水泥厂电气设计中需优化的问题

水泥厂电气设计中需优化的问题

发表时间：2019-04-28T16:58:11.733Z 来源：《基层建设》2019年第6期作者：梁洪

[导读] 摘要：如今水泥工业自动化程度不断提升，对于电力供应质量、供应稳定的需求、对于安全性和稳定性的需求也在持续提升，对于电气设计而言，需要确保做到高质量的电力供应。

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摘要：如今水泥工业自动化程度不断提升，对于电力供应质量、供应稳定的需求、对于安全性和稳定性的需求也在持续提升，对于电气设计而言，需要确保做到高质量的电力供应。如今水泥工业技术不断发展，一部分新型工艺以及新型技术开始在实践中使用，如此就会使得之前的设计需求发生变化，如此也会影响到总降一次系统设计以及二次系统设计，这样就需要仔细地分析配电系统设计存在的不足之处，提出相应的解决方法，使其保持一个良好的运行状态。

关键词：供配电系统；电气设计；水泥厂

1 引言

中国水泥工业进入新世纪后已发生了突破性变化。从单纯数量增长型转向为质量效益增长型，从技术装备落后型转向技术先进型，从劳动密集型转向投资密集型，从管理粗放型转向管理集约型，从资源能源浪费型转向资源能源节约型，从满足国内需求型转向满足国内外市场需求型。大型 5000T/d 以上新型干法水泥厂的快速发展实现了水泥工业从量到质的转变。水泥工业电气自动化领域如何适应这一形势，使控制思想和设计理念上满足生产可靠、技术先进、节省投资、提高效益，是值得探讨的课题。

2 中压供配电系统中性点不同接地方式

2.1 中性点不接地

在大型水泥厂电气工程建设的实验及现场实践中发现，中性点不接地方式因接地程度系数k<0，当配电规模较小时，单向接地故障发生时的故障电流值较小，三相系统的平衡未被破坏，在这种情况下配电系统会被允许运行一段时间，通常不会影响供电。但当配电规模较大时，接地电流过大容易对系统绝缘产生影响，故障下的两相对地电压将升高3倍，很容易导致相间短路，严重影响配电系统的安全稳定运行。因此这种模式在当前规模较大的大型水泥厂电气工程设计建设中不再使用，而是被其他接地方式所替代。

2.2 中性点经电阻接地

中性点经电阻接地是当前大型工矿企业在电气工程建设设计中常用的中性点接地方式，通常是在中性点串接电阻器来降低中性点电位，拟制电网过电压的幅值，进而使中性点获得保护。在中压配电系统中，中性点经电阻接地方式的电阻选择分为高电阻、中电阻和小电阻三种形式，其对应的电阻值分别为：①高电阻>100Ω，接地故障电流<10A；②中电阻10~100Ω，30A<接地故障电流<300A；③小电阻<10Ω，接地故障电流>600A。中性点经电阻接地方式下，接地电弧过电压经电阻泄漏后得到明显抑制，而且经电阻的中性点点位快速衰减，进而使配电系统得到保护，大大提高了安全性。

2.3 中性点经消弧线圈接地

中性点经消弧线圈接地是中压配电系统厂用电的接地方式之一，而且在大型工矿企业的实践运用中获得良好的效果。中性点经消弧线圈接地具有诸多优点，当中压配电系统发生瞬间单相接地故障时不断电，不会引起继电保护和断路器动作。消弧线圈的电磁兼容性能较高，而且接地电流与故障点位置无关，能够瞬间熄灭接地电弧，进而实现配电网保护。但在实验和实践运用中发现，消弧线圈的电感值并非固定，而是与电缆线路的长度具有直接的关系，因此一旦中压配电电缆线路长度较大时，消弧线圈的电感值就很难调整到最佳状态，进而影响安全保护性能。

3 水泥厂电气节能设计的措施

3.1 水泥厂配电系统的节能设计

在水泥生产过程中，电能是消耗的主要能源之一，而对电能进行合理分配的是水泥厂的供配电系统，所以为了达到节省电能的目标，需对水泥厂的供配电系统进行节能设计。加强水泥厂的节能把控，不仅可以使耗电量减少，为工厂带来一定的经济效益，更重要的是对生态环境起到一定的保护作用。就水泥厂供配电系统节能设计来讲，根据各工艺段设备的具体参数，对电能进行合理分配，合理选择配电站和电气室的位置，尽量靠近负荷中心，尽量采用一级配电，减小供电半径，以保证供配电系统电能分配的合理性，达到节能目的。

3.2 线路损耗的节能设计

众所周知，在供电容量相同的情况下，输电线路越短，线路阻抗就越小，线路上的电能损耗也就越小。就目前而言，我国的水泥厂在电力线路敷设的过程中，存在着供电线路设计不合理，敷设线路过长的现象，从而导致水泥厂电能线损高的现象发生。基于此情况，设计人员在进行水泥厂的供电线路选取时，应充分考虑供配电线路的路径问题，在满足相关设计要求的前提下，选择最短的敷设路径，从而降低线路损耗，达到节能目的。

3.3 供配电设备的节能设计

水泥厂供配电设备的选择是否合理，与电能消耗的高低也有着直接联系，就拿水泥厂供配电设备中的变压器来说，其重要性显而易见。根据各工艺段的装机容量，合理选择变压器的容量，使变压器以最经济的负荷率运行，从而减少空载损耗，且可以在设备采购环节中节约采购成本。一般情况下，选择配电变压器容量时，负荷率在65%-75%是最为经济合理的运行状态。目前水泥厂中仍有大量的S7、S9系列变压器在运行，而S13系列变压器的各项指标均明显优于前者，所以淘汰老式变压器，对其进行升级改造，也可以达到节能目的。

3.4 用电设备的节能设计

a.电动机是水泥厂最为重要的用电设备。将电动机自身的能耗降至最低的有效途径在于，将电动机功率因数和实际运行效率进行全面提升；减少能量传递环节损耗的有效途径在于，提高能量传递效率。因此在水泥厂设计中选用超高效电动机和高效率的传动系统是最佳的解决途径。

b.照明电耗约占水泥厂电耗的1%~2.5%，所以优化照明设计和灯具选择，也是减少水泥厂电能消耗的有效途径。将太阳能和风能应用于路灯，不仅可以提高清洁能源的利用率，还能达到节能的目的；将路灯等室外照明进行智能控制设计，可减少不必要的电能浪费。

LED灯具相比传统的高压汞灯和钠灯，具有光效高、寿命长、坚固耐用、响应速度快等特点，最重要的是电耗低，在水泥厂推广使用LED灯，能进一步扩大节能空间。c.变频器不仅是理想的软启动设备，也是理想的节能设备。篦冷机冷却风机、回转窑、选粉机、高温风