钢铁厂高压变配电系统设计浅析

武全

宣钢设备能源部 河北 张家口 075100

钢铁厂高压变配电系统作为钢铁厂的核心能量来源，其设计好坏直接关系到钢铁厂的生产经营问题。对钢铁高压变配电系统进行科学合理有效的设计，并落实下来显然意义重大。

1 项目情况

河钢宣钢公司生产组织变化后，公司以提升效益、提档晋级作为工作思路，设备能源部供电作业区执行构建两化融合管理模式，寻求科学技术手段，减人不减产，确保厂内设备稳定运行。原设备能源部供电作业区下辖110kV变电站3各，35kV变电站13个，配电室15个，划分为7个区域，其中大部分无人值守，由于公司生产组织变化，人员减少，风险增大，设备供电问题较多，如何保证在现有职工基础上实现各系统安全可靠、稳定运行是供电作业区的最大困难和挑战。因此目前的设备能源部供电作业区的核心工作是完善高压变配电系统设计，确保变配电系统稳定可靠运行，确保设备供电稳定可靠[1]。

2 项目内容

2.1 优化布局提升效能

出于公司生产组织调整，设备能源部供电作业区人员减少，但工作总量不变的情况下发生一些问题的现实情况，首要任务是对供电作业区的高压变配电设施设备进行整合，实施统一管控。为此成立集控站，在原有运维区基础上进行整合，合并变电站、配电室进行集中管控，调整各站室人员结构，每个班设3人，设站长二人。

集控站设置后，需要采取自动化变配电技术实现各站点的集中调控，因此设计移机过程中同步敷设各变电站至集控站主站的光缆线路，采取点对点通信方式，并对现有电力监控系统进行整合，系统完成安装和调试后，移机条件具备再移机，确保短时间内完成集控站点的建设与使用，实现对所有变电站、配电室的集中监控，移机过程中的老旧硬件，若已经不满足要求，应进行更换。

2.2 自主设计提升可靠性

由于供电作业区负责公司范围内所有设备的电力供应，为了保证供电可靠性，稳定生产，通过分析公司高压变配电系统实际情况，发现系统核心为直流电气设备，所辖三十多个变配电站中负责所有高压开关柜合分的关键设备就是直流，直流设备控制变配电系统的控制回路、信号回路和保护回路，确保在事故情况下设备的有效分闸，其对保障变配电站安全投运以及故障可靠切除至关重要。

因此在集控站集中管控系统设计方案中，加入自动检测告警子系统，公司立足提升效益、提档晋级工作思路，采取青工创新创效活动，激励公司内部职工进行创新创效，实现了自主设计。由于公司所辖变配电站点，原有直流系统部分告警功能缺失，给直流系统造成了严重影响，并最终影响变配电系统的安全运行，因此，通过自主设计实现了直流检测告警系统，思路是先对直流系统进行改造，进而实现对正对地、负对地进行监测，并设计报警控制回路，实现直流系统自动报警。具体设计中，在直流系统中增加绝缘监察继电器以及报警控制电路，实现对系统的绝缘监测，若发生接地自动报警，岗位点检员依托报警信号和集控站调度指令复归，若无法完成复归，则预示着重大故障发生，必须进行马上处理。控制电路中直流绝缘继电器直接连入直流回路，两块直流电压表分别接正、负对地，正常显示值为110V，110V中间继电器与交流接触器辅助点实现交流电压失电保护报警，接触器失电，辅助点闭合，中间继电器启动，交流失压保护信号保持，报警灯亮，蜂鸣器报警。

2.3 故障处置提升成果

由于公司所用电压电气设备长期存在大电流通过现象，其中使用最广泛的梅花触头，经常出现随着温升和故障电流冲击造成稳定程度下降故障，影响正常供电。经过分析发现核心因素在于触头的接触电阻，因此在高压变配电系统设计中，对梅花触头进行了高效的改进设计，在基于原有梅花触头框架尺寸、太阳型环架承受压力的情况下，对现有的凹槽进行重新设计加工，凹槽从原有的5.5mm加宽至8mm，经过对凹槽的调整，使触指从原来的30片增加至37片，接触面积增大，额定电流从1250A上升至1600A，在原有的环形弹簧上，再增加一根，增加捆绑压力。通过上述两项技术措施有效降低了触头动、静工况下的接触电阻，在额定电流作用下，可有效降低触头发热，提升了长时间供电的可靠性[2]。

3 项目效果

通过对公司高压变配电系统进行重新规划设计，挖掘其中的短板，并通过有效的改进设计，实现了更为高效可靠的高压变配电系统，集控站建设实施，作业区合并实现统一管控，所有电力监控数据以及视频系统数据均进入集控主站，在人员减少，工作总量不变的情况下，通过信息技术手段弥补了人员减少带来的影响，并且在电力信息技术支持下，人员岗位进行重新调整，集控站以及维修岗位尽可能地实现了人岗匹配，力量也得到充实。并且向公司以及设备能源部输送了3人次技术人才，若按每年人均支付工资8万计算，降低成本24万。

由于作业区所拥有的信息系统并未进行整体上的升级，只是升级了直流报警，将告警体系进行了完善。若按照整体升级替换的成本来算，直接节约成本20余万，原本因为直流告警缺失而造成直流系统电源问题，得到解决，可节约更换直流系统电源的成本7万余，合计可解决27万余成本，同时告警系统能够满足公司直流系统稳定运行要求，确保了安全稳定供电，后期成本效益更为显著。

梅花触头这一改进型的设计，在高压变配电系统设计上虽然不起眼，但是却起到了非常直观的效果，在测试设计方案时，先期更换的发电机联络柜、并网柜梅花触头均取得了理想效果，发热现象有了很大改善，直接降低了因为温升引起的故障问题，提高了设备运行的稳定性可靠性。在成本方面可直接节约10万元。

4 结束语

综上所述，从钢铁厂高压变配电系统实际出发，结合钢铁厂生存发展实际，对高压变配电系统进行合理有效的设计规划，对于钢铁厂的发展有着巨大意义，因此重点应当去结合钢铁厂实际，基于现有技术手段梳理原本变配电系统中的短板，进而针对性地进行设计改造，助力转型升级。