王昺翔，李永恒，王智，閆俊表，劉永新

（內(nèi)蒙古昆明卷煙有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 呼和哈特 010010）

技術(shù)人員在開展供配電系統(tǒng)設(shè)計工作的過程中，應(yīng)當(dāng)注重先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的有效應(yīng)用，從而提升供配電系統(tǒng)運(yùn)行的高效性。但是，在對工廠供配電系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行深入了解后可以發(fā)現(xiàn)，供配電系統(tǒng)觸電事故、電氣火災(zāi)事故以及爆炸事故時有發(fā)生，不僅導(dǎo)致企業(yè)工程出現(xiàn)了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，甚至還出現(xiàn)了工廠員工傷亡的情況。所以相關(guān)企業(yè)應(yīng)當(dāng)積極開展工廠供配電系統(tǒng)改造工作，以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對工廠供配電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，從而確保工程供配電系統(tǒng)的運(yùn)行與維護(hù)工作可以得到安全、高效地開展。

1 煙草公司工廠供配電系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)際情況

1.1 繼電保護(hù)技術(shù)

煙草公司工廠開展生產(chǎn)工作的過程中，繼電保護(hù)技術(shù)在供配電系統(tǒng)的運(yùn)維管理工作中發(fā)揮了非常重要的作用，并且取得了非常不錯的效果，并且在時代不斷發(fā)展的過程中，繼電保護(hù)技術(shù)的普及程度也變得越來越高。因此，本文將對供配電系統(tǒng)中繼電保護(hù)技術(shù)設(shè)計理論進(jìn)行闡述。供配電系統(tǒng)中繼電保護(hù)電路由檢測電路、長短演示觸發(fā)器、瞬時觸發(fā)器、出口電路以及欠壓保護(hù)電路組成。圖1為繼電保護(hù)電路的方框圖。

圖1 繼電保護(hù)電路方框圖

要想實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)電路的有效應(yīng)用，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)確保其中的各個組成部分都能得到有效落實(shí)。例如，檢測電路的實(shí)現(xiàn)需要電流互感器、橋式整流器、穩(wěn)壓管、電容以及電位器等內(nèi)容共同作用，通過使用電流互感器使二次電流正比電網(wǎng)電流，并通過互感器周圍的電阻將電流轉(zhuǎn)變成電壓信號，再將信號送至橋式整流器，整流器會將交流電壓信號轉(zhuǎn)變成直流電壓信號，然后送至濾波器，最后通過濾波器將電壓信號送至相應(yīng)的執(zhí)行環(huán)節(jié)。其中第一組分壓器由電阻R7、R8以及電容WR1組成，該分壓器是將電壓信號輸送至瞬時保護(hù)環(huán)節(jié)，而電位器則是用于整定速斷動作電流。第二組分壓器使用電阻R9、R10以及電位器WR2組成，該分壓器的功能是將電壓信號輸送至延時保護(hù)環(huán)節(jié)，電位器WR2的作用是整定短延時動作電流。

完成繼電保護(hù)技術(shù)電路設(shè)計后，相關(guān)人員還可以將繼電保護(hù)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行有效集合，可以為繼電保護(hù)技術(shù)賦予智能化特征，該特征不僅會有效減少工廠供配電系統(tǒng)管理工作中的各項資源消耗，還可以為其他電力技術(shù)有效應(yīng)用于供配電系統(tǒng)中創(chuàng)造更多的應(yīng)用空間。

1.2 電流速斷保護(hù)技術(shù)

當(dāng)前，電流速斷保護(hù)技術(shù)也是工廠供配電系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)中常用的技術(shù)之一，該項技術(shù)是一種無時限或者略帶時限動作的電流保護(hù)措施。應(yīng)用該項技術(shù)的過程中，一旦供配電系統(tǒng)出現(xiàn)短路問題，相關(guān)保護(hù)裝置可以實(shí)現(xiàn)在10ms以內(nèi)切斷短路電流，顯著減少故障持續(xù)時間，發(fā)生故障問題對工廠供變電系統(tǒng)造成更加嚴(yán)重的破壞，防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大。從結(jié)構(gòu)組成上來看，可以明確瞬時電流速斷保護(hù)即一種瞬時動作的過電流保護(hù)，相較限時電流保護(hù)，只是少了時間繼電器KT。當(dāng)電路中的短路情況發(fā)生于電流速斷保護(hù)范圍內(nèi)時，兩種保護(hù)電流的繼電器就會同時起作用，但是因?yàn)殡娏魉贁啾Ｗo(hù)的1KA或2KA或1KA和2KA直接接通繼電器1KS以及中間繼電器KM的回路，KM繼電器的觸點(diǎn)就會與斷路器QF的跳閘回路接通。而定時限過電流保護(hù)的3KA或4KA或3KA和4KA需要提前接通時間繼電器KT回路，導(dǎo)致KT啟動延時。在QF跳閘后，短路電流就會消失，所以啟動的KA以及KM就會全部返回，KA失電也會發(fā)揮。但是，在1KS發(fā)出電路電流速斷保護(hù)動作信號后，相關(guān)人員需要以人工手動的方式進(jìn)行復(fù)歸。如果應(yīng)用該項技術(shù)的過程中電流速斷保護(hù)裝置未能實(shí)現(xiàn)有效接通KM，則已經(jīng)啟動的KT就會在時間限制延時后觸點(diǎn)閉合，直接啟動KM使QF跳閘，從而實(shí)現(xiàn)對電路的有效保護(hù)，并為供配電系統(tǒng)的正產(chǎn)運(yùn)行提供充足保障。電流速斷保護(hù)技術(shù)是整個電路系統(tǒng)的主保護(hù)、而定時限過電流保護(hù)則是后備保護(hù)，通過兩項保護(hù)手段的有效應(yīng)用，才能進(jìn)一步提升供配電系統(tǒng)的安全水平。

2 工廠供配電系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)的安全技術(shù)要求

2.1 工廠供配電系統(tǒng)運(yùn)營與維護(hù)的安全管理要求

（1）為了確保供配電系統(tǒng)安全管理工作可以得到高效開展，工廠管理層應(yīng)當(dāng)設(shè)置專門的安全管理崗位以及專職的安全管理工作人員。（2）工廠管理層應(yīng)當(dāng)根據(jù)供配電系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況制定相應(yīng)的安全管理制度，制度內(nèi)容應(yīng)當(dāng)包括安全生產(chǎn)方面的生產(chǎn)責(zé)任制；電氣設(shè)備方面的安全操作標(biāo)準(zhǔn)；日常生產(chǎn)工作方面的安全管理制度等。為了確保安全事故發(fā)生時，相關(guān)工作人員可以規(guī)范、有序地開展搶救工作，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)在日常工作中開展救援演練工作，并通過一次次的實(shí)踐演練來總結(jié)救援經(jīng)驗(yàn)，并制定出完善、合理的安全事故救援方案。（3）在管理工作開展的過程中，工廠領(lǐng)導(dǎo)層應(yīng)當(dāng)確保相關(guān)管理人員具有全面的安全管理知識以及技能，從而確保安全管理工作可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)高效開展。在供配電同運(yùn)行的過程中，電氣作業(yè)相關(guān)內(nèi)容的有效落實(shí)是重中之重，并且電氣作業(yè)屬于特種作業(yè)，需要對相關(guān)工作人員進(jìn)行有效培訓(xùn)，只有培訓(xùn)考試合格之后，并取得相關(guān)證書才能上崗。所以在對電氣作業(yè)人員進(jìn)行管理的過程中，為了保證其人身安全以及供配電系統(tǒng)正產(chǎn)運(yùn)行不受影響，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格核查作業(yè)人員的作業(yè)證，從而確保其中和素質(zhì)可以滿足供配電系統(tǒng)電氣作業(yè)的實(shí)際需求。（4）在管理工作開展的過程中，相關(guān)工作人員還應(yīng)當(dāng)對安全接地以及防雷裝置進(jìn)行有效管理，并對接地電阻進(jìn)行定期檢測，從而保證相關(guān)數(shù)據(jù)可以滿足供配電系統(tǒng)運(yùn)行的規(guī)范要求。

2.2 工廠供配電系統(tǒng)負(fù)荷計算相關(guān)要求

要想確保工程供配電系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)等相關(guān)工作可以安全高效開展，最重要的工作就是對工廠供配電系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)計。供配電系統(tǒng)設(shè)計工作開展過程中，負(fù)荷以及無功功率補(bǔ)償計算是重中之重。負(fù)荷計算是供配電系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)，只有保證負(fù)荷計算結(jié)果的準(zhǔn)確性，才能保證供配電系統(tǒng)設(shè)計的合理性。開展負(fù)荷計算工作的過程中，相關(guān)人員一般使用系數(shù)計算法，相關(guān)系數(shù)如表1所示。

表1 負(fù)荷計算相關(guān)公式

一般情況下，當(dāng)用建設(shè)備小于等于3臺時KX取1，當(dāng)用電設(shè)備大于4臺時KX取0.9。

而無功率補(bǔ)償計算公式則為：Qc=PC(tgφ1-tgφ2)kvar；其中，QC為補(bǔ)償容量（kvar）；Pc為計算有功功率（kW）；tgφ1為補(bǔ)償前計算負(fù)荷功率因數(shù)角的正切值；tgφ2為補(bǔ)償后正切因數(shù)角的正切值。

通過對以上數(shù)據(jù)進(jìn)行有效將計算，可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)來進(jìn)行負(fù)荷歸類分級，并根據(jù)做后的補(bǔ)償結(jié)果來選定無功率補(bǔ)償裝置，確保相應(yīng)裝置可以充分滿足供配電系統(tǒng)的實(shí)際需求，從而為供配電系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)的安全性提供充足保障。

3 工廠供配電系統(tǒng)技術(shù)改造方案——以有源電力諧波器應(yīng)用技術(shù)為例

在煙草公司工廠生產(chǎn)工作開展的過程中，供配電系統(tǒng)會使用大量變頻器來開展調(diào)速工作，而變頻器所產(chǎn)生的諧波會導(dǎo)致供配電系統(tǒng)受到一定程度的影響，所以需要采取一定的技術(shù)手段來解決相關(guān)問題，確保煙草公司工程供配電系統(tǒng)安全高效運(yùn)行。通過對變頻器諧波問題進(jìn)行深入研究可以發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用有源電力諧波器可以實(shí)現(xiàn)對變頻器諧波的有效治理，保證供配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

3.1 變頻器諧波對工廠供配電系統(tǒng)的不良影響

（1）電氣裝置附加損耗增加，容易導(dǎo)致火災(zāi)事故的發(fā)生。諧波的出現(xiàn)會導(dǎo)致相應(yīng)裝置附加損耗增加，導(dǎo)致裝置的發(fā)電效率以及輸電效率降低，進(jìn)而導(dǎo)致線路過熱情況的發(fā)生，容易導(dǎo)致火災(zāi)。（2）嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。諧波會導(dǎo)致電氣設(shè)備產(chǎn)生機(jī)械振動或者發(fā)出噪聲，從而導(dǎo)致電容器、電纜等設(shè)備過熱，老化速度加快，嚴(yán)重影響設(shè)備的正常運(yùn)行。（3）會導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)失誤動作。諧波會導(dǎo)致繼電保護(hù)出現(xiàn)失誤動作，從而造成不必要的供電中斷，產(chǎn)生嚴(yán)重的生產(chǎn)損失。（4）電氣測量誤差增大。諧波還會導(dǎo)致電氣測量儀表無法準(zhǔn)確開展測量工作，產(chǎn)生較大的測量誤差，進(jìn)而為煙草公司帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

3.2 供配電系統(tǒng)諧波問題的有效治理

自諧波問題出現(xiàn)以后，社會對該問題高度重視，并且也開展了多次有關(guān)諧波的學(xué)術(shù)會議。國家根據(jù)供配電系統(tǒng)的基本運(yùn)行情況，制定了電力系統(tǒng)諧波以及用電設(shè)備諧波的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，電網(wǎng)諧波電壓限值以及諧波電流允許值分別見表2、表3。

表2 公用電網(wǎng)諧波電壓限值

表3 公共連接點(diǎn)諧波電壓允許值

過去在開展諧波治理工作的過程中，相關(guān)企業(yè)會應(yīng)用無源調(diào)諧濾波器的技術(shù)來有效降低諧波電流，該項技術(shù)不僅擁有降低諧波電流的功能，還可以有效補(bǔ)償無功功率，并且具有結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)勢，所以應(yīng)用時間非常長并且擁有較廣的應(yīng)用范圍。但是，該項技術(shù)還有一個非常明顯的缺陷，就是很容易受到電網(wǎng)阻抗以及實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)的影響，從而與供配電系統(tǒng)產(chǎn)生寫真，諧波電壓被進(jìn)一步放大，如果沒有及時采取解決措施，會導(dǎo)致相關(guān)電氣設(shè)備燒毀。而有源電力濾波器（APF:Active Power Filter）是一種可以有效解決上述問題的技術(shù)，應(yīng)用其對工廠供配電系統(tǒng)進(jìn)行改造，可以有效抑制電流諧波以及閃變問題，并實(shí)現(xiàn)對負(fù)荷電流中的諧波以及無功進(jìn)行有效補(bǔ)償，確保電源側(cè)電流為正弦波，有效防止諧波對供配電系統(tǒng)產(chǎn)生污染，并可以顯著提升配電設(shè)備的功率因素，從而實(shí)現(xiàn)對非線性負(fù)荷所產(chǎn)生的諧波源進(jìn)行有效治理。圖2為有源電力濾波器的應(yīng)用原理。

圖2 有源電力濾波器的應(yīng)用原理

4 結(jié)語

綜上所述，為了確保煙草公司可以實(shí)現(xiàn)高效可持續(xù)發(fā)展，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)積極對工廠供配電系統(tǒng)進(jìn)行改造，從而有效提升電力資源的使用效率，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)成本的有效控制。但是，開展該項工作之前，相關(guān)工作人員首先應(yīng)當(dāng)明確供配電系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)的安全技術(shù)要求是什么，從而確保所采用的技術(shù)行為可以滿足供配電系統(tǒng)的實(shí)際需求。