鋼鐵廠高壓變配電系統設計淺析

武全

宣鋼設備能源部 河北 張家口 075100

鋼鐵廠高壓變配電系統作為鋼鐵廠的核心能量來源，其設計好壞直接關系到鋼鐵廠的生產經營問題。對鋼鐵高壓變配電系統進行科學合理有效的設計，并落實下來顯然意義重大。

1 項目情況

河鋼宣鋼公司生產組織變化后，公司以提升效益、提檔晉級作為工作思路，設備能源部供電作業區執行構建兩化融合管理模式，尋求科學技術手段，減人不減產，確保廠內設備穩定運行。原設備能源部供電作業區下轄110kV變電站3各，35kV變電站13個，配電室15個，劃分為7個區域，其中大部分無人值守，由于公司生產組織變化，人員減少，風險增大，設備供電問題較多，如何保證在現有職工基礎上實現各系統安全可靠、穩定運行是供電作業區的最大困難和挑戰。因此目前的設備能源部供電作業區的核心工作是完善高壓變配電系統設計，確保變配電系統穩定可靠運行，確保設備供電穩定可靠[1]。

2 項目內容

2.1 優化布局提升效能

出于公司生產組織調整，設備能源部供電作業區人員減少，但工作總量不變的情況下發生一些問題的現實情況，首要任務是對供電作業區的高壓變配電設施設備進行整合，實施統一管控。為此成立集控站，在原有運維區基礎上進行整合，合并變電站、配電室進行集中管控，調整各站室人員結構，每個班設3人，設站長二人。

集控站設置后，需要采取自動化變配電技術實現各站點的集中調控，因此設計移機過程中同步敷設各變電站至集控站主站的光纜線路，采取點對點通信方式，并對現有電力監控系統進行整合，系統完成安裝和調試后，移機條件具備再移機，確保短時間內完成集控站點的建設與使用，實現對所有變電站、配電室的集中監控，移機過程中的老舊硬件，若已經不滿足要求，應進行更換。

2.2 自主設計提升可靠性

由于供電作業區負責公司范圍內所有設備的電力供應，為了保證供電可靠性，穩定生產，通過分析公司高壓變配電系統實際情況，發現系統核心為直流電氣設備，所轄三十多個變配電站中負責所有高壓開關柜合分的關鍵設備就是直流，直流設備控制變配電系統的控制回路、信號回路和保護回路，確保在事故情況下設備的有效分閘，其對保障變配電站安全投運以及故障可靠切除至關重要。

因此在集控站集中管控系統設計方案中，加入自動檢測告警子系統，公司立足提升效益、提檔晉級工作思路，采取青工創新創效活動，激勵公司內部職工進行創新創效，實現了自主設計。由于公司所轄變配電站點，原有直流系統部分告警功能缺失，給直流系統造成了嚴重影響，并最終影響變配電系統的安全運行，因此，通過自主設計實現了直流檢測告警系統，思路是先對直流系統進行改造，進而實現對正對地、負對地進行監測，并設計報警控制回路，實現直流系統自動報警。具體設計中，在直流系統中增加絕緣監察繼電器以及報警控制電路，實現對系統的絕緣監測，若發生接地自動報警，崗位點檢員依托報警信號和集控站調度指令復歸，若無法完成復歸，則預示著重大故障發生，必須進行馬上處理?？刂齐娐分兄绷鹘^緣繼電器直接連入直流回路，兩塊直流電壓表分別接正、負對地，正常顯示值為110V，110V中間繼電器與交流接觸器輔助點實現交流電壓失電保護報警，接觸器失電，輔助點閉合，中間繼電器啟動，交流失壓保護信號保持，報警燈亮，蜂鳴器報警。

2.3 故障處置提升成果

由于公司所用電壓電氣設備長期存在大電流通過現象，其中使用最廣泛的梅花觸頭，經常出現隨著溫升和故障電流沖擊造成穩定程度下降故障，影響正常供電。經過分析發現核心因素在于觸頭的接觸電阻，因此在高壓變配電系統設計中，對梅花觸頭進行了高效的改進設計，在基于原有梅花觸頭框架尺寸、太陽型環架承受壓力的情況下，對現有的凹槽進行重新設計加工，凹槽從原有的5.5mm加寬至8mm，經過對凹槽的調整，使觸指從原來的30片增加至37片，接觸面積增大，額定電流從1250A上升至1600A，在原有的環形彈簧上，再增加一根，增加捆綁壓力。通過上述兩項技術措施有效降低了觸頭動、靜工況下的接觸電阻，在額定電流作用下，可有效降低觸頭發熱，提升了長時間供電的可靠性[2]。

3 項目效果

通過對公司高壓變配電系統進行重新規劃設計，挖掘其中的短板，并通過有效的改進設計，實現了更為高效可靠的高壓變配電系統，集控站建設實施，作業區合并實現統一管控，所有電力監控數據以及視頻系統數據均進入集控主站，在人員減少，工作總量不變的情況下，通過信息技術手段彌補了人員減少帶來的影響，并且在電力信息技術支持下，人員崗位進行重新調整，集控站以及維修崗位盡可能地實現了人崗匹配，力量也得到充實。并且向公司以及設備能源部輸送了3人次技術人才，若按每年人均支付工資8萬計算，降低成本24萬。

由于作業區所擁有的信息系統并未進行整體上的升級，只是升級了直流報警，將告警體系進行了完善。若按照整體升級替換的成本來算，直接節約成本20余萬，原本因為直流告警缺失而造成直流系統電源問題，得到解決，可節約更換直流系統電源的成本7萬余，合計可解決27萬余成本，同時告警系統能夠滿足公司直流系統穩定運行要求，確保了安全穩定供電，后期成本效益更為顯著。

梅花觸頭這一改進型的設計，在高壓變配電系統設計上雖然不起眼，但是卻起到了非常直觀的效果，在測試設計方案時，先期更換的發電機聯絡柜、并網柜梅花觸頭均取得了理想效果，發熱現象有了很大改善，直接降低了因為溫升引起的故障問題，提高了設備運行的穩定性可靠性。在成本方面可直接節約10萬元。

4 結束語

綜上所述，從鋼鐵廠高壓變配電系統實際出發，結合鋼鐵廠生存發展實際，對高壓變配電系統進行合理有效的設計規劃，對于鋼鐵廠的發展有著巨大意義，因此重點應當去結合鋼鐵廠實際，基于現有技術手段梳理原本變配電系統中的短板，進而針對性地進行設計改造，助力轉型升級。