對工廠供電系統存在問題的改進

劉 錕

（中國直升機設計研究所，江西景德鎮333000）

0 引言

隨著我國社會經濟的快速發展，各行各業的用電需求變得高標準化。對于工廠而言，保持供電系統的穩定性、安全性，不僅是有助于提高工廠本身產能的大事，更對提升社會生產力及產能有著重要意義。若發現當前供電系統存在問題，必須盡快確認核實，尋求破解措施，以免造成任何安全性問題及影響產能的不良后果。

1 主要問題

以筆者所在的工廠為例，截至目前已經發現、需謹慎對待的問題主要包括以下三種：一是“晃電”現象，二是電氣控制設備的失電，三是供電線路不合理。這三者之間存在一定的因果聯系，如若不能妥善處理，則會引發頗為嚴重的后果。

1.1“晃電”現象

“晃電”現象主要是指短路、雷擊或其他原因造成的電網短時斷電或電壓波動現象，其對于工廠生產和設備運行具有非常大的影響。“晃電”現象一旦出現，輕則導致設備運行、生產中斷，重則直接破壞生產設備，影響產能和生產進度。

首先，導致工藝生產中斷。多數情況下，供電系統中的電動機是以變頻調速器、交流接觸器、真空斷路器、軟啟動器等啟動控制設備。一旦出現“晃電”現象，真空斷路器和交流接觸器會因為電壓低而釋放，而軟啟動器和變頻調速器會因為電壓低而直接停機。若工業生產適逢該現象，很多重要的高壓、低壓機會停止運作，生產也被迫中斷。

其次，導致部分設備直接停止運行。雖然通常情況下供電網的電壓會保持穩定，并不會產生很大的波動，但一旦出現“晃電”現象，工廠內的電網電壓會陡然降低，在此影響下，電網內諸如電動機等電磁類設備，其功率便會降低。而很多非抗“晃電”接觸器的電磁鐵便會釋放出來，低壓進線斷路器將會脫扣，后續將會導致軟啟動器、變頻器等直接停止運行。

最后，導致大型轉機設備損壞。以筆者所在的工廠為例，經歷過“晃電”失誤、并遭受破壞的設備包括發電機、壓縮機、汽輪機等。在“晃電”的瞬間，電機接觸器會立即釋放，從而導致設備停止運行。比如軸瓦式設備的潤滑油大多由專門的稀油潤滑站提供，“晃電”瞬間，油泵停止運行、油站供油油壓降低，軸瓦被毀壞的概率非常高。

1.2 設備失電

工廠供電系統中電氣控制設備的失電也是導致系統運行不穩定的一個重要因素。概括地說，這種“失電”主要包括四種類型：

一是低壓綜合保護器及變頻器的功能不齊備或參數設置不準確，導致其無法有效應對“晃電”情況。筆者對工廠現有供電系統中的低壓綜合保護器及變頻器進行排查，結合相應的設備說明書進行分析，認為低壓綜合保護器雖然具有防“晃電”功能，但是在多數情況下未開啟，所以未盡其用；變頻器的“晃電”參數設置不準確，更容易引發動作失誤。

二是PLC和DCS控制系統因為“晃電”而直接停機，這主要是因為這兩種系統只采用交流供電，沒有安裝UPS雙投電源。

三是普通的接觸器在遇到“晃電”現象時無法自動吸合，進而導致設備跳停。筆者通過相關實驗發現，普通接觸器并不具備自動吸合的功能，“晃電”會誘發失電，進而導致設備運轉失靈。

四是高低壓系統進線處有壓線圈沒有開啟失壓延時保護，導致失壓脫扣器無法正常運行。

嚴格意義來說，這四種情況出現任何一種都有可能誘發安全事故，不僅會為工廠生產、設備運行帶來巨大損失，更重要的是，其也會為相關工作人員的安全工作埋下隱患。

1.3 供電線路不合理

據不完全統計，目前國內多數工廠存在供電線路不合理的現象，這是導致供電效益低下、安全性差的重要原因之一。復雜的供電線路在一定程度上加大了區域內安全供電難度，出現線路老化、缺乏控制措施等問題，也會影響工廠內的供電系統安全系數。而且由于線路在運行過程中長期處于高壓狀態，因此表面非常容易因為電力因素而出現積污，待到一定程度，表面的含鹽物質會降低線路表面的絕緣層抗沖擊性，誘發各類漏電等安全問題。

2 改進策略

針對上文中提到的三種主要問題，筆者根據實際經驗，認為對其的改進（問題的破解）策略應從以下五個角度予以落實：

2.1 拆除高、低壓系統進線開關欠壓線圈

依據電力規程的要求及生產供電的需求，拆除高、低壓系統進線開關進壓線圈，其目的在于防止斷路器在“晃電”之后發生脫扣；同時加裝延遲性欠電壓脫扣器，保證系統在出現短時降壓或突然斷電情況時不至于出現斷路器脫扣。相對于復雜的設備投入和較高的改進成本，該措施可以說是零投資、見效快，而且安全可靠性非常高。

2.2 選擇合適的防“晃電”接觸器

根據配電室控制箱和開關柜的內部結構，同時按照生產的重要性對設備進行選擇和分類，以合適的防“晃電”接觸器來取代普通的接觸器。由于防“晃電”接觸器和普通接觸器的接通、斷開完全一致，所以該“替代法”還可在原有的電氣控制回路內進行線路改造，具有施工簡單、見效快的特點和優勢。

2.3 合理啟用變頻器和低壓綜合保護器

圍繞電機的生產工藝和實際參數，合理啟用低壓綜合保護器及變頻器的保護功能，對保護定值進行準確設定，然后統一所有低壓綜合保護器及變頻器的參數，其目的在于確保設備能夠在“晃電”之后準確應對、及時反應、快速應急。同時如此優化還能使系統具備記錄故障信息、短路信息及過載信息等的功能，有益于檢修人員查找設備故障點，提升檢修率。

2.4 雙路供電電源，加裝UPS電源

結合現場PLC控制原理及輔機設備的關鍵性，加裝UPS電源，并將已有的一路供電電源更改為兩路；同時結合設備的具體情況進行安裝、調試改線，其目的在于一旦發現“晃電”情況，PLC可以直接從UPS電源取電，確保現場設備正常而安全地運行，防止突發失電引發各類事故。

2.5 加強線路管理，做好布線設計

工作人員在對線路進行管理和設計時，應從這樣兩個方面予以把握：

首先，依照具體的用電指標和具體的用電狀況對用電等級進行明確，進而達到優化供電、提升供電電壓等級合理性的目的。與此同時，還要酌情對電壓等級進行簡化，要按照各部分電壓幅值和電壓總體的幅值情況進行合理的配比調整，確保在用電指標足夠的情況下還能最大程度地降低電壓等級、減少浪費。

其次，調整配變容載比，確保系統運行狀況穩定。在具體的規劃、設計及管理過程中，工作人員要以工廠供電系統正常運行為目標，結合經濟負荷情況對配變容載比進行調整。比如在設計工廠的具體供電線路時，工作人員可以結合工廠用電的具體特征，選取兩臺或兩臺以上的配變，來有效調整容載比系數，從而提高供電效益。

3 結語

總而言之，工廠內供電系統的穩定對于維系工廠的日常周轉、生產具有非常重要的現實意義。在日常工作過程中，無論發生何種類型的問題，都應做好統計、記錄，并及時采取措施進行解決。同時，從預防和調整的角度出發，對于一切新生的和多頻率出現的問題要定時排查、防患于未然，以提高系統運行的穩定性為重要目標，適時整改。