工厂供配电系统运行和维护的安全技术要求分析
时间：2023-06-19 15:50:06 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
王昺翔，李永恒，王智，闫俊表，刘永新
（内蒙古昆明卷烟有限责任公司，内蒙古 呼和哈特 010010）
技术人员在开展供配电系统设计工作的过程中，应当注重先进科学技术的有效应用，从而提升供配电系统运行的高效性。但是，在对工厂供配电系统运行情况进行深入了解后可以发现，供配电系统触电事故、电气火灾事故以及爆炸事故时有发生，不仅导致企业工程出现了严重的经济损失，甚至还出现了工厂员工伤亡的情况。所以相关企业应当积极开展工厂供配电系统改造工作，以严谨的态度对工厂供配电系统进行设计，从而确保工程供配电系统的运行与维护工作可以得到安全、高效地开展。
1.1 继电保护技术
烟草公司工厂开展生产工作的过程中，继电保护技术在供配电系统的运维管理工作中发挥了非常重要的作用，并且取得了非常不错的效果，并且在时代不断发展的过程中，继电保护技术的普及程度也变得越来越高。因此，本文将对供配电系统中继电保护技术设计理论进行阐述。供配电系统中继电保护电路由检测电路、长短演示触发器、瞬时触发器、出口电路以及欠压保护电路组成。图1为继电保护电路的方框图。
图1 继电保护电路方框图
要想实现继电保护电路的有效应用，相关人员应当确保其中的各个组成部分都能得到有效落实。例如，检测电路的实现需要电流互感器、桥式整流器、稳压管、电容以及电位器等内容共同作用，通过使用电流互感器使二次电流正比电网电流，并通过互感器周围的电阻将电流转变成电压信号，再将信号送至桥式整流器，整流器会将交流电压信号转变成直流电压信号，然后送至滤波器，最后通过滤波器将电压信号送至相应的执行环节。其中第一组分压器由电阻R7、R8以及电容WR1组成，该分压器是将电压信号输送至瞬时保护环节，而电位器则是用于整定速断动作电流。第二组分压器使用电阻R9、R10以及电位器WR2组成，该分压器的功能是将电压信号输送至延时保护环节，电位器WR2的作用是整定短延时动作电流。
完成继电保护技术电路设计后，相关人员还可以将继电保护技术与互联网技术进行有效集合，可以为继电保护技术赋予智能化特征，该特征不仅会有效减少工厂供配电系统管理工作中的各项资源消耗，还可以为其他电力技术有效应用于供配电系统中创造更多的应用空间。
1.2 电流速断保护技术
当前，电流速断保护技术也是工厂供配电系统运行与维护中常用的技术之一，该项技术是一种无时限或者略带时限动作的电流保护措施。应用该项技术的过程中，一旦供配电系统出现短路问题，相关保护装置可以实现在10ms以内切断短路电流，显著减少故障持续时间，发生故障问题对工厂供变电系统造成更加严重的破坏，防止事故进一步扩大。从结构组成上来看，可以明确瞬时电流速断保护即一种瞬时动作的过电流保护，相较限时电流保护，只是少了时间继电器KT。当电路中的短路情况发生于电流速断保护范围内时，两种保护电流的继电器就会同时起作用，但是因为电流速断保护的1KA或2KA或1KA和2KA直接接通继电器1KS以及中间继电器KM的回路，KM继电器的触点就会与断路器QF的跳闸回路接通。而定时限过电流保护的3KA或4KA或3KA和4KA需要提前接通时间继电器KT回路，导致KT启动延时。在QF跳闸后，短路电流就会消失，所以启动的KA以及KM就会全部返回，KA失电也会发挥。但是，在1KS发出电路电流速断保护动作信号后，相关人员需要以人工手动的方式进行复归。如果应用该项技术的过程中电流速断保护装置未能实现有效接通KM，则已经启动的KT就会在时间限制延时后触点闭合，直接启动KM使QF跳闸，从而实现对电路的有效保护，并为供配电系统的正产运行提供充足保障。电流速断保护技术是整个电路系统的主保护、而定时限过电流保护则是后备保护，通过两项保护手段的有效应用，才能进一步提升供配电系统的安全水平。
2.1 工厂供配电系统运营与维护的安全管理要求
（1）为了确保供配电系统安全管理工作可以得到高效开展，工厂管理层应当设置专门的安全管理岗位以及专职的安全管理工作人员。（2）工厂管理层应当根据供配电系统的实际运行情况制定相应的安全管理制度，制度内容应当包括安全生产方面的生产责任制；
电气设备方面的安全操作标准；
日常生产工作方面的安全管理制度等。为了确保安全事故发生时，相关工作人员可以规范、有序地开展抢救工作，相关工作人员应当在日常工作中开展救援演练工作，并通过一次次的实践演练来总结救援经验，并制定出完善、合理的安全事故救援方案。（3）在管理工作开展的过程中，工厂领导层应当确保相关管理人员具有全面的安全管理知识以及技能，从而确保安全管理工作可以实现高质高效开展。在供配电同运行的过程中，电气作业相关内容的有效落实是重中之重，并且电气作业属于特种作业，需要对相关工作人员进行有效培训，只有培训考试合格之后，并取得相关证书才能上岗。所以在对电气作业人员进行管理的过程中，为了保证其人身安全以及供配电系统正产运行不受影响，相关工作人员应当严格核查作业人员的作业证，从而确保其中和素质可以满足供配电系统电气作业的实际需求。（4）在管理工作开展的过程中，相关工作人员还应当对安全接地以及防雷装置进行有效管理，并对接地电阻进行定期检测，从而保证相关数据可以满足供配电系统运行的规范要求。
2.2 工厂供配电系统负荷计算相关要求
要想确保工程供配电系统运行、维护等相关工作可以安全高效开展，最重要的工作就是对工厂供配电系统进行合理设计。供配电系统设计工作开展过程中，负荷以及无功功率补偿计算是重中之重。负荷计算是供配电系统设计的基础，只有保证负荷计算结果的准确性，才能保证供配电系统设计的合理性。开展负荷计算工作的过程中，相关人员一般使用系数计算法，相关系数如表1所示。
表1 负荷计算相关公式
一般情况下，当用建设备小于等于3台时KX取1，当用电设备大于4台时KX取0.9。
而无功率补偿计算公式则为：Qc=PC(tgφ1-tgφ2)kvar；
其中，QC为补偿容量（kvar）；
Pc为计算有功功率（kW）；
tgφ1为补偿前计算负荷功率因数角的正切值；
tgφ2为补偿后正切因数角的正切值。
通过对以上数据进行有效将计算，可以实现根据负荷性质来进行负荷归类分级，并根据做后的补偿结果来选定无功率补偿装置，确保相应装置可以充分满足供配电系统的实际需求，从而为供配电系统运行维护的安全性提供充足保障。
在烟草公司工厂生产工作开展的过程中，供配电系统会使用大量变频器来开展调速工作，而变频器所产生的谐波会导致供配电系统受到一定程度的影响，所以需要采取一定的技术手段来解决相关问题，确保烟草公司工程供配电系统安全高效运行。通过对变频器谐波问题进行深入研究可以发现，应用有源电力谐波器可以实现对变频器谐波的有效治理，保证供配电系统的安全运行。
3.1 变频器谐波对工厂供配电系统的不良影响
（1）电气装置附加损耗增加，容易导致火灾事故的发生。谐波的出现会导致相应装置附加损耗增加，导致装置的发电效率以及输电效率降低，进而导致线路过热情况的发生，容易导致火灾。（2）严重影响电气设备的正常运行。谐波会导致电气设备产生机械振动或者发出噪声，从而导致电容器、电缆等设备过热，老化速度加快，严重影响设备的正常运行。（3）会导致继电保护装置出现失误动作。谐波会导致继电保护出现失误动作，从而造成不必要的供电中断，产生严重的生产损失。（4）电气测量误差增大。谐波还会导致电气测量仪表无法准确开展测量工作，产生较大的测量误差，进而为烟草公司带来严重的经济损失。
3.2 供配电系统谐波问题的有效治理
自谐波问题出现以后，社会对该问题高度重视，并且也开展了多次有关谐波的学术会议。国家根据供配电系统的基本运行情况，制定了电力系统谐波以及用电设备谐波的相关标准，电网谐波电压限值以及谐波电流允许值分别见表2、表3。
表2 公用电网谐波电压限值
表3 公共连接点谐波电压允许值
过去在开展谐波治理工作的过程中，相关企业会应用无源调谐滤波器的技术来有效降低谐波电流，该项技术不仅拥有降低谐波电流的功能，还可以有效补偿无功功率，并且具有结构简单的优势，所以应用时间非常长并且拥有较广的应用范围。但是，该项技术还有一个非常明显的缺陷，就是很容易受到电网阻抗以及实际运行状态的影响，从而与供配电系统产生写真，谐波电压被进一步放大，如果没有及时采取解决措施，会导致相关电气设备烧毁。而有源电力滤波器（APF:Active Power Filter）是一种可以有效解决上述问题的技术，应用其对工厂供配电系统进行改造，可以有效抑制电流谐波以及闪变问题，并实现对负荷电流中的谐波以及无功进行有效补偿，确保电源侧电流为正弦波，有效防止谐波对供配电系统产生污染，并可以显著提升配电设备的功率因素，从而实现对非线性负荷所产生的谐波源进行有效治理。图2为有源电力滤波器的应用原理。
图2 有源电力滤波器的应用原理
综上所述，为了确保烟草公司可以实现高效可持续发展，相关工作人员应当积极对工厂供配电系统进行改造，从而有效提升电力资源的使用效率，实现对生产成本的有效控制。但是，开展该项工作之前，相关工作人员首先应当明确供配电系统运行与维护的安全技术要求是什么，从而确保所采用的技术行为可以满足供配电系统的实际需求。
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