工廠配電系統(tǒng)中線路保護(hù)的有效措施

王慶豐

摘 要： 針對(duì)工廠迅速發(fā)展的背景下，無論是照明系統(tǒng)還是生產(chǎn)設(shè)備等均需要用電，并且需要保證用電安全。這一背景下進(jìn)行配電系統(tǒng)中線路保護(hù)十分必要，本文主要針對(duì)工廠配電系統(tǒng)中線路保護(hù)的有效措施進(jìn)行研究與分析，包括繼電保護(hù)措施、高壓電流保護(hù)措施、防火保護(hù)措施以及接地保護(hù)措施等有效措施，希望通過有效的線路保護(hù)措施能夠保證工廠正常安全生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞： 工廠配電系統(tǒng)；線路保護(hù)；有效措施

在工業(yè)化進(jìn)程中，工業(yè)化生產(chǎn)對(duì)于電力的需求程度越來越高，不僅僅生產(chǎn)照明等需要電力系統(tǒng)的支持，工業(yè)生產(chǎn)過程以及生產(chǎn)設(shè)備也需要電力系統(tǒng)的支持，因此保證工廠配電系統(tǒng)正常供電對(duì)于工廠生產(chǎn)與發(fā)展具有重要的意義。要保證工廠配電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，進(jìn)行配電系統(tǒng)的線路保護(hù)是一種有效措施。要從繼電保護(hù)、高壓電流保護(hù)、防火保護(hù)以及接地保護(hù)來實(shí)現(xiàn)線路保護(hù)，從而保證工廠配電系統(tǒng)的正常運(yùn)行以及系統(tǒng)的正常生產(chǎn)。

1.配電系統(tǒng)中的繼電保護(hù)措施

工廠配電系統(tǒng)作為電路以及電力系統(tǒng)的重要代表，由變壓器、電容器等大量的電器元件構(gòu)成，當(dāng)其中的某一個(gè)或某一部分的電器元件發(fā)生故障的時(shí)候就會(huì)直接導(dǎo)致配電系統(tǒng)發(fā)生故障。配電系統(tǒng)中常見的故障包括短路故障以及電機(jī)事故故障等，為加強(qiáng)故障的應(yīng)對(duì)以及排除也成為配電系統(tǒng)建設(shè)的重中之重。而通過繼電保護(hù)措施實(shí)施之后，能夠?qū)φ麄€(gè)配電系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷和監(jiān)控，當(dāng)監(jiān)測(cè)到故障的時(shí)候會(huì)進(jìn)行通知，并通過繼電保護(hù)將故障線路切除。通過繼電保護(hù)措施的實(shí)時(shí)，能夠極大降低工廠中配電系統(tǒng)中故障發(fā)生率。

在配電系統(tǒng)繼電保護(hù)措施的實(shí)施中，必須從以下幾個(gè)方面入手：首先，繼電保護(hù)措施的實(shí)施中，必須要具備一定的選擇性，當(dāng)配電系統(tǒng)中發(fā)生故障的時(shí)候通過通過繼電保護(hù)措施來選擇性的保護(hù)系統(tǒng)中的部分裝置，通過這種選擇性來減小故障的影響范圍。其次保護(hù)措施的實(shí)施中還必須要保證其具有靈活性，通過繼電保護(hù)措施能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)故障問題，并且給出警報(bào)信號(hào)，目前繼電保護(hù)措施的實(shí)施中一般采用Ksen系數(shù)來保證繼電保護(hù)的靈活性。最后，繼電保護(hù)措施的實(shí)施過程中還必須保證及時(shí)性，即該措施能夠以最短的時(shí)間定位故障部位，因此要選用較快運(yùn)行速度的繼電保護(hù)裝置。

2.工廠配電系統(tǒng)高壓線路電流保護(hù)措施

如圖1所示，在工廠配電系統(tǒng)線路保護(hù)措施中必須進(jìn)行高壓線路電流的保護(hù)，一般常見的保護(hù)方式包括三種：定時(shí)限過電流保護(hù)方法、反時(shí)限過電流保護(hù)方法以及電流速斷保護(hù)方法。

定時(shí)限過電流保護(hù)方法在進(jìn)行高壓線路電流保護(hù)過程中，和其他兩種方式相比動(dòng)作時(shí)間更加準(zhǔn)確，相比具有更好的選擇性和靈敏性，在當(dāng)前工廠配電系統(tǒng)線路保護(hù)中常用的高壓線路電流保護(hù)方式，但是這種高壓線路電力保護(hù)方式需要較多的繼電器來保護(hù)，而且在保護(hù)裝置安裝中也比較復(fù)雜，最終導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)性差，綜合因素影響下這一電流保護(hù)方法主要應(yīng)用在工廠中重要的工作區(qū)域。

反時(shí)限過流保護(hù)方法工作時(shí)間會(huì)受到電流變化的影響，電流增大而動(dòng)作時(shí)會(huì)減少。因此這一方法主要應(yīng)用于中小型工廠中，主要追求電流保護(hù)的經(jīng)濟(jì)性和操作簡(jiǎn)便性。

電流速斷保護(hù)方法在進(jìn)行線路保護(hù)過程中主要通過DL系列電磁型電流繼電器實(shí)現(xiàn)，屬于一種典型的電流瞬時(shí)保護(hù)動(dòng)作，當(dāng)發(fā)生故障的時(shí)候通過速斷保護(hù)方式能夠?qū)崿F(xiàn)斷路器跳閘回路的接通，從而能夠及時(shí)切斷配電系統(tǒng)中的短路故障，進(jìn)而保護(hù)配電系統(tǒng)線路。

3.工廠配電系統(tǒng)中線路防火保護(hù)措施

3.1注重配電系統(tǒng)中電纜及橋架的選擇

工廠配電系統(tǒng)中的電纜以及橋架作為重要的電力設(shè)施，在進(jìn)行選擇的過程中不僅僅需要考慮經(jīng)濟(jì)因素，而且需要考慮安全性因素，其中典型就是防火安全性因素。在目前工廠的配電系統(tǒng)中常用的電纜是YJV電纜和VV電纜，但是在某些對(duì)防火要求比較高的設(shè)備以及區(qū)域需要采用特殊的防火電纜，對(duì)于氧指數(shù)具有要求必須超過30。同樣在對(duì)防火要求較高的區(qū)域?qū)τ跇蚣芤灿休^高要求，必須選用防火阻燃橋架，這樣在發(fā)生火災(zāi)的時(shí)候能夠有效進(jìn)行控制。

3.2按照安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行電纜敷設(shè)

因?yàn)楣S生產(chǎn)建設(shè)情況的不同，對(duì)于電纜的敷設(shè)具有不同的要求。尤其是對(duì)于具有液體管道和氣體管道的工廠中，如果管道發(fā)生破損就會(huì)導(dǎo)致附近的電纜發(fā)生老化甚至破損，引發(fā)短路等故障，嚴(yán)重情況下會(huì)發(fā)生火災(zāi)；為避免這些問題以及故障的發(fā)生，電纜的敷設(shè)必須遠(yuǎn)離火源、管道以及易燃易爆物體。因此，在進(jìn)行配電線路的設(shè)計(jì)以及敷設(shè)的過程中，必須要按照安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，從而保證電纜和整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

3.3設(shè)計(jì)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)及滅火系統(tǒng)

為保證工廠配電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，必須要設(shè)計(jì)相應(yīng)的主動(dòng)防護(hù)裝置，其中典型代表是火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警裝置以及滅火系統(tǒng)。為保證整個(gè)系統(tǒng)安全運(yùn)行，一般將相關(guān)保護(hù)裝置安裝在電纜橋架相對(duì)集中的區(qū)域，而滅火系統(tǒng)也根據(jù)環(huán)境以及工廠實(shí)際情況不同采用不同的方式，包括水噴霧滅火系統(tǒng)以及新型氣體滅火系統(tǒng)等。

4.工廠配電系統(tǒng)中線路接地保護(hù)措施

4.1絕緣接地保護(hù)

絕緣接地保護(hù)是利用了單相接地故障產(chǎn)生零序電壓這一特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，通過在工廠變電所母線上安裝電壓互感器實(shí)現(xiàn)。一套完整的三相五柱式電壓交感器的配置包括相電壓表、線電壓表，另外還配備一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)，實(shí)現(xiàn)三相相電壓和線電壓的觀測(cè)。當(dāng)配電系統(tǒng)中出現(xiàn)單相接地故障的時(shí)候，電壓表會(huì)出現(xiàn)明顯的特征——一低、二高、三不變。針對(duì)這種單相接地故障的問題，可以在電壓互感器開口三角形兩端的位置配備合適的過電壓繼電器來穩(wěn)壓。三相電壓呈現(xiàn)出對(duì)稱的情形的時(shí)候，說明整個(gè)供電系統(tǒng)正常運(yùn)行，互感器開口端的電壓輸出量為零，繼電器不會(huì)發(fā)生任何動(dòng)作。當(dāng)三相電壓產(chǎn)生零序電壓的時(shí)候，說明發(fā)生了單相接地故障，這時(shí)系統(tǒng)會(huì)直接促使電壓繼電器進(jìn)行動(dòng)作，產(chǎn)生相應(yīng)信號(hào)并傳輸給工作人員，讓工作人員了解單相接地故障問題并及時(shí)進(jìn)行檢查，通過絕緣節(jié)點(diǎn)保護(hù)裝置來進(jìn)行絕緣接地保護(hù)。這種絕緣接地保護(hù)的方式，主要應(yīng)用于出現(xiàn)線路較少的配電系統(tǒng)中。

4.2零序電流接地保護(hù)

根據(jù)單相接地故障出現(xiàn)零序電流這一特點(diǎn)可以直接采用零序電流接地保護(hù)裝置來實(shí)現(xiàn)有效線路保護(hù)。在電纜線路或者電纜架空線上安裝零序電流互感器能夠感應(yīng)零序電流，在此基礎(chǔ)上作用于零序電流互感器，讓零序電流保護(hù)裝置對(duì)電路進(jìn)行保護(hù)。零序電流接地保護(hù)和絕緣接地保護(hù)具有差異，零序電流保護(hù)裝置具有選擇性導(dǎo)致在接地保護(hù)工作中必須做好零序電流保護(hù)裝置工作電流的相關(guān)整定工作。

結(jié)論

在工廠配電系統(tǒng)的運(yùn)行中必須進(jìn)行線路的保護(hù)，通過有效措施實(shí)現(xiàn)線路保護(hù)對(duì)于工廠生產(chǎn)具有重要意義。針對(duì)各項(xiàng)有效措施能夠?qū)S配電系統(tǒng)中出現(xiàn)的線路故障進(jìn)行預(yù)報(bào)，讓工作人員了解實(shí)際情況，進(jìn)行檢查并發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)采用有效措施進(jìn)行處理，最大程度的降低損失，保證工廠生產(chǎn)。因此，在工廠配電系統(tǒng)線路保護(hù)中必須綜合利用各種方式，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來選擇保護(hù)裝置，做好配電線路的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，保證工廠的安全用電以及安全生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]高芳芳，劉偉偉，劉春艷.工廠10kV配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（02）：194.

[2]王麗，高敏.工廠配電中的線路保護(hù)措施淺析[J].科技風(fēng)，2016（17）：227.

[3]陳昶，陳茹.10kV配電線路常見故障的分析與處理[J].大眾用電，2016，31（04）：38-39.

[4]李艷，李凡.工廠配電系統(tǒng)中線路保護(hù)方法研究[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2014（22）：9-10.

[5]王猛.談工廠配電線路的防火設(shè)計(jì)[J].山西建筑，2012，38（14）：137-138.