轧钢厂供配电系统优化设计与常见故障应对探讨

电 力 科 技
２ ０ １ ５ 年 第１ 期Ｉ 科技创新与应用
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轧钢厂供配电系统优化设计与常见故障应对探讨
高 林
（ 重庆钢铁股份有 限公 司， 重庆 ４ ０ １ ２ ５ ８ ） 摘 要 ： 为 了实现轧钢 厂配 电系统的低电压损耗 、 高强度的绝缘子支柱和提高配电的可靠性能。 文章根据轧钢厂供 电电源和用 电 负荷 的 实 际情 况及 机 电修 车 间 的 负荷 性 质 等提 供 了变 配 电所 的 主接 线设 计 方 案 ，提 出 了采 用低 压联 络 线 联 络 一 台 变压 器的 方 案， 解决车 间负荷 小但 负荷 可靠性要求高的问题。实现安全、 可靠、 优质、 经济的供 电系统为设计 目的 ， 完成对某钢铁 车间供配电 系统的设计。同时对轧钢厂供配电 系统 时常出现的故障做 出了浅析。 关键 词 ： 轧钢 厂供 配 电 系统 ； 优 化设 计 ； 故 障 应对
用架 空绝 缘 线 。在 电缆 的 选 择 上 ， 电 缆 型 号应 根 据 线 路 的额 定 电 压、 环境条件、 敷设 方 式 和用 电设 备 的特 殊 要求 等 条件 选 择 。 电缆 连 通过统计 ， 我们可以计算 出来负荷 ， 供 电设计 的根本设计基础 ， 续 允 许 的载 流 量 ， 应按 敷 设处 的周 围介 质 温度 进行 效 正 。 是按照发热的各项条件选择供 电系统中的元件。 通 常取半小时平均 １ ． ６ 短路 电流计 算 最大负荷 Ｐ ３ ０ （ 亦 即 年最 大 负 荷 ） 来作为计算负荷 ， 负 荷 的计 算情 况 轧钢 厂 的 运作 ， 需 要 用 电负荷 不 停 的对 工 厂 进行 供 电 。连 续 有 复杂 ， 同 时 影 响 负 荷 的 因 素也 相 当 的多 ， 同时 ， 负荷也时常在变化 。 效 的电 的供 应对 轧 钢 厂 的运 作 和效 率 的保 证起 着 重要 的作用 。 他 是 影 响 负荷 的 因素 通 常有 ： 能源 的各 种 供应 情 况 、 设 备 的 相关 性 能 、 生 保 证 轧钢 厂 一切 工 作顺 利 进 行 的 首要 保 证 ， 是其 它一 切 工作 开 展 的 产 的组织等 。电力负荷 的确定对于其他的环节 的影响也相 当重要 ， 前 提 和基 础 。 但 是 由于 负荷 各 种原 因 ， 难 免会 造 成工 程 的短 路 。 轧 钢 如选择变压器的容量 、 供 电网络等都提供 了相关重要依据 。电气设 厂 短路 可 能是 由于 各种 原 因造 成 的 。 可能 是 由于 正 常 的设 备 的绝 缘 备 和 导线 的经 济合 理 也 受 到 负荷 的直 接 影 响 。负 荷 的 大小 、 影 响 了 被电压击穿、 绝缘 老化 、 或者设备本身不合适 。在设备操作过程 中， 导 线 的大 小 。 过大 、 则 必定 造 成 相关 资 源 的 浪费 。 过小 、 又 会 造成 电 工 作 人 员操 作 不 当 ， 未按 照 规 定 的程 序操 作 机 器 等 原 因 ， 也 有 可 能 能的损耗 。 所 以为了保证资源的节约、 提高有关设备 的寿命 。 负荷 的 造成设备的短路。 天空中的飞鸟落在电线之间， 也有可能造成短路 ， 正确计算就直接影响了供 电系统是否合理。 所 以要使得轧钢厂的供 或者 设 备 间 的 电缆被 鸟 兽 咬断 。也 是 导线 短路 的一 个原 因。 电设 备 得 到优 化 ， 首 先 要 正确 合 理 的计 算 轧钢 厂 的 负荷 。 短路后 ， 短 路 电流 比正 常 电 流得 多 ； 对 供 电 系 统造 成 了产 生 极 １ ． ２多 种 变 配 电所 的 主接 线 方案 的选 择 大 的危 害 。 即短 路 时要 产 生很 大 的电 动 同时 产 生很 高 的 温度 ， 从 而 变 电站 的主 接 线 是 由 电 力 变压 器 、 断路器 、 隔 离 开关 、 母线 、 电 使故 障元 件 、 短 路 电路 中的其 它元 件受 到损 坏 。 短 路 时 电压会 骤 降 ， 流互感 器及 电压互感器等主要 电气设备以及 连接导线所 组成的电 严重影响电气设备的正常运行 。短路很可能会造成停电 ， 而且越靠 路， 用 以接受和分配 电能。由于系统电压和负荷等级不同， 变 电站的 近电源 ， 停电范围越大 ， 给国民经济造成 的损失也越大 ； 严重的短路 主接 线 有 多种 形 式 。 确定 变 电站 主接 线形 式 方 案对 变 电站 电气 设备 还 有 可 能会 影 响 电力 系 统运 行 的稳定 性 ， 可 使 并 列运 行 的 发 电机 组 选择 、 变 电 站 配 电装 置 以及 变 电站 运 行 的 可 靠 性 、 灵 活性 与经 济性 失 去 同步 ， 造 成 系 统解 列 。 单 相短 路 ， 其 电流 将产 生 较 强 的不 平衡 交 等 均 有 密 切关 系 。 确 定变 电站 主接 线 形式 方 案 是工 业 供 电设 计 中 的 变 磁 场 ， 对 附 近 的通 信线 路 、 电 子设 备 等 产 生 干 扰 ， 影 响其 正 常 运 重 要 部分 之 一 。 行， 甚 至使 之 发 生误 动 作 。 根 据 车 间 的情 况 ， 可 设计 了两 种 方 案进 行 比较 ， 可 以采 用 了一 ２ 轧 钢 厂供 配 电 系统 优化 设 计与 常 见故 障应 对 探 讨 台变压器 的小型变 电所 ， 其高压侧一般采用无母线 的结构。这种主 ２ ． １轧 钢 厂供 电系 统 间歇 波 问题探 讨 接线采用 了高压断路器 ， 因此变电所 的停 、 送 电操作十分灵活方便 ， 间谐 波是 固波变 流器 供 电 时 的特 有 现象 ， 间谐 波 频谱 宽 度 与 电 同时高压断路器都配有继电保护装置 ， 在变电所发生短路和过 负荷 机的转速有关 ， 即和供电频率有关 ， 电机转速越高 ， 电机供 电电流的 时 均 能 自动 跳 闸 ， 而 且 在 短 路 故 障 和过 负荷 情 况 消除 后 ， 又 可 直 接 频率 越 高 ， 间 谐波 频 带越 宽 。 迅速合闸 ， 从 而 使 恢 复 供 电 的 时 间 大大 缩 短 ； 另 一 种 方 案 是 采 用 装 当供 电系 统 中有 较 大 的冲 击 性 负 荷 或 带 有周 波变 流器 供 电负 有 两 台主 变 压器 的小 型变 电所 。这 种 主接 线 的供 电可靠 性 较 高 。当 荷 时 ， 系 统 中 肯定 存 在 谐 波 和 间 谐 波 ， 对 这 种 供 电 系统 的谐 波 治 理 任一 主变 压器 或 任 一 电 源线 停 电 检修 或 发 生 故 障 时 ， 该 变 电所 通 过 问题 比较 复杂 ， 这 里 只讲 几 点 必 须要 注 意 的 问题 ， 谐 波 计算 ， 要根 据 闭合低压母线 分段开关 ，即使得整个 变电所 的供 电得到迅速的恢 负荷 冲击特性和周波变流器供 电的电动机调 速范 围正确计算供 电 复， 保 证 轧 钢 厂 的正 常 供 电 、 保 证 工 厂 的正 常 运作 。 系统 中 的谐 波 的间 谐 波 电 流 ， 对 滤波 器 进 行 初 步 设 计 ， 谐 波 和 间谐 １ ． ３主 变压 器 的选择 波测 量 ， 在 可 能 的情 况 下 ， 选 用 具 有 间谐 波测 量 分 析 功 能 的仪 器 对 如何 确定主变压器室轧钢厂配电系统优化的一个重要环节。 变 负荷 产 生 的谐 波 和间 谐 波进 行 测 量 ， 测 量数 据 可 以作 为 设计 滤 波 器 电所 中主 变 压 器 的容 量 应 按 照 变 电所 的负 荷 总 容 量 及 主变 压 器 的 的主要依据 ， 对于高闪（ ＞７ Ｉ ） ＿ 引 ， 谐波及其附近的问谐波 ， 一般设计二 台数 和 运行 方 式 确定 ， 还应 考 虑 ５ ～ １ ０年 的 发展 规 划 ［ １ １ 。主 变 压 器应 阶高 通 滤 次 器 ， 滤波效果较佳 ， 对 低次（ ＜ ７ ） ， 谐 波 及 其 附近 的 间 谐 选 择 低压 损 耗 变压 器 ， 同一 变 电所 中 的几 台主 变 压器 的型 号 和容 量 波 ， 为减 小 基 波 损 耗 ， 提 高 滤 波 效果 ， 并有效地避免谐振 ， 以设 计 Ｃ 应 该 相 同 。工 矿企 业 变 电 所 主变 压 器 的 台数 ， 应 根据 负 荷 的重 要 程 型 高通 滤 波 器为 好 ， 个 别谐 波 电流较 大 的频 率 可设 计单 调 滤 波器 。 度 确 定 。对 于有 一 、 二类 负 荷 的 工矿 企 业 的一 、 二 类 负荷 用 电 ， 并 不 ２ ． ２轧 钢 厂配 电系 统设 计 直击 雷 的 防护 得 少 于变 电所 总计 算 负 荷 的 ８ ０ ％或 ７ ０ ％。 在 变 电所 屋 顶装 设 避 雷 针 或者 避 雷带 ， 并 引 出两 根接 地 线 与 变 １ － ４供 配 电线路 的接 线及 其 结 构 电所公 共 接地 装 置相 连 。 在１ ０ ｋ Ｖ 电源进 线 上装 设 Ｆ Ｓ ４ — １ ０型 阀式避 根 据 具 体 情 况 的不 同 ， 可 以选 择 几 种 不 同形 式 的接 线 ， 树 干 式 雷 器 。 引线 采 用 的镀 锌 扁钢 ， 下 与公 共 接地 网焊 接相 连 ， 上 与避 雷 器 接线： 配 电设 备 和 导 线 材 料耗 用 较 少 ， 运行灵活性好 ， 特 别 是 采 用 封 接地 螺 栓相 连 。在 １ ０ ｋ Ｖ高 压 配 电室 内装 设 Ｇ Ｇ 一 １ Ａ（ Ｆ ） 一 ５ ４型 开关 闭式母线槽时 ； 但 干线故障时影 响范 围大 ， 供 电可靠性较低 ； 一般用 柜 ， 其中配有 Ｌ Ｂ ４ — １ ０型避雷器 ， 靠近变压器 ， 防护雷 电波入侵Ⅲ 。 于用 电设备容量不很大 、 布置较均匀 的场合 ， 例如对 机械加工车间 参考 文 献 的 中小 机 床设 备 供 电以及 对 照 明灯 具供 电等 ，均采 用 树 干 式 接线 。 ［ １ ］ 刘涤尘， 王明阳， 吴政球． 电气工程基础�