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水泥厂供配电系统设计研究

随着水泥工业自动化程度的不断提高,用电设备对电力供应的质量、稳定性、安全性要求越来越高,提供高质量、高可靠性的电力供应,是电气设计的最基本要求。且随着水泥工业技术的不断发展,一些新的工艺、技术被应用到实践中,也将改变原有的设计要求,例如水泥窑烟气余热发电技术的应用,将改变原有水泥厂总降变电站只作为用电单位的设计模式。对总降一次系统设计及二次系统设计都会产生影响。本文将对供配电系统设计中的遇见的新问题进行叙述,并提出合理、有效的解决方法,希望对促进该设计技术的不断进步,可以起到促进作用。

1水泥供配电系统设计应该达到的要求

配电系统的安全性、可靠性是水泥厂乃至各行各业稳定生产的重要保证,如果其设计的不合理,就会对后期的生产、运行、甚至人身安全带来隐患,因此加强对供配电系统的规范化设计非常重要。设计时严格按照规范要求,对于规范中的强制性条文必须执行,严把安全底线。随着我国能源消耗的持续增加,我国的能源供给情况越来越紧张,因此加强配电系统的节能设计有助于降低企业生产过程中的电力消耗,达到降低水泥企业经营成本的效果。

2当前供配电系统设计中的仍存在的一些问题

2.1水泥窑烟气余热发电技术的应用,使得水泥厂的电力供应改为由电网和余热电站发电机共同提供,余热电站能提供水泥生产线近三分之一用电量,因此在新建的水泥线当中应充分考虑余热电站的发电量,适当降低主变的容量,同时在总降变电站配置无功补偿装置时,应考虑余热电站发电机发出无功功率的补偿作用,适当降低总降变电站无功功率补偿的容量,降低设备的采购成本,主变容量减小,主变得运行损耗同样降低,企业的运行费用亦降低。2.2在水泥厂的建设工程中,电缆的采购成本约占整个电气设备及材料总价的三分之一到二分之一,电缆的截面的选型及电缆敷设直接影响电缆的采购成本,合理选择电缆截面积,优化电缆敷设路径,对工程建设的投资有很大意义。设计人员在设计时对低负荷,或运行频率低的设备一味的选用大截面电缆,或者对一些电流不大非主要回路的设备,错误的应用经济电流密度进行电缆选型,或者对主要的配电回路选用的经济电流密度不合理,没有区分发电企业,用电企业、高电价企业,低电价企业等原因造成电缆截面选择偏大,或在设计电缆敷设路径时,没有考虑其他工艺设备的影响,造成图纸上路径与现场实际现状不符,而安装公司按图施工未能和设计人员沟通协调,造成电缆敷设迂回,路径加长,造成浪费。2.3水泥厂照明设计中为节约灯具的一次投入成本选用高耗能或不节能灯具,这些灯具虽然发光效率、照度或者寿命能满足工程需要,但对于企业长年累月的生产来说,灯具的高耗能,对企业运行不经济。

3对上述问题提出改进措施和建议

3.1主变的容量选择要考虑余热电站发电机稳定运行的能力,如果余热电站稳定运行能力强,其年运行小时数能能达到水泥线的运行小时数,并考虑其发电负荷的波动因素,在水泥厂总的计算负荷中适当减去发电负荷,依此选择主变容量,可以达到很好的经济效益;另外对电容器的补偿要全局考虑,精确计算,对高压母线的补偿、低压母线的补偿、单台电动机的就地补偿,发电机的无功输出、大型电机的变频器使用情况逐一考虑,避免电容器的不足和过度配置,补偿容量不足造成功率因数下降,输电线路损耗增大,电网电压下降;过度配置补偿装置会造成投资增加,并且增加了供电系统的故障隐患点。因此充分计算、合理配置,在配有余热电站的情况下,避免过度配置亦很重要。3.2减少电缆投资,亦是减少有色资源的浪费,因此在供配电设计中,优化电缆敷设路径缩短供电距离,对减少电缆投资至关重要,首先要做到变配电室布置尽量靠近负荷中心,充分的与工艺专业、总图专业沟通,优化配电室的布置,优化室外电缆沟、管,桥架的布置,使得电缆的总敷设量降低,二是电缆敷设路径尽可能使用三维软件设计,能对工艺设备的布置一目了然,优化电缆桥架、电缆沟的走向,避免和工艺管道及设备冲突,在施工中变更路径,造成电缆长度增加;三是精确计算每个设备的工作电流,了解用电设备运行方式,合理选择电缆的截面积,节约有色金属,减少资源浪费,降低建设成本。3.3在水泥厂的照明系统设计中,我们可以采用太阳能板照明灯,这些灯白天利用。太阳能来进行充电,晚上通过释放白天存储的电能来照明,这会大大降低在照明上消耗的电能。对于无法使用太阳能照明系统的地方,我们应该使用节能效果较好的节能灯具。当前LED照明设备广泛使用,其采购成本已大为下降,在相同照度的情况下,使用LED灯能降低二分之一到三分之二的能耗,其节能效果显著如果企业采用它作为照明设备,无疑能大大降低运营成本。

4结语

随着我国水泥工艺和电气设备技术的不断进步,新工艺和新设备的应用,会使水泥工业的发展越来越节能,越来越高效,电气设计仍需在新的环境下继续不断优化,发现问题,解决问题,为保证企业安全、可靠、稳定的运行做出贡献。

参考文献

[1]吴羽,冯鹏英。高压电气设备的在线检测技术【J】。中国房地产业,2016.

[2]张川,刘乃涛,贺福敏,等。高压电力设备的在线绝缘检测技术【C】。中国石油和化工自动化第十届年会,2015.

[3]沈阳供电公司低压配网建设与改造技术标准【Z】。2016。

[4]京供计。【2002】173,关于调整宅用电指标和配置住宅配电变压器标准的通知【Z】。2012.

作者:罗风立 单位:中信重工工程技术有限公司

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