冶金企業(yè)配網(wǎng)運(yùn)行安全管理與供電可靠性技術(shù)研究

盧 強(qiáng)

（長(zhǎng)沙礦冶研究院有限責(zé)任公司，湖南 長(zhǎng)沙 410012）

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度不斷加快，我國(guó)的電力行業(yè)發(fā)展規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。配電網(wǎng)處于電力行業(yè)中發(fā)電、輸電以及配電環(huán)節(jié)中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，直接與企業(yè)用戶的電氣相連，提供電能。與其他一次能源不同，電能屬于清潔二次能源，且具有瞬時(shí)性特點(diǎn)，因此不能進(jìn)行大量?jī)?chǔ)存。一旦冶金企業(yè)的配電環(huán)節(jié)出現(xiàn)線路故障問(wèn)題，將導(dǎo)致企業(yè)無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。除此之外，電網(wǎng)需要定期維修，維修期間也會(huì)出現(xiàn)供電中斷的情況。面對(duì)各行業(yè)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性要求越來(lái)越高的情況，關(guān)于電網(wǎng)供電可靠性技術(shù)以及運(yùn)行安全管理的相關(guān)研究受到廣泛關(guān)注。而冶金企業(yè)作為用電量需求較大的用戶，對(duì)企業(yè)配網(wǎng)供電可靠性要求較高。目前，對(duì)于冶金企業(yè)供電可靠性以及配網(wǎng)運(yùn)行安全管理的相關(guān)資料顯示，傳統(tǒng)的冶金企業(yè)供電技術(shù)可靠性較低，無(wú)法滿足企業(yè)與居民用電需求，亟需進(jìn)一步深入探討。

1 設(shè)計(jì)冶金企業(yè)配網(wǎng)供電可靠性技術(shù)

1.1 強(qiáng)化冶金企業(yè)配網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)

企業(yè)配網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是影響供電可靠性的重要因素，只有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的配網(wǎng)才能最大程度上保證可靠供電。配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)參考圖如下圖所示。

圖1 配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)參考圖

其中，數(shù)字1 代表主變電站，數(shù)字2 代表母線，數(shù)字3 代表隔離開關(guān)，數(shù)字4 代表斷路器，數(shù)字5 代表配電變壓器，數(shù)字6 代表分段斷路器。強(qiáng)化冶金企業(yè)配網(wǎng)的首要工作就是對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行工作進(jìn)行規(guī)劃和調(diào)整[1]。企業(yè)配網(wǎng)結(jié)構(gòu)需要與企業(yè)類型和發(fā)展速度相適應(yīng)，以提高供電穩(wěn)定性以及可靠性為最終目的。某冶金企業(yè)各部門電力運(yùn)行情況如下表所示。

表1 某冶金企業(yè)各部門電力運(yùn)行數(shù)據(jù)

根據(jù)上表可知，冶金企業(yè)的配網(wǎng)轉(zhuǎn)供電率的數(shù)據(jù)比較突出，也需要在強(qiáng)化配網(wǎng)結(jié)構(gòu)的同時(shí)及時(shí)調(diào)整規(guī)劃方向。配網(wǎng)強(qiáng)化需從供電能力以及配網(wǎng)轉(zhuǎn)供能力兩個(gè)層面具體實(shí)施，根據(jù)冶金企業(yè)的實(shí)際情況選擇性能較好的環(huán)網(wǎng)以及多回線，采用多分段的連接方式結(jié)合先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)進(jìn)行配網(wǎng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)化[2]。全面預(yù)測(cè)配網(wǎng)網(wǎng)架的荷載范圍，充分考慮冶金企業(yè)用電所屬的變電設(shè)備規(guī)模，內(nèi)部線路的整體布局以及分支線路的接線方式等細(xì)節(jié)問(wèn)題。對(duì)于部分故障率較高的線路，可以在保留現(xiàn)有線路基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出分支線路，在分支線路上添加熔斷器等開關(guān)裝置。在降低線路故障率的同時(shí)，還要保證配網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的其他線路不會(huì)受到運(yùn)行影響，以保證企業(yè)配網(wǎng)的可靠性。

1.2 優(yōu)化運(yùn)行安全管理模式

優(yōu)化冶金企業(yè)配網(wǎng)安全運(yùn)行管理模式是實(shí)現(xiàn)供電可靠性的重要手段。企業(yè)配網(wǎng)的運(yùn)行安全管理主要涉及到的是因停電而造成的企業(yè)用電需求無(wú)法正常供給問(wèn)題，在一定區(qū)域內(nèi)影響企業(yè)的持續(xù)用電。冶金企業(yè)的主要經(jīng)營(yíng)產(chǎn)品包括各種類型的鋼材，停電意味著生產(chǎn)中斷，導(dǎo)致資金和客戶的雙重?fù)p失[3]。冶金企業(yè)的大型重型設(shè)備較多，如圖2 所示，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能化水平也在不斷提高，對(duì)供電可靠性的依賴程度也越來(lái)越深。

圖2 某冶金企業(yè)內(nèi)部設(shè)備圖

對(duì)于冶金企業(yè)的鋼材生產(chǎn)以及進(jìn)出口貿(mào)易來(lái)說(shuō)，停電導(dǎo)致不能按時(shí)出貨，還會(huì)影響對(duì)外的口碑。收集冶金企業(yè)供電設(shè)備的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，規(guī)劃企業(yè)未來(lái)發(fā)展的配網(wǎng)安全運(yùn)行負(fù)荷計(jì)劃，將企業(yè)未來(lái)用電需求較大的部門率先實(shí)施配網(wǎng)安全運(yùn)行管理計(jì)劃[4]。成立相應(yīng)的供電以及用電管理部門，在冶金企業(yè)內(nèi)部完成自檢自修的監(jiān)督管理工作。按照各部門用電需求，建立分布式發(fā)電的模式，穩(wěn)定企業(yè)配網(wǎng)運(yùn)行安全管理模式。冶金企業(yè)的選址通常具備占地面積大且遠(yuǎn)離居民區(qū)的特點(diǎn)，可選擇天然氣發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電以及太陽(yáng)能發(fā)電等其他類型能源[5]。新能源發(fā)電兼具運(yùn)行安全系數(shù)高且環(huán)保節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，能夠在很大程度上優(yōu)化冶金企業(yè)配網(wǎng)的運(yùn)行安全管理模式。

1.3 實(shí)現(xiàn)供電技術(shù)穩(wěn)定可靠

采用先進(jìn)的通信及自動(dòng)化技術(shù)，通過(guò)強(qiáng)化企業(yè)配網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行安全管理模式的途徑，繼續(xù)提升電網(wǎng)保護(hù)性能和電網(wǎng)設(shè)備的可靠性。電網(wǎng)設(shè)備以及電網(wǎng)保護(hù)離不開電網(wǎng)的智能終端應(yīng)用，將大規(guī)模的集成電路技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)以高精度的運(yùn)行處理器為端口，完成電流采樣、諧波分析、電路綜合檢測(cè)等步驟[6]。同時(shí)，應(yīng)用新型測(cè)控設(shè)備，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行設(shè)備和主要輸電線路進(jìn)行綜合監(jiān)測(cè)和功率補(bǔ)償，利用其通訊接口適配范圍廣的特點(diǎn)，將電網(wǎng)保護(hù)和電網(wǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)測(cè)控端口反饋到企業(yè)連接的變電站。經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)匯總和分析呈現(xiàn)給技術(shù)人員，將一些安全隱患及時(shí)扼殺，能夠有效地實(shí)現(xiàn)供電技術(shù)可靠。某冶金企業(yè)供電可靠程度的提升數(shù)據(jù)如下表所示。

表2 某冶金企業(yè)供電可靠程度提升參數(shù)

根據(jù)表2 可以得出配網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和電網(wǎng)安全等相關(guān)領(lǐng)域的可靠性均有一定程度的提升，為實(shí)現(xiàn)供電技術(shù)可靠性提供了可行性。

2 仿真實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

準(zhǔn)備四臺(tái)功率相同的變壓器，將額定電壓設(shè)為110kv，將交流電壓設(shè)為0.3kv、60Hz，電阻設(shè)為1.5，分別進(jìn)行15 組實(shí)驗(yàn)。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示。

表3 企業(yè)供電技術(shù)可靠程度實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，文中供電技術(shù)的可靠程度比傳統(tǒng)供電技術(shù)均提高了2.412%～8.992%不等，因此，文中供電技術(shù)更加有效。

3 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)研究冶金企業(yè)配網(wǎng)安全運(yùn)行管理與供電可靠性技術(shù)，提出具體可行的方法。為豐富學(xué)術(shù)界的相關(guān)領(lǐng)域研究提供了理論基礎(chǔ)，同時(shí)推動(dòng)了整個(gè)電力行業(yè)的安全高效發(fā)展。由于研究環(huán)境與技術(shù)條件有限，文章的實(shí)用性方面還有繼續(xù)提升的空間，細(xì)節(jié)部分有待提高。