水泥廠供配電系統設計中仍需優化的問題

羅風立

（中信重工工程技術有限公司， 河南 洛陽 471003）

0 引言

隨著水泥工業自動化程度的不斷提高，用電設備對電力供應的質量、穩定性、安全性要求越來越高，提供高質量、高可靠性的電力供應，是電氣設計的最基本要求。且隨著水泥工業技術的不斷發展，一些新的工藝、技術被應用到實踐中，也將改變原有的設計要求，例如水泥窯煙氣余熱發電技術的應用，將改變原有水泥廠總降變電站只作為用電單位的設計模式。對總降一次系統設計及二次系統設計都會產生影響。本文將對供配電系統設計中的遇見的新問題進行敘述，并提出合理、有效的解決方法，希望對促進該設計技術的不斷進步，可以起到促進作用。

1 水泥供配電系統設計應該達到的要求

配電系統的安全性、可靠性是水泥廠乃至各行各業穩定生產的重要保證，如果其設計的不合理，就會對后期的生產、運行、甚至人身安全帶來隱患，因此加強對供配電系統的規范化設計非常重要。設計時嚴格按照規范要求，對于規范中的強制性條文必須執行，嚴把安全底線。

隨著我國能源消耗的持續增加，我國的能源供給情況越來越緊張，因此加強配電系統的節能設計有助于降低企業生產過程中的電力消耗，達到降低水泥企業經營成本的效果。

2 當前供配電系統設計中的仍存在的一些問題

2.1 水泥窯煙氣余熱發電技術的應用，使得水泥廠的電力供應改為由電網和余熱電站發電機共同提供，余熱電站能提供水泥生產線近三分之一用電量，因此在新建的水泥線當中應充分考慮余熱電站的發電量，適當降低主變的容量，同時在總降變電站配置無功補償裝置時，應考慮余熱電站發電機發出無功功率的補償作用，適當降低總降變電站無功功率補償的容量，降低設備的采購成本，主變容量減小，主變得運行損耗同樣降低，企業的運行費用亦降低。

2.2 在水泥廠的建設工程中，電纜的采購成本約占整個電氣設備及材料總價的三分之一到二分之一，電纜的截面的選型及電纜敷設直接影響電纜的采購成本，合理選擇電纜截面積，優化電纜敷設路徑，對工程建設的投資有很大意義。設計人員在設計時對低負荷，或運行頻率低的設備一味的選用大截面電纜，或者對一些電流不大非主要回路的設備，錯誤的應用經濟電流密度進行電纜選型，或者對主要的配電回路選用的經濟電流密度不合理，沒有區分發電企業，用電企業、高電價企業，低電價企業等原因造成電纜截面選擇偏大，或在設計電纜敷設路徑時，沒有考慮其他工藝設備的影響，造成圖紙上路徑與現場實際現狀不符，而安裝公司按圖施工未能和設計人員溝通協調，造成電纜敷設迂回，路徑加長，造成浪費。

2.3 水泥廠照明設計中為節約燈具的一次投入成本選用高耗能或不節能燈具， 這些燈具雖然發光效率、照度或者壽命能滿足工程需要，但對于企業長年累月的生產來說，燈具的高耗能，對企業運行不經濟。

3 對上述問題提出改進措施和建議

3.1 主變的容量選擇要考慮余熱電站發電機穩定運行的能力，如果余熱電站穩定運行能力強，其年運行小時數能能達到水泥線的運行小時數，并考慮其發電負荷的波動因素，在水泥廠總的計算負荷中適當減去發電負荷，依此選擇主變容量，可以達到很好的經濟效益；另外對電容器的補償要全局考慮，精確計算，對高壓母線的補償、低壓母線的補償、單臺電動機的就地補償，發電機的無功輸出、大型電機的變頻器使用情況逐一考慮，避免電容器的不足和過度配置，補償容量不足造成功率因數下降，輸電線路損耗增大，電網電壓下降；過度配置補償裝置會造成投資增加，并且增加了供電系統的故障隱患點。因此充分計算、合理配置，在配有余熱電站的情況下，避免過度配置亦很重要。

3.2 減少電纜投資，亦是減少有色資源的浪費，因此在供配電設計中，優化電纜敷設路徑縮短供電距離，對減少電纜投資至關重要，首先要做到變配電室布置盡量靠近負荷中心，充分的與工藝專業、總圖專業溝通，優化配電室的布置，優化室外電纜溝、管，橋架的布置，使得電纜的總敷設量降低，二是電纜敷設路徑盡可能使用三維軟件設計，能對工藝設備的布置一目了然，優化電纜橋架、電纜溝的走向，避免和工藝管道及設備沖突，在施工中變更路徑，造成電纜長度增加；三是精確計算每個設備的工作電流，了解用電設備運行方式，合理選擇電纜的截面積，節約有色金屬，減少資源浪費，降低建設成本。

3.3 在水泥廠的照明系統設計中，我們可以采用太陽能板照明燈，這些燈白天利用太陽能來進行充電，晚上通過釋放白天存儲的電能來照明，這會大大降低在照明上消耗的電能。對于無法使用太陽能照明系統的地方，我們應該使用節能效果較好的節能燈具。當前LED照明設備廣泛使用，其采購成本已大為下降，在相同照度的情況下，使用LED燈能降低二分之一到三分之二的能耗，其節能效果顯著如果企業采用它作為照明設備，無疑能大大降低運營成本。

4 結語

隨著我國水泥工藝和電氣設備技術的不斷進步，新工藝和新設備的應用，會使水泥工業的發展越來越節能，越來越高效，電氣設計仍需在新的環境下繼續不斷優化，發現問題，解決問題，為保證企業安全、可靠、穩定的運行做出貢獻。