淺談現(xiàn)代煙葉復(fù)烤企業(yè)電氣設(shè)計(jì)中的幾點(diǎn)體會(huì)

段磊堅(jiān)

摘要：結(jié)合煙葉復(fù)烤項(xiàng)目的工程實(shí)例，介紹了廠區(qū)主接線系統(tǒng)，以及智能配電系統(tǒng)和有源濾波器等新產(chǎn)品的工程運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：智能配電；有源濾波；主接線

近幾年來我院承接了多個(gè)煙葉復(fù)烤廠項(xiàng)目的設(shè)計(jì)工作，筆者作為專業(yè)負(fù)責(zé)人先后承擔(dān)了滇西某煙葉復(fù)烤廠6000kg/h打葉復(fù)烤工程及紅塔煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司下屬煙葉復(fù)烤及配套用房工程的電氣設(shè)計(jì)工作，兩個(gè)項(xiàng)目在廠房布局，工藝流程等均有相似之處，在此將設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)分以下幾方面作一個(gè)小結(jié)：

1 系統(tǒng)主接線

某卷煙廠打葉復(fù)烤及配套用房工程的變電站主要負(fù)責(zé)對(duì)廠房、庫房、鍋爐房照明及動(dòng)力設(shè)備的供電，Pe為6524.3kW，Kc為0.6，Pjs為3914.6kW，因?yàn)閺?fù)烤廠的生產(chǎn)有季節(jié)性特征，烤季和非烤季之負(fù)荷峰谷差值近3200KW。結(jié)合煙草設(shè)計(jì)規(guī)范及負(fù)荷等級(jí)方面的要求，經(jīng)過論證供配電方案確定為兩回10kV進(jìn)線，一主一備工作方式，變壓器按“三大一小”設(shè)置，烤季期間采用兩臺(tái)2500kVA主變負(fù)責(zé)全廠供電，變壓器負(fù)荷率0.84，損耗較小，一臺(tái)2500kVA主變作為備用，當(dāng)兩臺(tái)主變中任意一臺(tái)發(fā)生故障時(shí)，通過切換開關(guān)倒閘操作使備用變壓器投入運(yùn)行，而在?？酒陂g報(bào)停2500kVA變壓器，啟用一臺(tái)630kVA變壓器供電，通過適時(shí)調(diào)整變壓器負(fù)荷率從而降低損耗；同時(shí)為了保證兩臺(tái)變壓器負(fù)荷平衡，兩臺(tái)變壓器釆用并列運(yùn)行方式，大幅增加的短路電流對(duì)低壓配電系統(tǒng)元件的動(dòng)，熱穩(wěn)定性必須采用高分?jǐn)嗄芰Φ腘S系列L級(jí)塑殼斷路器（Icu=Ics=160KA）。

2 低壓智能配電系統(tǒng)

煙草企業(yè)因?yàn)樯a(chǎn)效率，生產(chǎn)的連續(xù)性，產(chǎn)品的質(zhì)量等方面的特殊考量對(duì)電力系統(tǒng)的安全性，可靠性，以及電能質(zhì)量等提出了更高的要求，廠區(qū)變電站采用設(shè)在動(dòng)力中心的站控層主機(jī)，通過由以太網(wǎng)，comX以太專用網(wǎng)關(guān)，RS485總線組成的通訊接口層對(duì)間隔層智能電氣設(shè)備進(jìn)行全面監(jiān)控，間隔層智能電氣設(shè)備除微機(jī)保護(hù)裝置外還包括安裝于框架斷路器上的Micrologic控制單元，該控制單元也是為保護(hù)電力系統(tǒng)和負(fù)荷而設(shè)計(jì)，可進(jìn)行報(bào)警信號(hào)編程并遠(yuǎn)程顯示電流、電壓、頻率、電能和電能質(zhì)量的測(cè)定，優(yōu)化供電流連續(xù)性和能量管理，在本工程中主進(jìn)框架斷路器采用了Micrologic 6.0H型控制單元，而大電流饋電回路斷路器采用了Micrologic 2.0A型控制單元，該單元可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)延時(shí)及瞬時(shí)保護(hù)功能，還可對(duì)各種電流值進(jìn)行測(cè)量、顯示、通訊并對(duì)In進(jìn)行設(shè)定；而6.0H單元不但具備2.0A的所有功能，在保護(hù)，測(cè)量及電能質(zhì)量監(jiān)控功能方面有較大提升，保護(hù)方面：在長(zhǎng)延時(shí)+瞬時(shí)的基礎(chǔ)上增加了短延時(shí)及接地故障保護(hù)，測(cè)量方面：增加了V、W、VAR、VA、VARh、Hz、cosΦ以及分?jǐn)嚯娏鞯臏y(cè)量等；電能質(zhì)量方面：可測(cè)量基波及直到31次諧波的幅值及相位，另外在低壓系統(tǒng)中還設(shè)置了FDM系列電力參數(shù)測(cè)量?jī)x（柜門顯示單元），F(xiàn)DM128為多回路顯示單元，F(xiàn)DM121為單回路顯示單元。除此以外，綜合自動(dòng)化系統(tǒng)Powerlogic還對(duì)打葉復(fù)烤生產(chǎn)線配套的鍋爐房?jī)?nèi)主要設(shè)備及重要參數(shù)進(jìn)行了全面監(jiān)控，這是一套基于先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)總線方式（FCS）實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)信息的交換和管理，智能配電系統(tǒng)在本工程上的適用性得以顯現(xiàn)，概況起來，低壓智能配電系統(tǒng)有以下幾方面的特點(diǎn)：

1）通過對(duì)電氣資產(chǎn)的配置信息實(shí)時(shí)顯示和對(duì)斷路器的老化評(píng)估分析，為電氣資產(chǎn)的管理提供故障診斷以及恢復(fù)指導(dǎo)。

2）通過對(duì)各種電能質(zhì)量事件進(jìn)行全方位的分析，盡量避免因?yàn)殡妷翰▌?dòng)，諧波以及三相不平衡等因素導(dǎo)致工藝設(shè)備的運(yùn)行異常；及時(shí)預(yù)測(cè)系統(tǒng)中電能質(zhì)量問題的嚴(yán)重性，從而為電能質(zhì)量管理和預(yù)判預(yù)防質(zhì)量事故提供決策依據(jù)。

3）通過第一手?jǐn)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，方便企業(yè)進(jìn)行能源規(guī)劃，審計(jì)和能效對(duì)標(biāo)；有利于能源提升，及時(shí)發(fā)現(xiàn)能耗使用問題，可持續(xù)提供節(jié)能服務(wù)；深度分析能源消耗的負(fù)荷類型及趨勢(shì)，自動(dòng)生成專業(yè)報(bào)表；智能配電系統(tǒng)可以有效的技術(shù)手段優(yōu)化節(jié)能，滿足綠色節(jié)能建筑的建設(shè)需求，實(shí)現(xiàn)有效的能源效率管理。

3 關(guān)于諧波治理

因?yàn)楸竟こ讨凶冾l器，軟起動(dòng)器，UPS電源，氣體放電燈，電子鎮(zhèn)流器等非線型元件的大量運(yùn)用，電力系統(tǒng)中所產(chǎn)生的諧波污染非常大，高次諧波所導(dǎo)致的強(qiáng)烈的并聯(lián)或串聯(lián)諧振，對(duì)電容器和電抗器將造成極大的威脅，此外諧波危害還包括對(duì)異步電機(jī)和變壓器產(chǎn)生的附加損耗和過熱；配電系統(tǒng)的線路損耗增加等等.針對(duì)上述諧波導(dǎo)致的系統(tǒng)隱患，筆者在設(shè)計(jì)中采用了無源濾波及有源濾波相結(jié)合的方式進(jìn)行諧波抑制。

1）動(dòng)態(tài)無源濾波產(chǎn)品在國外已得到廣泛運(yùn)用，該產(chǎn)品將功率因數(shù)補(bǔ)償及諧波治理有機(jī)結(jié)合，系統(tǒng)的核心是由無源濾波補(bǔ)償組件EVC構(gòu)成，其中組件EVC 又是由3E系列電抗器和EMPC系列電容器及EDK/EDJ補(bǔ)償控制儀組成，選擇適合的電抗系數(shù)有針對(duì)性的對(duì)系統(tǒng)中所存在的5次及7次諧波進(jìn)行濾除，2500kVA變壓器補(bǔ)償容量900Kvar，三臺(tái)補(bǔ)償柜補(bǔ)償量均為300 Kvar，投切步長(zhǎng)50 Kvar，調(diào)諧電抗率7%。

2）當(dāng)然，無源電力濾波裝置也有其局限性，筆者在本工程中建議業(yè)主在系統(tǒng)投運(yùn)后根據(jù)系統(tǒng)諧波實(shí)際測(cè)量值按照“總補(bǔ)償”，“部分補(bǔ)償”及“局部補(bǔ)償”模式設(shè)置有源電力濾波器，目前主流的設(shè)備是采用最先進(jìn)的模擬邏輯方式消除電網(wǎng)諧波，其核心元件為IGBT逆變器及反向器，通過其觸發(fā)將反相電流注入到電網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)濾除諧波的功能。

4 結(jié)語

隨著生產(chǎn)保障要求的不斷提高，對(duì)科學(xué)管理需求的不斷進(jìn)步，對(duì)本專業(yè)的設(shè)計(jì)工作提出了更高的要求，那就是：設(shè)計(jì)在滿足國家規(guī)范的前提下，還應(yīng)該力求使設(shè)計(jì)更合理，更優(yōu)化，更完善，需要解放思想，拓寬眼界，在實(shí)踐中以創(chuàng)新的設(shè)計(jì)理念將精心設(shè)計(jì)的行業(yè)準(zhǔn)則貫徹始終。

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