浅论纺织企业高压供配电系统不平衡配电的原因及改进措施
2021-03-07董英城
董英城
(浙江古纤道绿色纤维有限公司,浙江绍兴 312000)
1 纺织企业高压供配电系统不平衡的原因
在纺织企业的高压供配电系统中,常常依靠3个部分来运行。第一部分是在高压室的Ⅰ段上接1# 进线;第二部分就是在高压室的Ⅱ段上接2# 进线;第三部分是在Ⅰ段接上6MW发电机,在Ⅱ段接上3MW发电机,在Ⅲ段接上12MW发电机。变电所包括主变压器、进出接线、高低气压配电设备、继电保护控制系统、所用的电源和直流设备、远动通信设备、中心控制室等。其中,主变压器、进出接线、高低气体配电设备等属一次系统;继电、控制、直流、远动通信等系统属于二次制。
电变所中最重要的组成部分就是进出接线,它影响着变电所的建设、投资、运行、维护、供配电、性能等。在一般的情况,可以分为集中基本的形式,如单母线、双母线、半断路器和环状接线。主变压器是变电所中最主要的变电设备,其配置与性能将直接决定变电所在经济、使用、运营方面的优势。在一般情况下,变电所的主变压器电压在330kV以下时,一般将采用三相变压器,具体容量可以依据预期使用寿命,一般以5~10年的使用期限来选择主变压器。此外,对变电所其他设备的选择、地址的选择以及整体布局也有具体的要求。变电所所采用的继电保护分为系统保护和元件保护,主要针对变电所的进出接线、变压器等方面进行保护。在两条输入线运行过程中,输入负荷大幅度增加,虽然调整后两条输入线之间的负荷差有所减小,但由于可调节和转移的负荷较小,两条输入线上的负荷仍然不平衡,特别是当接通发电机时,通常会导致一条输入线的负载较轻,而另一条输入线的负载较重,有时甚至会过载,有时甚至会更重。这就使得很大一部分的外送电的两条线路相间运行,导致企业内部配电不平衡,无法产生自由电能,从而增加了故障的可能性,在一定程度上增加了企业财政支出。
2 纺织企业高压配电系统不平衡的解决措施
为了更好地满足纺织企业各机械设备用电以及平衡内部供、配电,本研究针对纺织企业机械电源问题,提出下列改造措施。
2.1 使用最先进的设备、材料
要针对纺织企业各部门用电情况来确定其电压负荷。在计算纺织车间各设备负荷的时候,可以采用系数法,计算出其总有功功率为P=2803kW,无功功率Q=2289kW,取同时系数KΣP=0.87,KΣP=0.97,则380V线路上的总计算负荷:有功计算负荷P30=0.87×2803=2438(kW);无功计算负荷Q30=0.97×2289=2220(kW);视在计算负荷S30=3320(kW);同理,可以计算出印染车间的总负荷P30=1800(kW);无功计算负荷Q30=1960(kW);视在计算负荷S30=2661(kW)[1]。
要想平衡高压供配电,就必须更新现有的高压供配电设备以及材料。在纺织企业中主要采用两路进线的方式,如果将两条输入线改为一条,并添加一个自动备用电源输入设备来控制两条进出线,那么将可有效控制设备在使用高压电时的安全性。因此,要增大两路进线的开关、母排、限流电抗器、洛埠变电站的开关、电缆等的容量。
待到所有设备、材料改造完成后,就不会存在供配电不平衡的问题了。但是,这样需要改造、更新的地方较多,工程量较大,需要耗费的时间较长,并且投资较大。此外,依据电力公司对电力系统的控制需求,企业在改建的时候需要上报电力公司,并委托其对电力系统进行设计、施工、采购,在这样情况下,需要耗费的资金较多,企业需要慎重考虑。
2.2 增设一个母联开关
热电高压配电室6MW发电机I段与12MW发电机III段之间增加一个母联开关。换言之,在6MW发电机的I段增加一个121# 柜(2000A),作为6MW发电机I段和12MW发电机III段之间的母线联络开关。该电缆用于引接6MW发电机一段上的246# 高压柜(电抗器电缆柜),6WM发电机一段与12MW发电机三段之间的2# 母联开关共用一个电抗器。柜内每段30W断路器均采用微机保护,柜内每段30W断路器均采用微机保护,以提高保护的可靠性。微机保护装置采用符合国家使用标准的合格产品,使6MW发电机的Ⅰ段、3MW发电机Ⅱ段和12MW发电机的Ⅲ段的两个段相互对调[2]。段之间可以互相联络,可以更方便地根据2路进线和电机负荷的情况,决定6WM发电机的Ⅰ段接哪一条路进线,以调整两条进线负荷,最大限度地利用了自发电的功率。采用这样的方法,纺织企业可以依据自己的需要来进行设计与实施,相对来说工程量较少、周期较短、投资少,并对公司的生产不会造成大的影响。
2.3 高压配电所装设隔离开关
根据纺织企业在高压室的Ⅱ段上接2# 进线负荷特点,其配电所一般采用的是10kV电源进线,分两路进行电力输送,一方面是市场用电系统,另一方面是单位高压联络线,此类一般都作为备用电源。考虑到检修时进线开关两端可能会影响高压电的来源,为了有效保证工作人员的安全,在开关的两侧均安装有高压隔离开关。在高压配电中心的母线,一般将采用单段母线制,这样,在电源失电的情况下,通过激活触点可以保证正常供电[3]。高压配电站输出线经隔离开关进入变电所车间,高压配电站的应用电源和驱动开关的使用非常简单方便。此外,高压断路器配有继电保护装置,在短路或过载情况下能自动循环,当电路出现故障或者是异常的时候,能迅速自动合闸,给维修工人提供安全、可靠的维修环境,减少维修过程中不必要的麻烦,节约维修时间,切实提高用电率。
2.4 车间变电所供配电系统
高压配电室中设有高压保护装置、测量仪表、电气开关板等,能全面控制变电所传输出来的高压电流,从而利用低压变压器与配电装置进行改变,再输送出适合纺织企业机械设备使用的电流[4],如图1所示。低压侧线路由变压器、发电机和母线分开。总负载连接到I线,主负载连接到I线,ATS安装在总线的中间。正常供电城市将直接用电来承担所有负荷时的主负荷和第二负荷,将直接断开电源,对用电实行保护。
图1 低压侧线图
电力变压器是变电站中最重要的设备,除满足基本的工作性能、质量和可靠性外,根据企业的实际情况,还必须满足预防火灾和节能的要求。依据纺织企业机械设备特点要求,一般选择S9系列的变压器。纺织车间采用2台S9-2000/10/0.4kV机型,印染车间采用3台S9-1000/10/0.4kV机型。
2.5 高压供配电设备选择
10kV高压配电室采用金属铠装式中央开关柜,配真空手道机,尺寸紧凑,安装平台安全。断路器采用真空开关,可满足选择组合。变压器车间内,低压开关箱采用GCK系列箱体,保证了可靠性、安全性和结构紧凑,输出电路多,占用少,模块化,维护方便。标准备用柴油发电机可在同一型号箱体内选择500kW备用功率,转速1000~1500r/min,采用闭式水循环冷却方式,无刷自动励磁装置,体积小、重量轻,运行可靠。
3 结语
纺织企业高压供配电系统要追求可靠、实用、经济效用,随着我国信息技术不断发展,智能控制方面有了新的突破,在后续研究中,要着重利用现代化智能技术去革新升级现有的供配电系统,从而让纺织企业高压供配电系统更加安全可靠、经济实用。