对工厂供电系统存在问题的改进

刘 锟

（中国直升机设计研究所，江西景德镇333000）

0 引言

随着我国社会经济的快速发展，各行各业的用电需求变得高标准化。对于工厂而言，保持供电系统的稳定性、安全性，不仅是有助于提高工厂本身产能的大事，更对提升社会生产力及产能有着重要意义。若发现当前供电系统存在问题，必须尽快确认核实，寻求破解措施，以免造成任何安全性问题及影响产能的不良后果。

1 主要问题

以笔者所在的工厂为例，截至目前已经发现、需谨慎对待的问题主要包括以下三种：一是“晃电”现象，二是电气控制设备的失电，三是供电线路不合理。这三者之间存在一定的因果联系，如若不能妥善处理，则会引发颇为严重的后果。

1.1“晃电”现象

“晃电”现象主要是指短路、雷击或其他原因造成的电网短时断电或电压波动现象，其对于工厂生产和设备运行具有非常大的影响。“晃电”现象一旦出现，轻则导致设备运行、生产中断，重则直接破坏生产设备，影响产能和生产进度。

首先，导致工艺生产中断。多数情况下，供电系统中的电动机是以变频调速器、交流接触器、真空断路器、软启动器等启动控制设备。一旦出现“晃电”现象，真空断路器和交流接触器会因为电压低而释放，而软启动器和变频调速器会因为电压低而直接停机。若工业生产适逢该现象，很多重要的高压、低压机会停止运作，生产也被迫中断。

其次，导致部分设备直接停止运行。虽然通常情况下供电网的电压会保持稳定，并不会产生很大的波动，但一旦出现“晃电”现象，工厂内的电网电压会陡然降低，在此影响下，电网内诸如电动机等电磁类设备，其功率便会降低。而很多非抗“晃电”接触器的电磁铁便会释放出来，低压进线断路器将会脱扣，后续将会导致软启动器、变频器等直接停止运行。

最后，导致大型转机设备损坏。以笔者所在的工厂为例，经历过“晃电”失误、并遭受破坏的设备包括发电机、压缩机、汽轮机等。在“晃电”的瞬间，电机接触器会立即释放，从而导致设备停止运行。比如轴瓦式设备的润滑油大多由专门的稀油润滑站提供，“晃电”瞬间，油泵停止运行、油站供油油压降低，轴瓦被毁坏的概率非常高。

1.2 设备失电

工厂供电系统中电气控制设备的失电也是导致系统运行不稳定的一个重要因素。概括地说，这种“失电”主要包括四种类型：

一是低压综合保护器及变频器的功能不齐备或参数设置不准确，导致其无法有效应对“晃电”情况。笔者对工厂现有供电系统中的低压综合保护器及变频器进行排查，结合相应的设备说明书进行分析，认为低压综合保护器虽然具有防“晃电”功能，但是在多数情况下未开启，所以未尽其用；变频器的“晃电”参数设置不准确，更容易引发动作失误。

二是PLC和DCS控制系统因为“晃电”而直接停机，这主要是因为这两种系统只采用交流供电，没有安装UPS双投电源。

三是普通的接触器在遇到“晃电”现象时无法自动吸合，进而导致设备跳停。笔者通过相关实验发现，普通接触器并不具备自动吸合的功能，“晃电”会诱发失电，进而导致设备运转失灵。

四是高低压系统进线处有压线圈没有开启失压延时保护，导致失压脱扣器无法正常运行。

严格意义来说，这四种情况出现任何一种都有可能诱发安全事故，不仅会为工厂生产、设备运行带来巨大损失，更重要的是，其也会为相关工作人员的安全工作埋下隐患。

1.3 供电线路不合理

据不完全统计，目前国内多数工厂存在供电线路不合理的现象，这是导致供电效益低下、安全性差的重要原因之一。复杂的供电线路在一定程度上加大了区域内安全供电难度，出现线路老化、缺乏控制措施等问题，也会影响工厂内的供电系统安全系数。而且由于线路在运行过程中长期处于高压状态，因此表面非常容易因为电力因素而出现积污，待到一定程度，表面的含盐物质会降低线路表面的绝缘层抗冲击性，诱发各类漏电等安全问题。

2 改进策略

针对上文中提到的三种主要问题，笔者根据实际经验，认为对其的改进（问题的破解）策略应从以下五个角度予以落实：

2.1 拆除高、低压系统进线开关欠压线圈

依据电力规程的要求及生产供电的需求，拆除高、低压系统进线开关进压线圈，其目的在于防止断路器在“晃电”之后发生脱扣；同时加装延迟性欠电压脱扣器，保证系统在出现短时降压或突然断电情况时不至于出现断路器脱扣。相对于复杂的设备投入和较高的改进成本，该措施可以说是零投资、见效快，而且安全可靠性非常高。

2.2 选择合适的防“晃电”接触器

根据配电室控制箱和开关柜的内部结构，同时按照生产的重要性对设备进行选择和分类，以合适的防“晃电”接触器来取代普通的接触器。由于防“晃电”接触器和普通接触器的接通、断开完全一致，所以该“替代法”还可在原有的电气控制回路内进行线路改造，具有施工简单、见效快的特点和优势。

2.3 合理启用变频器和低压综合保护器

围绕电机的生产工艺和实际参数，合理启用低压综合保护器及变频器的保护功能，对保护定值进行准确设定，然后统一所有低压综合保护器及变频器的参数，其目的在于确保设备能够在“晃电”之后准确应对、及时反应、快速应急。同时如此优化还能使系统具备记录故障信息、短路信息及过载信息等的功能，有益于检修人员查找设备故障点，提升检修率。

2.4 双路供电电源，加装UPS电源

结合现场PLC控制原理及辅机设备的关键性，加装UPS电源，并将已有的一路供电电源更改为两路；同时结合设备的具体情况进行安装、调试改线，其目的在于一旦发现“晃电”情况，PLC可以直接从UPS电源取电，确保现场设备正常而安全地运行，防止突发失电引发各类事故。

2.5 加强线路管理，做好布线设计

工作人员在对线路进行管理和设计时，应从这样两个方面予以把握：

首先，依照具体的用电指标和具体的用电状况对用电等级进行明确，进而达到优化供电、提升供电电压等级合理性的目的。与此同时，还要酌情对电压等级进行简化，要按照各部分电压幅值和电压总体的幅值情况进行合理的配比调整，确保在用电指标足够的情况下还能最大程度地降低电压等级、减少浪费。

其次，调整配变容载比，确保系统运行状况稳定。在具体的规划、设计及管理过程中，工作人员要以工厂供电系统正常运行为目标，结合经济负荷情况对配变容载比进行调整。比如在设计工厂的具体供电线路时，工作人员可以结合工厂用电的具体特征，选取两台或两台以上的配变，来有效调整容载比系数，从而提高供电效益。

3 结语

总而言之，工厂内供电系统的稳定对于维系工厂的日常周转、生产具有非常重要的现实意义。在日常工作过程中，无论发生何种类型的问题，都应做好统计、记录，并及时采取措施进行解决。同时，从预防和调整的角度出发，对于一切新生的和多频率出现的问题要定时排查、防患于未然，以提高系统运行的稳定性为重要目标，适时整改。