǒng)的作用,解決安全隱患,保證火力發(fā)電廠穩(wěn)定安全運(yùn)行?;鹆Πl(fā)電廠運(yùn)營(yíng)階段,低壓配電系統(tǒng)的安全性對(duì)其有重要影響。根據(jù)低壓配電系統(tǒng)的不同運(yùn)行模式,火力發(fā)電廠要積極地找到影響低壓配電系統(tǒng)不安全運(yùn)行的因素,選擇合理的方式解決,提高低壓配電系統(tǒng)的安全性,同時(shí)也是對(duì)火力發(fā)電廠運(yùn)行安全的保護(hù)。電氣設(shè)計(jì)人員要根據(jù)火力發(fā)電廠實(shí)際工作階段的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析,將火力發(fā)電廠低壓配電系統(tǒng)的作用發(fā)揮出來,減少事故的發(fā)生率,保證火力發(fā)電廠安全、穩(wěn)定地運(yùn)行,并且獲取良好的收益。