浅谈现代烟叶复烤企业电气设计中的几点体会

段磊坚

摘要：结合烟叶复烤项目的工程实例，介绍了厂区主接线系统，以及智能配电系统和有源滤波器等新产品的工程运用。

关键词：智能配电；有源滤波；主接线

近几年来我院承接了多个烟叶复烤厂项目的设计工作，笔者作为专业负责人先后承担了滇西某烟叶复烤厂6000kg/h打叶复烤工程及红塔烟草（集团）有限责任公司下属烟叶复烤及配套用房工程的电气设计工作，两个项目在厂房布局，工艺流程等均有相似之处，在此将设计中的重点分以下几方面作一个小结：

1 系统主接线

某卷烟厂打叶复烤及配套用房工程的变电站主要负责对厂房、库房、锅炉房照明及动力设备的供电，Pe为6524.3kW，Kc为0.6，Pjs为3914.6kW，因为复烤厂的生产有季节性特征，烤季和非烤季之负荷峰谷差值近3200KW。结合烟草设计规范及负荷等级方面的要求，经过论证供配电方案确定为两回10kV进线，一主一备工作方式，变压器按“三大一小”设置，烤季期间采用两台2500kVA主变负责全厂供电，变压器负荷率0.84，损耗较小，一台2500kVA主变作为备用，当两台主变中任意一台发生故障时，通过切换开关倒闸操作使备用变压器投入运行，而在停烤期间报停2500kVA变压器，启用一台630kVA变压器供电，通过适时调整变压器负荷率从而降低损耗；同时为了保证两台变压器负荷平衡，两台变压器釆用并列运行方式，大幅增加的短路电流对低压配电系统元件的动，热稳定性必须采用高分断能力的NS系列L级塑壳断路器（Icu=Ics=160KA）。

2 低压智能配电系统

烟草企业因为生产效率，生产的连续性，产品的质量等方面的特殊考量对电力系统的安全性，可靠性，以及电能质量等提出了更高的要求，厂区变电站采用设在动力中心的站控层主机，通过由以太网，comX以太专用网关，RS485总线组成的通讯接口层对间隔层智能电气设备进行全面监控，间隔层智能电气设备除微机保护装置外还包括安装于框架断路器上的Micrologic控制单元，该控制单元也是为保护电力系统和负荷而设计，可进行报警信号编程并远程显示电流、电压、频率、电能和电能质量的测定，优化供电流连续性和能量管理，在本工程中主进框架断路器采用了Micrologic 6.0H型控制单元，而大电流馈电回路断路器采用了Micrologic 2.0A型控制单元，该单元可实现长延时及瞬时保护功能，还可对各种电流值进行测量、显示、通讯并对In进行设定；而6.0H单元不但具备2.0A的所有功能，在保护，测量及电能质量监控功能方面有较大提升，保护方面：在长延时+瞬时的基础上增加了短延时及接地故障保护，测量方面：增加了V、W、VAR、VA、VARh、Hz、cosΦ以及分断电流的测量等；电能质量方面：可测量基波及直到31次谐波的幅值及相位，另外在低压系统中还设置了FDM系列电力参数测量仪（柜门显示单元），FDM128为多回路显示单元，FDM121为单回路显示单元。除此以外，综合自动化系统Powerlogic还对打叶复烤生产线配套的锅炉房内主要设备及重要参数进行了全面监控，这是一套基于先进的现场总线方式（FCS）实现电力系统信息的交换和管理，智能配电系统在本工程上的适用性得以显现，概况起来，低压智能配电系统有以下几方面的特点：

1）通过对电气资产的配置信息实时显示和对断路器的老化评估分析，为电气资产的管理提供故障诊断以及恢复指导。

2）通过对各种电能质量事件进行全方位的分析，尽量避免因为电压波动，谐波以及三相不平衡等因素导致工艺设备的运行异常；及时预测系统中电能质量问题的严重性，从而为电能质量管理和预判预防质量事故提供决策依据。

3）通过第一手数据的实时采集，方便企业进行能源规划，审计和能效对标；有利于能源提升，及时发现能耗使用问题，可持续提供节能服务；深度分析能源消耗的负荷类型及趋势，自动生成专业报表；智能配电系统可以有效的技术手段优化节能，满足绿色节能建筑的建设需求，实现有效的能源效率管理。

3 关于谐波治理

因为本工程中变频器，软起动器，UPS电源，气体放电灯，电子镇流器等非线型元件的大量运用，电力系统中所产生的谐波污染非常大，高次谐波所导致的强烈的并联或串联谐振，对电容器和电抗器将造成极大的威胁，此外谐波危害还包括对异步电机和变压器产生的附加损耗和过热；配电系统的线路损耗增加等等.针对上述谐波导致的系统隐患，笔者在设计中采用了无源滤波及有源滤波相结合的方式进行谐波抑制。

1）动态无源滤波产品在国外已得到广泛运用，该产品将功率因数补偿及谐波治理有机结合，系统的核心是由无源滤波补偿组件EVC构成，其中组件EVC 又是由3E系列电抗器和EMPC系列电容器及EDK/EDJ补偿控制仪组成，选择适合的电抗系数有针对性的对系統中所存在的5次及7次谐波进行滤除，2500kVA变压器补偿容量900Kvar，三台补偿柜补偿量均为300 Kvar，投切步长50 Kvar，调谐电抗率7%。

2）当然，无源电力滤波装置也有其局限性，笔者在本工程中建议业主在系统投运后根据系统谐波实际测量值按照“总补偿”，“部分补偿”及“局部补偿”模式设置有源电力滤波器，目前主流的设备是采用最先进的模拟逻辑方式消除电网谐波，其核心元件为IGBT逆变器及反向器，通过其触发将反相电流注入到电网中，实现滤除谐波的功能。

4 结语

随着生产保障要求的不断提高，对科学管理需求的不断进步，对本专业的设计工作提出了更高的要求，那就是：设计在满足国家规范的前提下，还应该力求使设计更合理，更优化，更完善，需要解放思想，拓宽眼界，在实践中以创新的设计理念将精心设计的行业准则贯彻始终。

参考文献：

[1]杜兰萍，等.建筑设计防火规范.

[2]田有连，等.供配电系统设计规范.

[3]邓昭，等.烟草建筑设计防火规范.