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1 紡織企業(yè)高壓供配電系統(tǒng)不平衡的原因

在紡織企業(yè)的高壓供配電系統(tǒng)中，常常依靠3個(gè)部分來運(yùn)行。第一部分是在高壓室的Ⅰ段上接1# 進(jìn)線；第二部分就是在高壓室的Ⅱ段上接2# 進(jìn)線；第三部分是在Ⅰ段接上6MW發(fā)電機(jī)，在Ⅱ段接上3MW發(fā)電機(jī)，在Ⅲ段接上12MW發(fā)電機(jī)。變電所包括主變壓器、進(jìn)出接線、高低氣壓配電設(shè)備、繼電保護(hù)控制系統(tǒng)、所用的電源和直流設(shè)備、遠(yuǎn)動通信設(shè)備、中心控制室等。其中，主變壓器、進(jìn)出接線、高低氣體配電設(shè)備等屬一次系統(tǒng)；繼電、控制、直流、遠(yuǎn)動通信等系統(tǒng)屬于二次制。

電變所中最重要的組成部分就是進(jìn)出接線，它影響著變電所的建設(shè)、投資、運(yùn)行、維護(hù)、供配電、性能等。在一般的情況，可以分為集中基本的形式，如單母線、雙母線、半斷路器和環(huán)狀接線。主變壓器是變電所中最主要的變電設(shè)備，其配置與性能將直接決定變電所在經(jīng)濟(jì)、使用、運(yùn)營方面的優(yōu)勢。在一般情況下，變電所的主變壓器電壓在330kV以下時(shí)，一般將采用三相變壓器，具體容量可以依據(jù)預(yù)期使用壽命，一般以5～10年的使用期限來選擇主變壓器。此外，對變電所其他設(shè)備的選擇、地址的選擇以及整體布局也有具體的要求。變電所所采用的繼電保護(hù)分為系統(tǒng)保護(hù)和元件保護(hù)，主要針對變電所的進(jìn)出接線、變壓器等方面進(jìn)行保護(hù)。在兩條輸入線運(yùn)行過程中，輸入負(fù)荷大幅度增加，雖然調(diào)整后兩條輸入線之間的負(fù)荷差有所減小，但由于可調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)移的負(fù)荷較小，兩條輸入線上的負(fù)荷仍然不平衡，特別是當(dāng)接通發(fā)電機(jī)時(shí)，通常會導(dǎo)致一條輸入線的負(fù)載較輕，而另一條輸入線的負(fù)載較重，有時(shí)甚至?xí)^載，有時(shí)甚至?xí)?。這就使得很大一部分的外送電的兩條線路相間運(yùn)行，導(dǎo)致企業(yè)內(nèi)部配電不平衡，無法產(chǎn)生自由電能，從而增加了故障的可能性，在一定程度上增加了企業(yè)財(cái)政支出。

2 紡織企業(yè)高壓配電系統(tǒng)不平衡的解決措施

為了更好地滿足紡織企業(yè)各機(jī)械設(shè)備用電以及平衡內(nèi)部供、配電，本研究針對紡織企業(yè)機(jī)械電源問題，提出下列改造措施。

2.1 使用最先進(jìn)的設(shè)備、材料

要針對紡織企業(yè)各部門用電情況來確定其電壓負(fù)荷。在計(jì)算紡織車間各設(shè)備負(fù)荷的時(shí)候，可以采用系數(shù)法，計(jì)算出其總有功功率為P=2803kW,無功功率Q=2289kW,取同時(shí)系數(shù)KΣP=0.87，KΣP=0.97,則380V線路上的總計(jì)算負(fù)荷:有功計(jì)算負(fù)荷P30=0.87×2803=2438（kW）;無功計(jì)算負(fù)荷Q30=0.97×2289=2220（kW）；視在計(jì)算負(fù)荷S30=3320（kW）；同理，可以計(jì)算出印染車間的總負(fù)荷P30=1800（kW）；無功計(jì)算負(fù)荷Q30=1960（kW）；視在計(jì)算負(fù)荷S30=2661（kW）[1]。

要想平衡高壓供配電，就必須更新現(xiàn)有的高壓供配電設(shè)備以及材料。在紡織企業(yè)中主要采用兩路進(jìn)線的方式，如果將兩條輸入線改為一條，并添加一個(gè)自動備用電源輸入設(shè)備來控制兩條進(jìn)出線，那么將可有效控制設(shè)備在使用高壓電時(shí)的安全性。因此，要增大兩路進(jìn)線的開關(guān)、母排、限流電抗器、洛埠變電站的開關(guān)、電纜等的容量。

待到所有設(shè)備、材料改造完成后，就不會存在供配電不平衡的問題了。但是，這樣需要改造、更新的地方較多，工程量較大，需要耗費(fèi)的時(shí)間較長，并且投資較大。此外，依據(jù)電力公司對電力系統(tǒng)的控制需求，企業(yè)在改建的時(shí)候需要上報(bào)電力公司，并委托其對電力系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工、采購，在這樣情況下，需要耗費(fèi)的資金較多，企業(yè)需要慎重考慮。

2.2 增設(shè)一個(gè)母聯(lián)開關(guān)

熱電高壓配電室6MW發(fā)電機(jī)I段與12MW發(fā)電機(jī)III段之間增加一個(gè)母聯(lián)開關(guān)。換言之，在6MW發(fā)電機(jī)的I段增加一個(gè)121# 柜（2000A），作為6MW發(fā)電機(jī)I段和12MW發(fā)電機(jī)III段之間的母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)。該電纜用于引接6MW發(fā)電機(jī)一段上的246# 高壓柜（電抗器電纜柜），6WM發(fā)電機(jī)一段與12MW發(fā)電機(jī)三段之間的2# 母聯(lián)開關(guān)共用一個(gè)電抗器。柜內(nèi)每段30W斷路器均采用微機(jī)保護(hù)，柜內(nèi)每段30W斷路器均采用微機(jī)保護(hù)，以提高保護(hù)的可靠性。微機(jī)保護(hù)裝置采用符合國家使用標(biāo)準(zhǔn)的合格產(chǎn)品，使6MW發(fā)電機(jī)的Ⅰ段、3MW發(fā)電機(jī)Ⅱ段和12MW發(fā)電機(jī)的Ⅲ段的兩個(gè)段相互對調(diào)[2]。段之間可以互相聯(lián)絡(luò)，可以更方便地根據(jù)2路進(jìn)線和電機(jī)負(fù)荷的情況，決定6WM發(fā)電機(jī)的Ⅰ段接哪一條路進(jìn)線，以調(diào)整兩條進(jìn)線負(fù)荷，最大限度地利用了自發(fā)電的功率。采用這樣的方法，紡織企業(yè)可以依據(jù)自己的需要來進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)施，相對來說工程量較少、周期較短、投資少，并對公司的生產(chǎn)不會造成大的影響。

2.3 高壓配電所裝設(shè)隔離開關(guān)

根據(jù)紡織企業(yè)在高壓室的Ⅱ段上接2# 進(jìn)線負(fù)荷特點(diǎn)，其配電所一般采用的是10kV電源進(jìn)線，分兩路進(jìn)行電力輸送，一方面是市場用電系統(tǒng)，另一方面是單位高壓聯(lián)絡(luò)線，此類一般都作為備用電源?？紤]到檢修時(shí)進(jìn)線開關(guān)兩端可能會影響高壓電的來源，為了有效保證工作人員的安全，在開關(guān)的兩側(cè)均安裝有高壓隔離開關(guān)。在高壓配電中心的母線，一般將采用單段母線制，這樣，在電源失電的情況下，通過激活觸點(diǎn)可以保證正常供電[3]。高壓配電站輸出線經(jīng)隔離開關(guān)進(jìn)入變電所車間，高壓配電站的應(yīng)用電源和驅(qū)動開關(guān)的使用非常簡單方便。此外，高壓斷路器配有繼電保護(hù)裝置，在短路或過載情況下能自動循環(huán)，當(dāng)電路出現(xiàn)故障或者是異常的時(shí)候，能迅速自動合閘，給維修工人提供安全、可靠的維修環(huán)境，減少維修過程中不必要的麻煩，節(jié)約維修時(shí)間，切實(shí)提高用電率。

2.4 車間變電所供配電系統(tǒng)

高壓配電室中設(shè)有高壓保護(hù)裝置、測量儀表、電氣開關(guān)板等，能全面控制變電所傳輸出來的高壓電流，從而利用低壓變壓器與配電裝置進(jìn)行改變，再輸送出適合紡織企業(yè)機(jī)械設(shè)備使用的電流[4]，如圖1所示。低壓側(cè)線路由變壓器、發(fā)電機(jī)和母線分開。總負(fù)載連接到I線，主負(fù)載連接到I線，ATS安裝在總線的中間。正常供電城市將直接用電來承擔(dān)所有負(fù)荷時(shí)的主負(fù)荷和第二負(fù)荷，將直接斷開電源，對用電實(shí)行保護(hù)。

圖1 低壓側(cè)線圖

電力變壓器是變電站中最重要的設(shè)備，除滿足基本的工作性能、質(zhì)量和可靠性外，根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況，還必須滿足預(yù)防火災(zāi)和節(jié)能的要求。依據(jù)紡織企業(yè)機(jī)械設(shè)備特點(diǎn)要求，一般選擇S9系列的變壓器。紡織車間采用2臺S9-2000/10/0.4kV機(jī)型，印染車間采用3臺S9-1000/10/0.4kV機(jī)型。

2.5 高壓供配電設(shè)備選擇

10kV高壓配電室采用金屬鎧裝式中央開關(guān)柜，配真空手道機(jī)，尺寸緊湊，安裝平臺安全。斷路器采用真空開關(guān)，可滿足選擇組合。變壓器車間內(nèi)，低壓開關(guān)箱采用GCK系列箱體，保證了可靠性、安全性和結(jié)構(gòu)緊湊，輸出電路多，占用少，模塊化，維護(hù)方便。標(biāo)準(zhǔn)備用柴油發(fā)電機(jī)可在同一型號箱體內(nèi)選擇500kW備用功率，轉(zhuǎn)速1000～1500r/min，采用閉式水循環(huán)冷卻方式，無刷自動勵磁裝置，體積小、重量輕，運(yùn)行可靠。

3 結(jié)語

紡織企業(yè)高壓供配電系統(tǒng)要追求可靠、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)效用，隨著我國信息技術(shù)不斷發(fā)展，智能控制方面有了新的突破，在后續(xù)研究中，要著重利用現(xiàn)代化智能技術(shù)去革新升級現(xiàn)有的供配電系統(tǒng)，從而讓紡織企業(yè)高壓供配電系統(tǒng)更加安全可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用。