倪洪磊，曹 玥

（天津中發(fā)機電技術(shù)有限公司，天津 300384）

0 引言

鋼鐵企業(yè)是高能耗生產(chǎn)企業(yè)，生產(chǎn)工序多且繁瑣，生產(chǎn)過程中上、下道工序關(guān)聯(lián)緊密，各工序的供電系統(tǒng)相對復雜。目前，鋼鐵企業(yè)產(chǎn)能規(guī)模不斷擴大、生產(chǎn)工藝及環(huán)保設(shè)施升級改造帶來的用電設(shè)備增加、為回收可利用能源而建設(shè)的發(fā)電系統(tǒng)、為降低電站運行費用采取的無人值守等，這些因素都在增加或改變著鋼鐵企業(yè)變電站的供電負荷、系統(tǒng)配置和運行管理模式。由于鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)流程長、工序多，因此變電站數(shù)量多，且高壓用電設(shè)備多、負荷波動大、線路環(huán)境復雜，這些特點導致了鋼鐵企業(yè)在供配電系統(tǒng)的設(shè)備運行、操作、維護等方面存在著較大的事故和安全隱患。如何做好鋼鐵企業(yè)供配電的運維，及時處理供配電系統(tǒng)的故障和問題是本文討論重點。

本文結(jié)合鋼鐵企業(yè)供配電系統(tǒng)運行的現(xiàn)狀，系統(tǒng)分析了鋼鐵企業(yè)供配電的特點以及普遍存在的問題，從系統(tǒng)運維及管理方面提出了供配電系統(tǒng)故障應對措施，以期提高鋼鐵企業(yè)供配電系統(tǒng)的安全運行及故障快速處理的能力。

1 鋼鐵企業(yè)供配電的特點及存在的問題

1.1 鋼鐵企業(yè)供配電特點

鋼鐵企業(yè)供配電的特點是企業(yè)建有自發(fā)電系統(tǒng)、獨立組網(wǎng)、負荷波動大以及供電可靠性要求高等。

（1）鋼鐵企業(yè)在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的可利用能源，企業(yè)可以充分地利用生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的富裕蒸汽、壓差、溫差、可燃氣體等進行自發(fā)電。企業(yè)自發(fā)電：一是充分進行能源回收，降低生產(chǎn)成本；二是提高企業(yè)的供電可靠性，企業(yè)通過建有自發(fā)電設(shè)備，與外部電網(wǎng)進行連接，形成企業(yè)電網(wǎng)，保障企業(yè)生產(chǎn)用電。

（2）鋼鐵企業(yè)供配電系統(tǒng)內(nèi)部是相對獨立的。一般外電網(wǎng)電源進入廠區(qū)，經(jīng)各級供配電系統(tǒng)調(diào)壓后分別接入廠內(nèi)35kV或10kV電站，廠內(nèi)各級電站數(shù)量大、分布廣。由于鋼鐵企業(yè)高壓用電設(shè)備多，對供電設(shè)備、用電設(shè)備的穩(wěn)定性要求較高，設(shè)備一旦出現(xiàn)故障，對供電系統(tǒng)影響較大。

（3）鋼鐵企業(yè)的工藝設(shè)備有的單機容量較大，啟動頻繁，用電負荷波動大，如：電爐、熱軋機等。這些設(shè)備在生產(chǎn)過程中負荷具有周期性的變化，頻繁地啟動形成對電網(wǎng)的沖擊。

1.2 鋼鐵企業(yè)供配電系統(tǒng)存在的問題

鋼鐵企業(yè)由于供配電系統(tǒng)故障造成的生產(chǎn)事故不斷發(fā)生。小的事故可造成單臺設(shè)備停機，形成生產(chǎn)過程中斷；如果形成區(qū)域性的停電，將造成生產(chǎn)線的停機，不僅造成重大經(jīng)濟損失，還會威脅到設(shè)備與人身安全。因此保證供電安全，及時發(fā)現(xiàn)和快速處理故障是保證企業(yè)連續(xù)生產(chǎn)的基礎(chǔ)。

1.2.1 供電設(shè)備原因引起的故障

在變電站，其一次設(shè)備主要有變壓器、母線、高壓斷路器、隔離開關(guān)、電容器、避雷器、電抗器等。二次設(shè)備主要有繼電保護、測控、自動、計量、自動化系統(tǒng)以及為保證設(shè)備正常動作而配備的直流電源裝置等。一次設(shè)備在變電站長期的運行中，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都將造成停電事故，如：變壓器絕緣性能的下降及保護動作、高壓斷路器與隔離開關(guān)的操作機構(gòu)失靈等。二次設(shè)備的可靠性更是直接影響供電安全，如：二次設(shè)備的保護不正確造成動作、保護定值不匹配造成的越級跳閘、保護裝置的鏈接狀態(tài)故障、抗電磁干擾性差、保護誤動與拒動等。這些供電設(shè)備隱患使得鋼鐵企業(yè)供配電系統(tǒng)發(fā)生故障的幾率大幅增加。

1.2.2 供電系統(tǒng)外網(wǎng)線路故障

鋼鐵企業(yè)由于裝機容量大，占地面積大，所以供電外部線路的特點是：線路長、電纜容量大、線路走向復雜、線路所處的環(huán)境差等，電纜敷設(shè)一般采用地下（管、溝、直埋）或電纜通廊等方式。如果某一線路發(fā)生接地、短路、斷路等故障，較大的短路電流將導致電纜溫度迅速升高，極易發(fā)生火災事故。同時會對一同敷設(shè)的其他電纜造成損壞，而使事故擴大，導致停產(chǎn)，從而造成經(jīng)濟損失并產(chǎn)生安全隱患。

1.2.3 大型用電設(shè)備沖擊負荷引起的故障

鋼鐵企業(yè)有許多大型用電設(shè)備，在生產(chǎn)運行中這些大型用電設(shè)備會產(chǎn)生較大的諧波，并產(chǎn)生無功沖擊負荷。這些諧波的產(chǎn)生使得供電系統(tǒng)的運行狀態(tài)、供電質(zhì)量下降，同時也易造成供電設(shè)備故障。

1.2.4 巡檢不到位與操作不當引起的故障

變電站值守人員在對設(shè)備巡檢中，不能按要求進行巡視，往往流行于形式，對運行設(shè)備潛在的故障風險掌握不夠，從而造成供電設(shè)備帶著隱患運行，極易發(fā)生供電事故。另外在員工的日常操作中，存在著習慣性違章、麻痹大意的行為，對安全法規(guī)、操作規(guī)定、技術(shù)要求等各項管理制度不能嚴格執(zhí)行。隨著科技的進步和供電設(shè)施裝備水平的提高，員工對電站的一些高科技設(shè)備不熟悉，不能熟練運用和操作，特別是隨著電站綜合自動化系統(tǒng)的應用，對供電系統(tǒng)的運行監(jiān)視、報警處理等掌握不夠。

1.2.5 無人值守電站管理模式問題

一個中型鋼鐵企業(yè)，35kV和10kV變配電站多達幾十座，企業(yè)對這些電站的管理一般是采取無人值守、定期巡檢、統(tǒng)一調(diào)度的運行模式。這種運行模式的優(yōu)點是能夠?qū)崿F(xiàn)專業(yè)化集中管理，但也存在弊端。由于鋼鐵企業(yè)的高壓電機數(shù)量多、容量大，一般高壓設(shè)備的啟停都由生產(chǎn)廠負責，很多設(shè)備都是連鎖遠程啟動，聯(lián)系確認環(huán)節(jié)較多。在設(shè)備檢修時，停電、確認、掛牌等，需多部門專業(yè)人員聯(lián)系確認，如果出現(xiàn)故障跳閘，處理時需多部門專業(yè)人員聯(lián)合查找、處理，因處理故障中各環(huán)節(jié)的交叉，使得處理時間被動延長。

2 鋼鐵企業(yè)供配電系統(tǒng)故障應對措施

2.1 加強變電站設(shè)備的管理

2.1.1 嚴格變電站設(shè)備操作

變電站的設(shè)備一般有四種狀態(tài)：一是運行狀態(tài)，這些設(shè)備處于帶電狀態(tài)或通過操作即可帶電；二是熱備狀態(tài)，正常時斷路器斷開，隔離開關(guān)處于合閘位置，需要時即可操作通電，進入運行狀態(tài)；三是冷備用狀態(tài)，是指設(shè)備在斷開位置；四是檢修狀態(tài)，設(shè)備斷電并處于接地狀態(tài)，一般保護退出，并有明顯的檢修標志。

根據(jù)這些設(shè)備的狀態(tài)，當某臺設(shè)備需要轉(zhuǎn)換狀態(tài)時，就需要進行操作（我們稱為倒閘操作），這些操作包括一次設(shè)備的分合操作、保護裝置與安全自動裝置狀態(tài)的改變、保護定值的調(diào)整等。這些操作必須遵守操作基本原則，如：被操作設(shè)備的書面確認、操作過程順序、安全裝置是否正常等。同時對操作人員的操作過程也有較高的要求，如：操作制度的執(zhí)行、嚴格執(zhí)行操作與監(jiān)護的職責、操作設(shè)備的確認、事故狀態(tài)下的穩(wěn)準操作與防止事故的擴大等?？傊?，設(shè)備操作是電站安全運行的基本保證，也體現(xiàn)了操作人員的技術(shù)水平。

2.1.2 加強變電站設(shè)備的巡視檢查

變電站的巡視檢查是保證變電站安全運行的基礎(chǔ)工作。通過設(shè)備定期巡視檢查，值班人員就掌握了設(shè)備的運行狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)異常，就可及時采取相應措施處理故障隱患，減少供電事故發(fā)生、縮小事故范圍、降低經(jīng)濟損失。巡視的種類一般分為正常巡視、全面巡視、特殊巡視等。

設(shè)備巡視檢查一般通過目測法、耳聽法、鼻嗅法、手觸法等發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的缺陷與隱患。值班人員通過定期巡視、檢查，觀察設(shè)備的外觀有無異狀，如：設(shè)備顏色有無變化，設(shè)備的表針指示、聲音、氣味是否正常，設(shè)備周邊有無雜物，設(shè)備本身或連接導電體溫度是否正常，設(shè)備運行狀態(tài)的參數(shù)變化是否在正常的范圍之內(nèi)等，來判斷設(shè)備的運行是否正常。

為確保設(shè)備正常安全運行，巡視檢查制度應明確規(guī)定檢查的項目及內(nèi)容，巡視周期和檢查的路線，并做好明顯的標志。巡視檢查的路線應根據(jù)設(shè)備區(qū)域以及電氣設(shè)備的檢查項目和內(nèi)容制定。巡視檢查要做好記錄，防止漏查，要穿戴好勞保用品，檢查工器具要保證完好，巡視過程中嚴禁做與巡視無關(guān)的工作。

2.2 加強外部供電線路檢查和維護管理

2.2.1 加強外部供電線路檢查

對外部供電線路，首先要有明顯的標識，維護人員要對線路的敷設(shè)走向位置明了，對線路環(huán)境清楚。在線路巡視中，要檢查線路周邊是否有開挖、積水、高溫、異味、碾壓、蓋板缺失或變形等異常情況，并做好檢查記錄，確保線路的運行環(huán)境。其次，做好線路的運行監(jiān)控，掌握線路的電流、溫度、絕緣等情況。再次，嚴格按要求進行絕保試驗、直流電壓試驗等。通過巡查、監(jiān)控、試驗保障外部供電線路的穩(wěn)定運行。

2.2.2 加強外部供電線路的維護管理

首先要防范線路的外力破壞，特別是施工挖掘?qū)€路的破壞，對需要在線路上或周邊施工作業(yè)的，要制定嚴格的管理辦法。其次加強線路清掃防腐，對電纜溝、電纜頭等位置處的積水、易燃物等要清理干凈。再次，嚴格按要求做好電纜線路的防火涂料、防火墻等措施，特別是進出變電室、地下隧道、電纜通廊等場所的部位；對處于高溫環(huán)境下的電纜要有隔熱措施。

2.3 優(yōu)化鋼鐵企業(yè)電站運行與管理模式

對鋼鐵企業(yè)高壓電站的安全運行，需解決兩個問題：一是保證電站的安全運行，二是供電管理與生產(chǎn)部門的協(xié)調(diào)問題。

2.3.1 完善電站的軟硬件設(shè)施

鋼鐵企業(yè)的變電站雖然數(shù)量大，但位置相對比較集中。目前，隨著互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，對供配電系統(tǒng)的運行狀態(tài)實現(xiàn)了全方位的監(jiān)控，對供配電系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)、異常預警、報警記錄、質(zhì)量分析、運行環(huán)境、分析報表等進行全面的監(jiān)測，并實現(xiàn)了對配電設(shè)備實施“四遙”操作（遙控、遙調(diào)、遙信、遙測）等。這些功能為供配電系統(tǒng)電站無人值守的可靠性提供了保證，在完善硬件的基礎(chǔ)上，通過軟件的強大功能，實現(xiàn)電站無人值守運行模式是完全可行的。

2.3.2 加強供電管理與生產(chǎn)部門的協(xié)調(diào)

在無人值守電站集中于電力調(diào)度的管理模式下，為保證設(shè)備的正常運行，首先，電力調(diào)度人員要對生產(chǎn)工藝用電設(shè)備有充分的了解，要能夠通過運行數(shù)據(jù)分析設(shè)備的運行狀態(tài)。第二，嚴格按相關(guān)要求定期對供電設(shè)備進行巡檢，并做好記錄。第三，嚴格執(zhí)行生產(chǎn)聯(lián)系制度，無論是故障狀態(tài)還是檢修狀態(tài)，都要嚴格按照停、送電制度進行，特別是故障停車時，即要檢查供電系統(tǒng)設(shè)備，更要檢查用電設(shè)備狀態(tài)。第四，加強供電管理與生產(chǎn)部門的聯(lián)系，調(diào)度人員要嚴密監(jiān)視設(shè)備啟、停操作過程和設(shè)備啟動后的運行狀態(tài)，特別是對關(guān)鍵大型設(shè)備運行的監(jiān)視。第五，重視報警信號，特別是一些輕故障報警，要及時處理，防止事故擴大。

3 結(jié)語

變電站的運行、維護和管理是鋼鐵企業(yè)供電管理部門的一項重點工作，也是整個鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)運行的重要保障環(huán)節(jié)。因此需要強化變電站運行、維護管理人員專業(yè)和安全知識的培訓，嚴格規(guī)范變電設(shè)施的技術(shù)操作規(guī)程，建立、健全變電站運行的有關(guān)管理制度，加強供電管理部門與生產(chǎn)部門的溝通聯(lián)系，促進供配電系統(tǒng)的良好運行。

本文根據(jù)鋼鐵企業(yè)供配電系統(tǒng)現(xiàn)狀和特點，梳理了鋼鐵企業(yè)供電系統(tǒng)故障類別和故障引發(fā)的后果，重點分析了故障產(chǎn)生的原因。為提高鋼鐵企業(yè)供配電系統(tǒng)的安全運行及故障的快速處理能力，本文提出了加強變電站設(shè)備的管理、加強外部供電線路檢查和維護管理、優(yōu)化鋼鐵企業(yè)變電站運行與管理模式等應對措施，以期為鋼鐵企業(yè)供電管理部門與生產(chǎn)部門提供參考和借鑒。