淺談現代煙葉復烤企業電氣設計中的幾點體會

段磊堅

摘要：結合煙葉復烤項目的工程實例，介紹了廠區主接線系統，以及智能配電系統和有源濾波器等新產品的工程運用。

關鍵詞：智能配電；有源濾波；主接線

近幾年來我院承接了多個煙葉復烤廠項目的設計工作，筆者作為專業負責人先后承擔了滇西某煙葉復烤廠6000kg/h打葉復烤工程及紅塔煙草（集團）有限責任公司下屬煙葉復烤及配套用房工程的電氣設計工作，兩個項目在廠房布局，工藝流程等均有相似之處，在此將設計中的重點分以下幾方面作一個小結：

1 系統主接線

某卷煙廠打葉復烤及配套用房工程的變電站主要負責對廠房、庫房、鍋爐房照明及動力設備的供電，Pe為6524.3kW，Kc為0.6，Pjs為3914.6kW，因為復烤廠的生產有季節性特征，烤季和非烤季之負荷峰谷差值近3200KW。結合煙草設計規范及負荷等級方面的要求，經過論證供配電方案確定為兩回10kV進線，一主一備工作方式，變壓器按“三大一小”設置，烤季期間采用兩臺2500kVA主變負責全廠供電，變壓器負荷率0.84，損耗較小，一臺2500kVA主變作為備用，當兩臺主變中任意一臺發生故障時，通過切換開關倒閘操作使備用變壓器投入運行，而在停烤期間報停2500kVA變壓器，啟用一臺630kVA變壓器供電，通過適時調整變壓器負荷率從而降低損耗；同時為了保證兩臺變壓器負荷平衡，兩臺變壓器釆用并列運行方式，大幅增加的短路電流對低壓配電系統元件的動，熱穩定性必須采用高分斷能力的NS系列L級塑殼斷路器（Icu=Ics=160KA）。

2 低壓智能配電系統

煙草企業因為生產效率，生產的連續性，產品的質量等方面的特殊考量對電力系統的安全性，可靠性，以及電能質量等提出了更高的要求，廠區變電站采用設在動力中心的站控層主機，通過由以太網，comX以太專用網關，RS485總線組成的通訊接口層對間隔層智能電氣設備進行全面監控，間隔層智能電氣設備除微機保護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電力系統和負荷而設計，可進行報警信號編程并遠程顯示電流、電壓、頻率、電能和電能質量的測定，優化供電流連續性和能量管理，在本工程中主進框架斷路器采用了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，該單元可實現長延時及瞬時保護功能，還可對各種電流值進行測量、顯示、通訊并對In進行設定；而6.0H單元不但具備2.0A的所有功能，在保護，測量及電能質量監控功能方面有較大提升，保護方面：在長延時+瞬時的基礎上增加了短延時及接地故障保護，測量方面：增加了V、W、VAR、VA、VARh、Hz、cosΦ以及分斷電流的測量等；電能質量方面：可測量基波及直到31次諧波的幅值及相位，另外在低壓系統中還設置了FDM系列電力參數測量儀（柜門顯示單元），FDM128為多回路顯示單元，FDM121為單回路顯示單元。除此以外，綜合自動化系統Powerlogic還對打葉復烤生產線配套的鍋爐房內主要設備及重要參數進行了全面監控，這是一套基于先進的現場總線方式（FCS）實現電力系統信息的交換和管理，智能配電系統在本工程上的適用性得以顯現，概況起來，低壓智能配電系統有以下幾方面的特點：

1）通過對電氣資產的配置信息實時顯示和對斷路器的老化評估分析，為電氣資產的管理提供故障診斷以及恢復指導。

2）通過對各種電能質量事件進行全方位的分析，盡量避免因為電壓波動，諧波以及三相不平衡等因素導致工藝設備的運行異常；及時預測系統中電能質量問題的嚴重性，從而為電能質量管理和預判預防質量事故提供決策依據。

3）通過第一手數據的實時采集，方便企業進行能源規劃，審計和能效對標；有利于能源提升，及時發現能耗使用問題，可持續提供節能服務；深度分析能源消耗的負荷類型及趨勢，自動生成專業報表；智能配電系統可以有效的技術手段優化節能，滿足綠色節能建筑的建設需求，實現有效的能源效率管理。

3 關于諧波治理

因為本工程中變頻器，軟起動器，UPS電源，氣體放電燈，電子鎮流器等非線型元件的大量運用，電力系統中所產生的諧波污染非常大，高次諧波所導致的強烈的并聯或串聯諧振，對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異步電機和變壓器產生的附加損耗和過熱；配電系統的線路損耗增加等等.針對上述諧波導致的系統隱患，筆者在設計中采用了無源濾波及有源濾波相結合的方式進行諧波抑制。

1）動態無源濾波產品在國外已得到廣泛運用，該產品將功率因數補償及諧波治理有機結合，系統的核心是由無源濾波補償組件EVC構成，其中組件EVC 又是由3E系列電抗器和EMPC系列電容器及EDK/EDJ補償控制儀組成，選擇適合的電抗系數有針對性的對系統中所存在的5次及7次諧波進行濾除，2500kVA變壓器補償容量900Kvar，三臺補償柜補償量均為300 Kvar，投切步長50 Kvar，調諧電抗率7%。

2）當然，無源電力濾波裝置也有其局限性，筆者在本工程中建議業主在系統投運后根據系統諧波實際測量值按照“總補償”，“部分補償”及“局部補償”模式設置有源電力濾波器，目前主流的設備是采用最先進的模擬邏輯方式消除電網諧波，其核心元件為IGBT逆變器及反向器，通過其觸發將反相電流注入到電網中，實現濾除諧波的功能。

4 結語

隨著生產保障要求的不斷提高，對科學管理需求的不斷進步，對本專業的設計工作提出了更高的要求，那就是：設計在滿足國家規范的前提下，還應該力求使設計更合理，更優化，更完善，需要解放思想，拓寬眼界，在實踐中以創新的設計理念將精心設計的行業準則貫徹始終。

參考文獻：

[1]杜蘭萍，等.建筑設計防火規范.

[2]田有連，等.供配電系統設計規范.

[3]鄧昭，等.煙草建筑設計防火規范.