對工廠供電系統(tǒng)存在問題的改進

劉 錕

（中國直升機設計研究所，江西景德鎮(zhèn)333000）

0 引言

隨著我國社會經濟的快速發(fā)展，各行各業(yè)的用電需求變得高標準化。對于工廠而言，保持供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性，不僅是有助于提高工廠本身產能的大事，更對提升社會生產力及產能有著重要意義。若發(fā)現(xiàn)當前供電系統(tǒng)存在問題，必須盡快確認核實，尋求破解措施，以免造成任何安全性問題及影響產能的不良后果。

1 主要問題

以筆者所在的工廠為例，截至目前已經發(fā)現(xiàn)、需謹慎對待的問題主要包括以下三種：一是“晃電”現(xiàn)象，二是電氣控制設備的失電，三是供電線路不合理。這三者之間存在一定的因果聯(lián)系，如若不能妥善處理，則會引發(fā)頗為嚴重的后果。

1.1“晃電”現(xiàn)象

“晃電”現(xiàn)象主要是指短路、雷擊或其他原因造成的電網(wǎng)短時斷電或電壓波動現(xiàn)象，其對于工廠生產和設備運行具有非常大的影響?！盎坞姟爆F(xiàn)象一旦出現(xiàn)，輕則導致設備運行、生產中斷，重則直接破壞生產設備，影響產能和生產進度。

首先，導致工藝生產中斷。多數(shù)情況下，供電系統(tǒng)中的電動機是以變頻調速器、交流接觸器、真空斷路器、軟啟動器等啟動控制設備。一旦出現(xiàn)“晃電”現(xiàn)象，真空斷路器和交流接觸器會因為電壓低而釋放，而軟啟動器和變頻調速器會因為電壓低而直接停機。若工業(yè)生產適逢該現(xiàn)象，很多重要的高壓、低壓機會停止運作，生產也被迫中斷。

其次，導致部分設備直接停止運行。雖然通常情況下供電網(wǎng)的電壓會保持穩(wěn)定，并不會產生很大的波動，但一旦出現(xiàn)“晃電”現(xiàn)象，工廠內的電網(wǎng)電壓會陡然降低，在此影響下，電網(wǎng)內諸如電動機等電磁類設備，其功率便會降低。而很多非抗“晃電”接觸器的電磁鐵便會釋放出來，低壓進線斷路器將會脫扣，后續(xù)將會導致軟啟動器、變頻器等直接停止運行。

最后，導致大型轉機設備損壞。以筆者所在的工廠為例，經歷過“晃電”失誤、并遭受破壞的設備包括發(fā)電機、壓縮機、汽輪機等。在“晃電”的瞬間，電機接觸器會立即釋放，從而導致設備停止運行。比如軸瓦式設備的潤滑油大多由專門的稀油潤滑站提供，“晃電”瞬間，油泵停止運行、油站供油油壓降低，軸瓦被毀壞的概率非常高。

1.2 設備失電

工廠供電系統(tǒng)中電氣控制設備的失電也是導致系統(tǒng)運行不穩(wěn)定的一個重要因素。概括地說，這種“失電”主要包括四種類型：

一是低壓綜合保護器及變頻器的功能不齊備或參數(shù)設置不準確，導致其無法有效應對“晃電”情況。筆者對工廠現(xiàn)有供電系統(tǒng)中的低壓綜合保護器及變頻器進行排查，結合相應的設備說明書進行分析，認為低壓綜合保護器雖然具有防“晃電”功能，但是在多數(shù)情況下未開啟，所以未盡其用；變頻器的“晃電”參數(shù)設置不準確，更容易引發(fā)動作失誤。

二是PLC和DCS控制系統(tǒng)因為“晃電”而直接停機，這主要是因為這兩種系統(tǒng)只采用交流供電，沒有安裝UPS雙投電源。

三是普通的接觸器在遇到“晃電”現(xiàn)象時無法自動吸合，進而導致設備跳停。筆者通過相關實驗發(fā)現(xiàn)，普通接觸器并不具備自動吸合的功能，“晃電”會誘發(fā)失電，進而導致設備運轉失靈。

四是高低壓系統(tǒng)進線處有壓線圈沒有開啟失壓延時保護，導致失壓脫扣器無法正常運行。

嚴格意義來說，這四種情況出現(xiàn)任何一種都有可能誘發(fā)安全事故，不僅會為工廠生產、設備運行帶來巨大損失，更重要的是，其也會為相關工作人員的安全工作埋下隱患。

1.3 供電線路不合理

據(jù)不完全統(tǒng)計，目前國內多數(shù)工廠存在供電線路不合理的現(xiàn)象，這是導致供電效益低下、安全性差的重要原因之一。復雜的供電線路在一定程度上加大了區(qū)域內安全供電難度，出現(xiàn)線路老化、缺乏控制措施等問題，也會影響工廠內的供電系統(tǒng)安全系數(shù)。而且由于線路在運行過程中長期處于高壓狀態(tài)，因此表面非常容易因為電力因素而出現(xiàn)積污，待到一定程度，表面的含鹽物質會降低線路表面的絕緣層抗沖擊性，誘發(fā)各類漏電等安全問題。

2 改進策略

針對上文中提到的三種主要問題，筆者根據(jù)實際經驗，認為對其的改進（問題的破解）策略應從以下五個角度予以落實：

2.1 拆除高、低壓系統(tǒng)進線開關欠壓線圈

依據(jù)電力規(guī)程的要求及生產供電的需求，拆除高、低壓系統(tǒng)進線開關進壓線圈，其目的在于防止斷路器在“晃電”之后發(fā)生脫扣；同時加裝延遲性欠電壓脫扣器，保證系統(tǒng)在出現(xiàn)短時降壓或突然斷電情況時不至于出現(xiàn)斷路器脫扣。相對于復雜的設備投入和較高的改進成本，該措施可以說是零投資、見效快，而且安全可靠性非常高。

2.2 選擇合適的防“晃電”接觸器

根據(jù)配電室控制箱和開關柜的內部結構，同時按照生產的重要性對設備進行選擇和分類，以合適的防“晃電”接觸器來取代普通的接觸器。由于防“晃電”接觸器和普通接觸器的接通、斷開完全一致，所以該“替代法”還可在原有的電氣控制回路內進行線路改造，具有施工簡單、見效快的特點和優(yōu)勢。

2.3 合理啟用變頻器和低壓綜合保護器

圍繞電機的生產工藝和實際參數(shù)，合理啟用低壓綜合保護器及變頻器的保護功能，對保護定值進行準確設定，然后統(tǒng)一所有低壓綜合保護器及變頻器的參數(shù)，其目的在于確保設備能夠在“晃電”之后準確應對、及時反應、快速應急。同時如此優(yōu)化還能使系統(tǒng)具備記錄故障信息、短路信息及過載信息等的功能，有益于檢修人員查找設備故障點，提升檢修率。

2.4 雙路供電電源，加裝UPS電源

結合現(xiàn)場PLC控制原理及輔機設備的關鍵性，加裝UPS電源，并將已有的一路供電電源更改為兩路；同時結合設備的具體情況進行安裝、調試改線，其目的在于一旦發(fā)現(xiàn)“晃電”情況，PLC可以直接從UPS電源取電，確?，F(xiàn)場設備正常而安全地運行，防止突發(fā)失電引發(fā)各類事故。

2.5 加強線路管理，做好布線設計

工作人員在對線路進行管理和設計時，應從這樣兩個方面予以把握：

首先，依照具體的用電指標和具體的用電狀況對用電等級進行明確，進而達到優(yōu)化供電、提升供電電壓等級合理性的目的。與此同時，還要酌情對電壓等級進行簡化，要按照各部分電壓幅值和電壓總體的幅值情況進行合理的配比調整，確保在用電指標足夠的情況下還能最大程度地降低電壓等級、減少浪費。

其次，調整配變容載比，確保系統(tǒng)運行狀況穩(wěn)定。在具體的規(guī)劃、設計及管理過程中，工作人員要以工廠供電系統(tǒng)正常運行為目標，結合經濟負荷情況對配變容載比進行調整。比如在設計工廠的具體供電線路時，工作人員可以結合工廠用電的具體特征，選取兩臺或兩臺以上的配變，來有效調整容載比系數(shù)，從而提高供電效益。

3 結語

總而言之，工廠內供電系統(tǒng)的穩(wěn)定對于維系工廠的日常周轉、生產具有非常重要的現(xiàn)實意義。在日常工作過程中，無論發(fā)生何種類型的問題，都應做好統(tǒng)計、記錄，并及時采取措施進行解決。同時，從預防和調整的角度出發(fā)，對于一切新生的和多頻率出現(xiàn)的問題要定時排查、防患于未然，以提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性為重要目標，適時整改。