制藥廠變配電所的配置、運(yùn)行及維護(hù)管理

趙志宏

(國(guó)藥集團(tuán)國(guó)瑞藥業(yè)有限公司，安徽淮南232001)

0 引言

電能在制藥生產(chǎn)的成本中所占比重雖然不是很高，但意義重大。從安全性上來(lái)說(shuō)，制藥廠和一般的機(jī)械加工廠在用電方面截然不同，機(jī)械廠突然停電，一般只是暫時(shí)停產(chǎn)，而藥廠如果供電突然中斷，輕者影響產(chǎn)品質(zhì)量，重者造成產(chǎn)品報(bào)廢，甚至?xí)?dǎo)致人身傷亡事故的發(fā)生。因此，和直接生產(chǎn)產(chǎn)值相比，藥廠的供電雖然看起來(lái)是一項(xiàng)輔助性的工作，但做好供電保障工作具有十分重要的意義。

1 制藥廠對(duì)供電的要求

1.1 制藥廠對(duì)供電的基本要求

制藥廠對(duì)供電的基本要求是：

(1)安全：在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不會(huì)發(fā)生人身傷亡事故和設(shè)備事故。

(2)可靠：滿足用電負(fù)荷對(duì)電壓和頻率等的質(zhì)量要求。

(3)優(yōu)質(zhì)：滿足用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性即連續(xù)供電的要求。

(4)經(jīng)濟(jì)：運(yùn)行費(fèi)用低，并盡可能地節(jié)約電能。

1.2 電力負(fù)荷的等級(jí)劃分

電力負(fù)荷一般是指耗用電能的用電設(shè)備或用電單位(用戶)。按照GB50052—1995《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，電力負(fù)荷根據(jù)其對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電造成的損失或影響分為三級(jí)：

(1)一級(jí)負(fù)荷指中斷供電會(huì)造成人身傷亡或在經(jīng)濟(jì)上造成重大損失的，如重大設(shè)備損壞、重大產(chǎn)品報(bào)廢、連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程被打亂需長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)等。一級(jí)負(fù)荷中，若中斷供電會(huì)發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷，以及特別重要場(chǎng)所不允許中斷供電情況發(fā)生的負(fù)荷，可視為特別重要負(fù)荷。

(2)二級(jí)負(fù)荷指中斷供電將在經(jīng)濟(jì)上造成較大損失的，如主要設(shè)備被損壞、大量產(chǎn)品報(bào)廢、連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程被打亂需較長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)、大量減產(chǎn)等。

(3)三級(jí)負(fù)荷指一般電力負(fù)荷，所有不屬于一、二級(jí)負(fù)荷的都屬于三級(jí)負(fù)荷。

1.3 各級(jí)電力負(fù)荷對(duì)供電電源的要求

各級(jí)電力負(fù)荷對(duì)供電電源的要求有：

(1)一級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源的要求：要有2個(gè)電源供電，當(dāng)其中一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，盡快切換到另一個(gè)電源供電。一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷還必須設(shè)置應(yīng)急電源，以保證對(duì)特別重要負(fù)荷的供電，其他負(fù)荷不得接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。

應(yīng)急電源多采用發(fā)電機(jī)組發(fā)電。

(2)二級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源的要求：要求由2回路供電，供電變壓器也應(yīng)有2臺(tái)及以上，當(dāng)其中一個(gè)回路或一臺(tái)變壓器發(fā)生故障時(shí)，能迅速恢復(fù)供電。每條供電線路應(yīng)能承受全部負(fù)荷。很多對(duì)供電可靠性有要求的藥廠均屬于二級(jí)負(fù)荷供電電源要求。

(3)三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源無(wú)特殊要求。

2 制藥廠變配電所的作用和類(lèi)型

2.1 變配電所的作用

變電所和配電所是2個(gè)概念，往往大家統(tǒng)稱為變電所，這是不妥當(dāng)?shù)摹Ｗ冸娝淖饔檬菑碾娏ο到y(tǒng)受電，經(jīng)過(guò)變壓然后分配電能，可以說(shuō)變電所一定包含著變壓的功能。配電所的作用是從電力系統(tǒng)受電，然后直接分配電能。變配電所是工廠供電系統(tǒng)的樞紐，在工廠中占有特殊的重要地位。

2.2 變配電所的主接線方式

主接線是擔(dān)負(fù)電能輸送和分配的主回路接線。主回路接線方案要達(dá)到安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)的基本要求?，F(xiàn)行制藥廠的規(guī)模都在逐漸擴(kuò)大，一般都建有高壓配電所(高壓配電室)，它的作用是從電力系統(tǒng)受電并向各車(chē)間變電所及一些高壓用電設(shè)備配電。為了保證用電的可靠性、連續(xù)性，大部分有條件的藥廠采用2路進(jìn)線，最常用的方案是：一路主用(作為正常工作電源)，另一路作為備用工作電源。對(duì)2路進(jìn)線電源的選擇，根據(jù)制藥廠的負(fù)荷等級(jí)和供電條件，有以下3種情況：

(1)從同一變電所出線，不同母線的電源，但出線的線路有其他用戶公用。這雖然表面是雙回路，但當(dāng)變電所發(fā)生故障，特別是線路的其他用電負(fù)荷產(chǎn)生故障時(shí)，會(huì)對(duì)本用戶產(chǎn)生影響。如接地故障，會(huì)導(dǎo)致高壓一相接地，供電缺相；短路故障，會(huì)產(chǎn)生瞬間電壓降，造成失壓保護(hù)。這種供電方式雖然比單路進(jìn)線可靠性高，但由于線路有其他公用用戶，受其他用戶影響的風(fēng)險(xiǎn)較大，可靠性不是很高。

(2)從同一變電所出線，不同母線的電源(不同的主變)，由專(zhuān)用的供電線路(一般為架空線路)送至用戶，用這樣的供電方式供電可靠性較高，在一些原料生產(chǎn)的藥廠應(yīng)用較為廣泛。特別適用于二級(jí)負(fù)荷。

(3)從不同的變電所出線供電，由專(zhuān)用的供電線路送至用戶，在特殊的情況下，當(dāng)某一變電所或線路發(fā)生故障時(shí)，可通過(guò)另一變電所或線路供電。這種供電方式可靠性高，但投資較大，也受當(dāng)?shù)毓╇姉l件的限制。

筆者曾遇到一大型原料藥廠(發(fā)酵和合成生產(chǎn)原料藥)夏季因供電部門(mén)變電所突然停電造成較大經(jīng)濟(jì)損失的情況。該廠本來(lái)以上述的第2種供電方式受電，多年來(lái)沒(méi)有出現(xiàn)意外情況，當(dāng)一路供電發(fā)生故障時(shí)，立即投入備用回路。突然一天，因雷電造成供電部門(mén)變電所2路進(jìn)線中斷，2臺(tái)供電主變中斷供電。藥廠問(wèn)詢供電部門(mén)，答復(fù)如此供電方式，供電部門(mén)不承擔(dān)任何責(zé)任。所以，突然中斷供電會(huì)造成非常大的經(jīng)濟(jì)損失或人身傷亡事故，有建設(shè)條件的藥廠以第3種進(jìn)線方式為最好。

大型藥廠的常用的主接線方式有2種：在進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)及其他原料生產(chǎn)的大型原料藥廠，公用系統(tǒng)(空壓、制冷等)及生產(chǎn)設(shè)備(發(fā)酵罐、反應(yīng)釜)的裝機(jī)容量較大，用電量大，為減少進(jìn)線的電能損耗，一般電源進(jìn)線電壓選擇為35 kV或以上，先經(jīng)工廠總降壓變電所降為6～10 kV(現(xiàn)基本采用10 kV)的高壓配電電壓，送至高壓用電器，或再經(jīng)車(chē)間變電所降為一般低壓用電設(shè)備所需的電壓，一般為220/380 V。大型藥廠的一次側(cè)采用內(nèi)橋式接線的總降壓變電所主接線方案如圖1所示。

圖1 一次側(cè)采用內(nèi)橋式接線的總降壓變電所主接線圖

從圖1的主接線方案可以看出，一次側(cè)的高壓斷路器QF10像一座橋跨接在2路電源進(jìn)線之間，并處在線路斷路器QF11和QF12的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器，稱此為內(nèi)橋式接線。這種主接線運(yùn)行靈活性較好，供電可靠性高，適用于一、二級(jí)負(fù)荷。

3 變配電所主要設(shè)備的選型配置和結(jié)構(gòu)

3.1 變壓器

目前制藥廠廣泛采用三相油浸式自冷電力變壓器和環(huán)氧樹(shù)脂澆注絕緣三相干式電力變壓器。這2種變壓器各有其優(yōu)點(diǎn)。油浸式電力變壓器實(shí)際過(guò)載能力較高，但需對(duì)變壓器油定期檢測(cè)和更換。干式電力變壓器的優(yōu)點(diǎn)是不需要油的冷卻和絕緣，但實(shí)際過(guò)載負(fù)荷能力較差，在負(fù)荷達(dá)到額定值的80%以上時(shí)，溫度就會(huì)很高，所以在選擇干式電力變壓器時(shí)，一定要具備強(qiáng)制風(fēng)冷的功能，并配有散熱風(fēng)機(jī)。

為保證供電的可靠性，應(yīng)選用2臺(tái)及以上變壓器。10 kV配電變壓器有Yyn0和Dyn11這2種聯(lián)結(jié)組別。我國(guó)過(guò)去大多采用Yyn0聯(lián)結(jié)的變壓器，近年來(lái)，Dyn11聯(lián)結(jié)的變壓器得到廣泛應(yīng)用，它的最大優(yōu)點(diǎn)是可抑制高次諧波。

3.2 高壓斷路器

制藥廠采用的高壓斷路器有3種：油斷路器、六氟化硫斷路器和真空斷路器。油斷路器雖造價(jià)低，但維修頻繁。六氟化硫斷路器斷流能力強(qiáng)，滅弧速度快，但密封性能要求高。真空斷路器雖然造價(jià)高，但壽命長(zhǎng)，維護(hù)檢修方便，適于頻繁操作，得到廣泛采用。

3.3 高壓開(kāi)關(guān)柜

高壓開(kāi)關(guān)柜有固定式和手車(chē)式2種類(lèi)型。手車(chē)式開(kāi)關(guān)柜的特點(diǎn)是檢修安全方便，恢復(fù)供電快，已逐步取代固定式開(kāi)關(guān)柜，如KYN型鎧裝式手車(chē)柜。

3.4 繼電保護(hù)裝置

繼電器保護(hù)裝置有3種：機(jī)電型、晶體管型和微機(jī)型。機(jī)電型繼電器簡(jiǎn)單直觀、維修方便，在過(guò)去的工廠供電系統(tǒng)中被廣泛采用。隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算速度快、功能齊全、動(dòng)作可靠的微機(jī)型繼電保護(hù)裝置得到大量使用，但維修較復(fù)雜。

3.5 制藥廠變配電所的結(jié)構(gòu)

制藥廠變配電所的總體結(jié)構(gòu)一般包括變壓器室、高低壓配電室、高低壓電容器室和值班室。在有條件的藥廠，高壓室應(yīng)與低壓室分開(kāi)。目前制藥廠越來(lái)越多采用干式變壓器，一般的結(jié)構(gòu)為高壓室、低壓室和值班室。干式變壓器采用廂式結(jié)構(gòu)，和低壓開(kāi)關(guān)柜并排擺放，采用低壓電容柜，低壓室包括變壓器、低壓開(kāi)關(guān)柜、電容柜。

4 制藥廠變配電所的運(yùn)行管理

4.1 運(yùn)行值班管理

4.1.1 輪班制

輪班制設(shè)有專(zhuān)職值班員，全天24 h輪流值班。特別是對(duì)供電可靠性、連續(xù)性要求較高的中、大型藥廠，有必要實(shí)施這種值班制度。至于每班安排1人還是2人值班，這也要根據(jù)企業(yè)供電的復(fù)雜性、可靠性要求進(jìn)行安排。有復(fù)雜操作的，如設(shè)有總降壓變電所及對(duì)供電可靠性要求高的藥廠，設(shè)有2人值班為好，這樣在遇到倒閘操作時(shí)，1人操作，1人監(jiān)護(hù)，安全保證較好；雖然2人值班人工成本較高，在白班可以有1個(gè)維修人員或電工班長(zhǎng)協(xié)助，但在夜間情況下，遇到突然停電，沒(méi)有其他相關(guān)人員協(xié)助容易慌張，恢復(fù)供電時(shí)間長(zhǎng)，甚至?xí)a(chǎn)生差錯(cuò)，發(fā)生安全事故。有條件的藥廠，還是安排2人值班為好。

4.1.2 無(wú)人值班制

一種是小型藥廠或大中型藥廠的車(chē)間變電所，采用無(wú)人值班制，僅由維修電工或總變配電所的值班電工每天定期檢查，這種無(wú)人值班很難保證變配電的安全、可靠運(yùn)行。另一種是有條件的藥廠，配置自動(dòng)化配電裝置，一些操作由自動(dòng)化裝置自動(dòng)完成。遇到復(fù)雜情況時(shí)，由遠(yuǎn)程操控，處理不了時(shí)，再派人到現(xiàn)場(chǎng)操作，這種變配電自動(dòng)化技術(shù)需要一定的投資，在供電部門(mén)的區(qū)域變電所已得到廣泛應(yīng)用，在制藥廠應(yīng)用的還不多。

4.2 運(yùn)行管理制度

企業(yè)應(yīng)制定變配電所的相關(guān)制度，制度應(yīng)包括以下內(nèi)容(工作要求)：值班人員的崗位職責(zé)、交接班、倒閘操作、巡視檢查、檢修工作票、工器具保管、設(shè)備缺陷管理、安全保衛(wèi)。

工廠應(yīng)明確變配電所值班人員職責(zé)，其基本職責(zé)應(yīng)包括：

(1)熟悉本崗位的有關(guān)規(guī)程，特別是停送電的操作規(guī)程，熟悉變配電所一、二次系統(tǒng)接線及設(shè)備的裝設(shè)位置、結(jié)構(gòu)性能、操作要求和維護(hù)保養(yǎng)方法，了解變配電所現(xiàn)在的運(yùn)行方式、負(fù)荷情況，并進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整、電壓調(diào)節(jié)。

(2)監(jiān)視變配電所內(nèi)各種設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，按時(shí)記錄各種運(yùn)行數(shù)據(jù)。

(3)按調(diào)度命令進(jìn)行運(yùn)行操作。

(4)發(fā)現(xiàn)不正常情況時(shí)，要及時(shí)處理，處理不了時(shí)，及時(shí)報(bào)告。對(duì)事故的緊急處理，要做好記錄，將事故分析的初步原因、處理情況報(bào)告相關(guān)負(fù)責(zé)人。

(5)保管好各種工具、儀器和消防器材。

(6)按規(guī)定進(jìn)行交接班，值班員未完成交接班手續(xù)時(shí)，不得下班。在處理事故時(shí)，一般不進(jìn)行交接班。

(7)對(duì)特殊的異常情況應(yīng)建立應(yīng)急預(yù)案。對(duì)可能出現(xiàn)的雙回路中正常使用的一路突然中斷要切換到另一路的情況，以及可能出現(xiàn)的影響范圍較大的故障跳閘情況，應(yīng)以應(yīng)急預(yù)案的形式固定下來(lái)。

(8)應(yīng)急預(yù)案應(yīng)包括操作順序、異常情況處理的報(bào)告程序要求等。

(9)應(yīng)定期組織應(yīng)急預(yù)案演練。

4.3 變配電所的安全防護(hù)配置

要設(shè)置防小動(dòng)物的措施，如門(mén)檻加裝擋鼠板、百葉窗和排風(fēng)扇要裝合適目數(shù)的鋼板網(wǎng)、配置電子驅(qū)鼠器。

有完善的通風(fēng)裝置以及與面積和設(shè)備相符合的滅火器具。

配置基本安全用具：絕緣棒、絕緣靴、絕緣手套、驗(yàn)電器。

4.4 變配電所的停送電操作

對(duì)制藥廠來(lái)講，正常停送電應(yīng)有相關(guān)部門(mén)的書(shū)面通知(工作票、調(diào)度令)。值班員根據(jù)通知要求，進(jìn)行相關(guān)操作。有不少藥廠停送電往往用口頭通知的方式，這存在很大風(fēng)險(xiǎn)。一旦出現(xiàn)安全問(wèn)題，將無(wú)法追溯。所以，應(yīng)嚴(yán)禁口頭約時(shí)停送電。

對(duì)正常的通知停電，應(yīng)填寫(xiě)《倒閘操作票》。操作人員在接受指令后，在操作前填寫(xiě)操作票。填寫(xiě)的操作票應(yīng)與系統(tǒng)圖或模擬盤(pán)核對(duì)，核實(shí)無(wú)誤后，由值班人簽字。經(jīng)監(jiān)護(hù)人、值班負(fù)責(zé)人審核簽字后，方可操作。制藥廠的值班負(fù)責(zé)人可為電工班長(zhǎng)。

操作票應(yīng)包括以下基本項(xiàng)目：應(yīng)拉合的斷路器和隔離開(kāi)關(guān)；檢查斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的位置；檢查接地線是否拆除，檢查負(fù)荷分配；裝拆接地線；安裝或拆除控制回路或互感器回路的熔斷器；切換保護(hù)回路；檢驗(yàn)是否確無(wú)電壓。

制藥廠采用的倒閘操作票的格式可按表1來(lái)實(shí)施。

每操作完一項(xiàng)，監(jiān)護(hù)人要在執(zhí)行情況欄中打“√”。本操作票執(zhí)行完畢后應(yīng)加蓋(已執(zhí)行)戳記，并按記錄要求保存。

倒閘操作一般應(yīng)由2人執(zhí)行，其中一人操作，由小班帶班人員(或技術(shù)更好者)監(jiān)護(hù)。操作中發(fā)生疑問(wèn)時(shí)，應(yīng)立即停止操作，并向值班負(fù)責(zé)人報(bào)告，弄清問(wèn)題后，再進(jìn)行操作，不得擅自更改。操作前首先核對(duì)將要操作設(shè)備的名稱、編號(hào)和位置，操作時(shí)由監(jiān)護(hù)人唱票，操作人應(yīng)復(fù)誦一遍。監(jiān)護(hù)人認(rèn)為復(fù)誦正確，即發(fā)出“操作”的命令，操作人方可進(jìn)行操作。每操作完一項(xiàng)，立即在本操作項(xiàng)目前做“√”的標(biāo)記。要嚴(yán)格按照操作票的程序進(jìn)行，嚴(yán)禁漏操作或重復(fù)操作。

送電的基本原則：首先檢查確認(rèn)變壓器配電柜無(wú)人作業(yè)，然后拆除接地線(先拆線路端，后拆接地端)或接地開(kāi)關(guān)、警告牌等。先合母線或線路側(cè)隔離開(kāi)關(guān)或刀開(kāi)關(guān)，然后合高壓或低壓斷路器。切記不得在合上斷路器后，再合隔離開(kāi)關(guān)或刀開(kāi)關(guān)，避免帶負(fù)荷合閘。

停電的基本原則：先停高低壓斷路器，再停母線或線路側(cè)隔離開(kāi)關(guān)或刀開(kāi)關(guān)。切記不得在斷開(kāi)斷路器前，拉開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)或刀開(kāi)關(guān)，避免帶負(fù)荷拉閘。

故障停電恢復(fù)供電的要求：檢查停電原因，確認(rèn)不是系統(tǒng)內(nèi)故障，然后恢復(fù)送電。先送高壓進(jìn)線電源，然后送各分路高壓電源、低壓總空氣開(kāi)關(guān)、各分路低壓電源。

表1 倒閘操作票

5 變配電裝置的運(yùn)行和維護(hù)

5.1 變壓器

變壓器是變電所內(nèi)的關(guān)鍵設(shè)備。每天至少檢查1次，每周進(jìn)行1次夜間檢查。

檢查的基本項(xiàng)目：聲音是否均勻正常；溫度是否超過(guò)允許值，油浸式和干式變壓器溫度

要求各有不同；油位和油質(zhì)情況；瓷套管、防爆膜、吸濕器情況；接地完好情況；冷卻通風(fēng)裝置是否完好。

5.2 配電裝置的運(yùn)行與維護(hù)

每班要進(jìn)行1次配電裝置的外部檢查。

檢查項(xiàng)目：母線及接頭的外觀，有溫度指示裝置(如變色漆、示溫蠟)的指示情況；高

低壓開(kāi)關(guān)溫度、指示、顏色等是否正常；絕緣瓷瓶是否有破損、放電痕跡；電纜及接頭情況；熔斷器及熔體是否完好：二次系統(tǒng)的儀表、繼電器工作情況；無(wú)功功率補(bǔ)償裝置是否正常工作；接地是否可靠；配電室通風(fēng)、照明及安全防火裝置是否正常。

5.3 安全工具、相關(guān)的電氣設(shè)備進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)

試驗(yàn)周期：變壓器、高壓電纜、高壓斷路器，每1～3年試驗(yàn)1次；

繼電保護(hù)裝置每1～2年進(jìn)行1次全部試驗(yàn)。

變電所內(nèi)的避雷器每年雷雨季節(jié)前要進(jìn)行試驗(yàn)，線路上避雷器每1～3年試驗(yàn)1次。

安全用具絕緣棒、絕緣靴、絕緣手套每半年試驗(yàn)1次，驗(yàn)電筆1年試驗(yàn)1次。

很多藥廠沒(méi)有試驗(yàn)的裝備和能力，可委托有資質(zhì)的部門(mén)進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)存檔報(bào)告以備查用。

5.4 按檢修規(guī)程對(duì)變配電所內(nèi)的電氣進(jìn)行檢修

一般藥廠無(wú)高壓電器設(shè)備專(zhuān)業(yè)檢修人員，可委托有資質(zhì)的單位進(jìn)行檢修。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著制藥廠發(fā)展規(guī)模的擴(kuò)大，自動(dòng)化程度的提高，生產(chǎn)設(shè)備在制藥生產(chǎn)中的地位愈發(fā)重要，對(duì)供電的可靠性要求也越來(lái)越高。要保證藥廠供電的安全、優(yōu)質(zhì)、可靠，選擇好變配電所硬件配置，做好運(yùn)行維護(hù)管理工作是工廠供電的重中之重。