鋼鐵廠高壓變配電系統(tǒng)設(shè)計淺析

武全

宣鋼設(shè)備能源部 河北 張家口 075100

鋼鐵廠高壓變配電系統(tǒng)作為鋼鐵廠的核心能量來源，其設(shè)計好壞直接關(guān)系到鋼鐵廠的生產(chǎn)經(jīng)營問題。對鋼鐵高壓變配電系統(tǒng)進行科學(xué)合理有效的設(shè)計，并落實下來顯然意義重大。

1 項目情況

河鋼宣鋼公司生產(chǎn)組織變化后，公司以提升效益、提檔晉級作為工作思路，設(shè)備能源部供電作業(yè)區(qū)執(zhí)行構(gòu)建兩化融合管理模式，尋求科學(xué)技術(shù)手段，減人不減產(chǎn)，確保廠內(nèi)設(shè)備穩(wěn)定運行。原設(shè)備能源部供電作業(yè)區(qū)下轄110kV變電站3各，35kV變電站13個，配電室15個，劃分為7個區(qū)域，其中大部分無人值守，由于公司生產(chǎn)組織變化，人員減少，風(fēng)險增大，設(shè)備供電問題較多，如何保證在現(xiàn)有職工基礎(chǔ)上實現(xiàn)各系統(tǒng)安全可靠、穩(wěn)定運行是供電作業(yè)區(qū)的最大困難和挑戰(zhàn)。因此目前的設(shè)備能源部供電作業(yè)區(qū)的核心工作是完善高壓變配電系統(tǒng)設(shè)計，確保變配電系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行，確保設(shè)備供電穩(wěn)定可靠[1]。

2 項目內(nèi)容

2.1 優(yōu)化布局提升效能

出于公司生產(chǎn)組織調(diào)整，設(shè)備能源部供電作業(yè)區(qū)人員減少，但工作總量不變的情況下發(fā)生一些問題的現(xiàn)實情況，首要任務(wù)是對供電作業(yè)區(qū)的高壓變配電設(shè)施設(shè)備進行整合，實施統(tǒng)一管控。為此成立集控站，在原有運維區(qū)基礎(chǔ)上進行整合，合并變電站、配電室進行集中管控，調(diào)整各站室人員結(jié)構(gòu)，每個班設(shè)3人，設(shè)站長二人。

集控站設(shè)置后，需要采取自動化變配電技術(shù)實現(xiàn)各站點的集中調(diào)控，因此設(shè)計移機過程中同步敷設(shè)各變電站至集控站主站的光纜線路，采取點對點通信方式，并對現(xiàn)有電力監(jiān)控系統(tǒng)進行整合，系統(tǒng)完成安裝和調(diào)試后，移機條件具備再移機，確保短時間內(nèi)完成集控站點的建設(shè)與使用，實現(xiàn)對所有變電站、配電室的集中監(jiān)控，移機過程中的老舊硬件，若已經(jīng)不滿足要求，應(yīng)進行更換。

2.2 自主設(shè)計提升可靠性

由于供電作業(yè)區(qū)負(fù)責(zé)公司范圍內(nèi)所有設(shè)備的電力供應(yīng)，為了保證供電可靠性，穩(wěn)定生產(chǎn)，通過分析公司高壓變配電系統(tǒng)實際情況，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)核心為直流電氣設(shè)備，所轄三十多個變配電站中負(fù)責(zé)所有高壓開關(guān)柜合分的關(guān)鍵設(shè)備就是直流，直流設(shè)備控制變配電系統(tǒng)的控制回路、信號回路和保護回路，確保在事故情況下設(shè)備的有效分閘，其對保障變配電站安全投運以及故障可靠切除至關(guān)重要。

因此在集控站集中管控系統(tǒng)設(shè)計方案中，加入自動檢測告警子系統(tǒng)，公司立足提升效益、提檔晉級工作思路，采取青工創(chuàng)新創(chuàng)效活動，激勵公司內(nèi)部職工進行創(chuàng)新創(chuàng)效，實現(xiàn)了自主設(shè)計。由于公司所轄變配電站點，原有直流系統(tǒng)部分告警功能缺失，給直流系統(tǒng)造成了嚴(yán)重影響，并最終影響變配電系統(tǒng)的安全運行，因此，通過自主設(shè)計實現(xiàn)了直流檢測告警系統(tǒng)，思路是先對直流系統(tǒng)進行改造，進而實現(xiàn)對正對地、負(fù)對地進行監(jiān)測，并設(shè)計報警控制回路，實現(xiàn)直流系統(tǒng)自動報警。具體設(shè)計中，在直流系統(tǒng)中增加絕緣監(jiān)察繼電器以及報警控制電路，實現(xiàn)對系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測，若發(fā)生接地自動報警，崗位點檢員依托報警信號和集控站調(diào)度指令復(fù)歸，若無法完成復(fù)歸，則預(yù)示著重大故障發(fā)生，必須進行馬上處理?？刂齐娐分兄绷鹘^緣繼電器直接連入直流回路，兩塊直流電壓表分別接正、負(fù)對地，正常顯示值為110V，110V中間繼電器與交流接觸器輔助點實現(xiàn)交流電壓失電保護報警，接觸器失電，輔助點閉合，中間繼電器啟動，交流失壓保護信號保持，報警燈亮，蜂鳴器報警。

2.3 故障處置提升成果

由于公司所用電壓電氣設(shè)備長期存在大電流通過現(xiàn)象，其中使用最廣泛的梅花觸頭，經(jīng)常出現(xiàn)隨著溫升和故障電流沖擊造成穩(wěn)定程度下降故障，影響正常供電。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)核心因素在于觸頭的接觸電阻，因此在高壓變配電系統(tǒng)設(shè)計中，對梅花觸頭進行了高效的改進設(shè)計，在基于原有梅花觸頭框架尺寸、太陽型環(huán)架承受壓力的情況下，對現(xiàn)有的凹槽進行重新設(shè)計加工，凹槽從原有的5.5mm加寬至8mm，經(jīng)過對凹槽的調(diào)整，使觸指從原來的30片增加至37片，接觸面積增大，額定電流從1250A上升至1600A，在原有的環(huán)形彈簧上，再增加一根，增加捆綁壓力。通過上述兩項技術(shù)措施有效降低了觸頭動、靜工況下的接觸電阻，在額定電流作用下，可有效降低觸頭發(fā)熱，提升了長時間供電的可靠性[2]。

3 項目效果

通過對公司高壓變配電系統(tǒng)進行重新規(guī)劃設(shè)計，挖掘其中的短板，并通過有效的改進設(shè)計，實現(xiàn)了更為高效可靠的高壓變配電系統(tǒng)，集控站建設(shè)實施，作業(yè)區(qū)合并實現(xiàn)統(tǒng)一管控，所有電力監(jiān)控數(shù)據(jù)以及視頻系統(tǒng)數(shù)據(jù)均進入集控主站，在人員減少，工作總量不變的情況下，通過信息技術(shù)手段彌補了人員減少帶來的影響，并且在電力信息技術(shù)支持下，人員崗位進行重新調(diào)整，集控站以及維修崗位盡可能地實現(xiàn)了人崗匹配，力量也得到充實。并且向公司以及設(shè)備能源部輸送了3人次技術(shù)人才，若按每年人均支付工資8萬計算，降低成本24萬。

由于作業(yè)區(qū)所擁有的信息系統(tǒng)并未進行整體上的升級，只是升級了直流報警，將告警體系進行了完善。若按照整體升級替換的成本來算，直接節(jié)約成本20余萬，原本因為直流告警缺失而造成直流系統(tǒng)電源問題，得到解決，可節(jié)約更換直流系統(tǒng)電源的成本7萬余，合計可解決27萬余成本，同時告警系統(tǒng)能夠滿足公司直流系統(tǒng)穩(wěn)定運行要求，確保了安全穩(wěn)定供電，后期成本效益更為顯著。

梅花觸頭這一改進型的設(shè)計，在高壓變配電系統(tǒng)設(shè)計上雖然不起眼，但是卻起到了非常直觀的效果，在測試設(shè)計方案時，先期更換的發(fā)電機聯(lián)絡(luò)柜、并網(wǎng)柜梅花觸頭均取得了理想效果，發(fā)熱現(xiàn)象有了很大改善，直接降低了因為溫升引起的故障問題，提高了設(shè)備運行的穩(wěn)定性可靠性。在成本方面可直接節(jié)約10萬元。

4 結(jié)束語

綜上所述，從鋼鐵廠高壓變配電系統(tǒng)實際出發(fā)，結(jié)合鋼鐵廠生存發(fā)展實際，對高壓變配電系統(tǒng)進行合理有效的設(shè)計規(guī)劃，對于鋼鐵廠的發(fā)展有著巨大意義，因此重點應(yīng)當(dāng)去結(jié)合鋼鐵廠實際，基于現(xiàn)有技術(shù)手段梳理原本變配電系統(tǒng)中的短板，進而針對性地進行設(shè)計改造，助力轉(zhuǎn)型升級。