淺析化工工廠電能質(zhì)量優(yōu)化方案

劉思佚

（西南化工研究設(shè)計院有限公司，四川 成都 610225）

1 化工工廠電能質(zhì)量現(xiàn)狀和問題分析

就目前我國電氣施工行業(yè)的現(xiàn)狀而言，建筑電氣施工的時間一般十分緊促，經(jīng)常出現(xiàn)由于沒有對電氣施工全面了解的情況下就倉促的進(jìn)行施工工作。在化工工程電氣設(shè)計上由于此前電氣施工的規(guī)劃設(shè)計不科學(xué)從而導(dǎo)致化工工程電能質(zhì)量不良的情況屢見不鮮。尤其在化工工程的電氣設(shè)計上沒有對化工工廠有機(jī)結(jié)合，比如化工工廠中重要的電力設(shè)備、預(yù)埋管線、消防管道、水電線路和通風(fēng)管道縱橫分布的部位都沒有合理的進(jìn)行設(shè)計，不僅給化工工廠電能的質(zhì)量安全埋下了隱患，而且給我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，阻礙了我國化工行業(yè)的發(fā)展?；すS電能質(zhì)量的下降會給化工工廠的生產(chǎn)安全和效率帶來很大的影響，本文列舉以下幾個方面。

1.1 變壓器損耗。由于在化工工廠的工業(yè)系統(tǒng)屬于一個較為特殊的生產(chǎn)環(huán)境，而且化工工廠變壓器的渦流損耗往往是預(yù)期值的九倍左右，幾乎達(dá)到了變壓器整個負(fù)載損耗的2倍，加上由于集膚效應(yīng)導(dǎo)致的導(dǎo)線過熱都會引起變壓器額外的損耗。雖然集膚效應(yīng)可以在功赫茲時忽略但是從3次赫茲與7次諧波開始發(fā)生作用。例如，化工工廠變壓器中一根直徑為20毫米的導(dǎo)線在3次赫茲往往就具有比直流電阻高出一般的視在電阻。在化工工廠電力系統(tǒng)中這些增加的電阻，往往會導(dǎo)致頻率的升高而且發(fā)生電壓下降和電壓的劇烈變化，甚至導(dǎo)致電能質(zhì)量的嚴(yán)重下降和電能的額外損失現(xiàn)象的發(fā)生。

1.2 誤跳閘現(xiàn)象。由于化工工廠的生產(chǎn)需要用到大量的電能，而電能質(zhì)量的下降往往會導(dǎo)致沖擊電流的出現(xiàn)，從而導(dǎo)致電力事故的出現(xiàn)。因?yàn)闆_擊電流極易導(dǎo)致斷路器跳閘的事故，這是由于斷路器不能正確的合計化工工廠電路中含有基波和各次諧波的電流而發(fā)生的現(xiàn)象，常常發(fā)生誤跳閘或者在該跳閘的時候根本不跳的現(xiàn)象，甚至于出現(xiàn)漏電電流達(dá)到使漏電保護(hù)裝置動作的設(shè)定值的問題。因此誤跳閘現(xiàn)象對化工工廠的電力系統(tǒng)會造成極大的損害，造成化工工廠電能質(zhì)量的嚴(yán)重下降，同時起補(bǔ)救措施必須要保證生產(chǎn)和工作人員的安全。這種情況的解決方法一般是通過多分幾個回路，并使每個回路所帶負(fù)載最大限度的減少，從而降低沖擊電流及漏電電流問題的出現(xiàn)。

2 化工工廠生產(chǎn)管理過程中電能質(zhì)量優(yōu)化措施

2.1 加強(qiáng)對化工工廠電能的管理工作?；すS的電力系統(tǒng)設(shè)計的質(zhì)量好壞直接的影響到化工工程生產(chǎn)構(gòu)成中的電能質(zhì)量，因此在化工工程電氣設(shè)計和施工上必須要對化工工程電氣施工隊(duì)伍進(jìn)行有效的選擇。因?yàn)橹挥芯哂泄S電氣系統(tǒng)施工經(jīng)驗(yàn)和較高的專業(yè)素質(zhì)的施工人員才能保證化工工廠電氣施工的質(zhì)量，其次在化工工廠電能的管理工作上必須要加強(qiáng)化工工廠電力系統(tǒng)的管理，提高化工工廠工作人員的電能使用責(zé)任意識，讓每一位工人都能充分的了解到電能質(zhì)量的重要性，從而明確化工工廠生產(chǎn)過程中的操作規(guī)范，還可以通過建立化工工廠電力系統(tǒng)責(zé)任的方式來加強(qiáng)電能的管理工作。

2.2 提高化工工廠電能的一般措施。一般而言，可以通過調(diào)節(jié)化工工廠有載調(diào)壓變壓器的分接頭可以保證化工工廠生產(chǎn)中的電壓穩(wěn)定，從而也一定程度上提高化工工廠電能的質(zhì)量。其次通過并聯(lián)電容器組也可以有效的補(bǔ)償系統(tǒng)無功功率，從而解決電壓偏低的情況，可是如果化工工廠中電能質(zhì)量的問題過于嚴(yán)重，那么采用此方法則難以使電能質(zhì)量得到優(yōu)化和提高。但是由于化工工廠電力系統(tǒng)復(fù)雜和消耗巨大，因此這種一般措施往往無法取得優(yōu)化電能質(zhì)量的良好效果。

3 化工工廠設(shè)計中采用的電能質(zhì)量優(yōu)化方案

3.1 采用有源和無源濾波技術(shù)。有源和無源濾波技術(shù)可以有效的提高電能質(zhì)量。無源濾波技術(shù)通過采用調(diào)諧的諧振技術(shù)來為諧波提供低阻通路來消除諧波，但是由于無源濾波技術(shù)的應(yīng)用中收到大體積和高能耗的限制，而且在對高諧波的情況下負(fù)載率波效果不良，而且非常引發(fā)系統(tǒng)諧振的問題，正是因?yàn)檫@個原因，無源濾波技術(shù)很少應(yīng)用到化工工廠的電能優(yōu)化上。有源濾波則是通過采用高性能的控制芯片和電子元件來運(yùn)用成熟的諧波控制技術(shù)來對進(jìn)行負(fù)載濾波，優(yōu)化化工工廠的電能質(zhì)量。而且有源濾波具有體積小、耗能低和較高的負(fù)載適應(yīng)性，而且克服了無源濾波技術(shù)存在的系統(tǒng)諧振問題，對化工工廠電能質(zhì)量的優(yōu)化具有良好的效果。

3.2 采用無功補(bǔ)償?shù)拇胧﹣硖岣呋すS電能質(zhì)量

基于無功補(bǔ)償措施可以有效的提高化工工廠的電能質(zhì)量。這是因?yàn)闊o功補(bǔ)償裝置在化工工廠的電力系統(tǒng)中能夠高校對進(jìn)行無功補(bǔ)償和電壓控制，并且不斷的增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性、電壓限制和電阻率等，無功電流在輸出時可以在較大范圍內(nèi)保證電壓變化范圍的恒定，從而對化工工廠的生產(chǎn)形成強(qiáng)有力的保證，而且在化工工廠電壓較低時提供強(qiáng)的無功支撐，從而提高化工工廠的整體電能質(zhì)量。

3.3 化工工廠設(shè)計中可以基于電力技術(shù)來提高電能質(zhì)量。科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展推動力電力電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，通過電力技術(shù)在化工工廠電力系統(tǒng)中的應(yīng)用可以有效的解決諧波畸變、電壓不穩(wěn)等一系列影響電能質(zhì)量的問題，并提高化工工廠電能的質(zhì)量。基于電力技術(shù)來提高電能質(zhì)量的方案主要有以下四種：

3.3.1 靜止調(diào)相機(jī)，在化工工廠的設(shè)計中采用靜止調(diào)相機(jī)可以很好的調(diào)節(jié)化工工廠電壓與系統(tǒng)功率因數(shù)，從而完善化工工廠電力系統(tǒng)設(shè)計，保證電能質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

3.3.2 不間斷穩(wěn)壓電源，化工工廠中通過不間斷穩(wěn)壓電源的設(shè)計可以保證化工工廠電能質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)榛すS生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生巨大的電能負(fù)荷，因此為了保證化工工廠電能質(zhì)量，必須要加以穩(wěn)壓電源的設(shè)計。

3.3.3 動態(tài)電壓恢復(fù)器，這一設(shè)計應(yīng)用在化工工廠的電力系統(tǒng)中，主要是可以起到補(bǔ)償電能的電壓波動和閃變等情況，一般用于敏感負(fù)荷。

3.3.4 固態(tài)電子轉(zhuǎn)換開關(guān)，化工工廠一般是采用傳統(tǒng)的機(jī)械開關(guān)設(shè)計在電力系統(tǒng)中的雙回線路，但是這種傳統(tǒng)的機(jī)械開關(guān)沒有較高的反應(yīng)能力，但是通過固態(tài)電子轉(zhuǎn)換開關(guān)在雙回線路的切換可以克服傳統(tǒng)機(jī)械開關(guān)反應(yīng)慢的情況，從而保證化工工廠電能質(zhì)量達(dá)標(biāo)和持續(xù)供電。

結(jié)語

總而言之，化工工廠的電能質(zhì)量優(yōu)化決定著化工工廠生產(chǎn)的安全和效率，必須要采取科學(xué)有效的措施對化工工廠的電能質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化。通過合理的設(shè)計化工工廠電能質(zhì)量優(yōu)化方案，結(jié)合濾波技術(shù)、無功補(bǔ)償和電力技術(shù)在化工工程電力系統(tǒng)中的應(yīng)用可以達(dá)到優(yōu)化化工工廠電能質(zhì)量的良好效果。不僅如此，化工工廠的電能質(zhì)量優(yōu)化還需要充分分析電能質(zhì)量下降的原因，加強(qiáng)化工工廠電能的管理工作，采用一些基礎(chǔ)的方法措施，達(dá)到提高化工工廠電能質(zhì)量的目的。只有優(yōu)質(zhì)的電能質(zhì)量才能保證化工工廠正常的生產(chǎn)機(jī)安全，這對于促進(jìn)我國化工行業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。

[1]肖湘寧.電能質(zhì)量分析與控制[J].北京：中國電力出版社，2004.

[2]陳建業(yè).工業(yè)企業(yè)電能質(zhì)量控制[J].北京：中國電力出版社，2004.