钢铁企业供配电系统故障隐患及解决措施

钢铁企业供配电系统故障隐患及解决措施

钟建能

云南曲靖呈钢钢铁（集团）有限公司 云南曲靖 655100

摘要：供配电系统为钢铁企业的生产经营提供了大量的电能支持，为了保障其生产经营各环节都能够得到稳定的电力供应，应当加强供配电系统的稳定性管理，及时发现故障隐患问题，并采取有效的解决措施来防止故障隐患的不利影响。本文结合笔者在钢铁企业供配电系统的管理实际经验，探讨了钢铁企业供配电系统的多种故障隐患，包括电路器、继电保护装置、电缆、谐波电流等方面；并详细分析了这些故障隐患的解决措施。旨在为广大钢铁企业工作者及供配电系统管理者的实际工作提供理论参考，建设出拥有更稳定电能供应的供配电系统。

关键词：故障隐患；钢铁企业；供配电系统；解决措施

钢铁企业的生产经营过程中有较高的耗电量，整个过程中有多个连续、离散的生产环节，且它们彼此相互影响，使得钢铁企业生产需要十分复杂的电能供应系统。国内的许多钢铁企业都有较长的生产历史，其供配电系统随着多年的运行和改造，存在极大的安全隐患。据相关钢铁企业事故统计报告显示，我国各钢铁厂在2019年出现的电气故障问题高达十几起，涉及十多家企业，反映出应当正视钢铁企业供配电系统的电力故障问题，及时发现和排除安全隐患，用有效的整改措施来保障钢铁企业的正常、稳定的生产经营。

1钢铁企业供配电系统故障隐患

1．1电路器、继电保护装置改造不及时

随着我国钢铁企业不断提升生产量和生产效率，也让其供配电系统需要搭载更多重型机械设备，提供更高的电能供应。钢铁企业在不断改造配电网的过程中，也让其中的小型发电机组数有了很大增加，配电网系统中有更高的运行电流。然而，企业原有的电路器、继电保护装置却常常存在改造不及时的问题，面对高电流的新增发电机组时不具备足够的开断能力。这可能会导致电路器难以及时切断供配电系统中的短路电流，继电保护装置也难以及时修改或增加相应的保护功能，导致断路器的爆炸、着火等故障问题。

1．2电缆过热着火

可以将其引发原因归类为：在供配电网系统运行电流不断增加时，原有电缆的热稳定不能满足要求；电缆存在接地点不足等接地故障，未在短路电流出现时给予及时保护；电缆敷设不规范或难以满足系统运行要求，导致电缆运行升温，给绝缘带来破坏。

1．3谐波电流

钢铁企业配电网中新增的电弧炉、大型轧机等电力设备的运行过程中，会产生一定的谐波和无功冲击负荷，影响了配电网系统中多个电能指标的质量。

2钢铁企业供配电系统故障隐患危害及其解决措施

2．1短路电流的危害及解决措施

短路电流即供配电系统有单、双、三相接地短路问题时，在系统中出现的较大的电流。该故障一般是由于建设配电网时所选择的保护性构件及系统构成部分，例如电缆、母线、断路器、电流互感器等，都为依据系统运行需求进行计算和选择。短路电流的危害包括：短路电流会给供配电系统带来很大的运行功率和热能转化，钢铁企业的电力设备和元构件可能因难以应付较高的电流、电热而损坏。短路电流出现时会导致钢铁企业供配电系统的电压骤降，影响了电力设备的正常运行。供配电系统单相短路故障时会造成系统中的不平衡交变磁场，危害了通信线路和电子设备的运行。

为了更好的控制短路电流的危害问题，可以加强配电网的专项改造。根据钢铁企业供配电系统的现有运行需求及预期设计发展，重新计算其中的短路电流，对系统中的各保护性设备和构件部分做好检查。若不满足要求，则应当及时更换。在钢铁企业供配电系统中，最易发生的短路问题是单相短路。尽管三相短路发生几率更低，但它所造成的短路电流和危害能力很大，所以电气设备检验的短路计算应当依据三相短路情况来计算。

2．2继电保护失效的危害及解决措施

供配电系统的继电保护失效主要指短路电流发生时，继电保护装置未能及时调整、切断电路，从而实现电路保护作用。这种问题会导致系统故障危害性增加，给整个钢铁企业带来更大的经济损失。在钢铁企业生产过程中，整体耗电量较大，且不间断生产及部分生产环节中的超高耗电，都使得配电系统需要具备良好的安全性和可靠性，正需要继电保护装置能够及时有效的发挥系统保护作用。

改造配电系统时，应当做好继电保护配置改进，避免继电保护失效带来的危害性问题。具体举措包括：结合配电网改造后的运行方式、可能故障类型等来计算继电保护需求，并选择有适宜灵敏系数的保护装置，制定科学合理的保护方案。简单、易维护、有灵活性的保护装置有利于钢铁企业对继电保护装置的综合管理，一般选择简洁、具有反时限保护的电流保护装置。若配电系统中有电动机增加、电功耗增大，或存在大容量、远距离的二次接线等改造内容，都应当重新计算供配电系统的荷载及电流互感器的二次负载能力，保障电动机能够正常的运行动作，为钢铁企业生产产能的提升提供充盈的电能支持。在电压互感器的安装上，可以不必再设置进线而连接母线GPT，并在进线柜上做好标注，实现精准设计下的简易安装。继电保护故障问题的信号处理上，应当采用故障信号检测和信号传输设备，从而及时发现继电保护的不正常故障，增强对相关设备的保护。一般来说，在检测有自检故障信号后，相连电气设备会立即停止运行，而钢铁企业的值班室接受信号后，会报警提醒处理。

2．3电缆故障的危害及解决措施

作为钢铁企业供配电网中的重要电能传输部分，电缆故障问题既可能使得区域缆线过热而导致火灾，也会因缆线中的高聚物成分燃烧而释放大量有毒气体，给区域的生产经营及工作人员的身体健康带来很大危害。

电缆故障问题的处理一般是通过加强监督检查，及时发现老化、破损、不合格的部位，做好及时有效的处理工作。而在有供配电系统改造工作时，则需要重新计算改造后系统各部分的运行需求，及对电缆工作的需求，及时更换不符合要求的旧电缆，并保障新安装电缆的规范性、合理性和基本性能。

2．4谐波的危害及解决措施

钢铁企业中的电弧炉、轧钢机等设备都会在运行过程中产生冲击性的谐波，给周围其他设备的负荷和供配电系统的正常运行带来很大的影响。谐波会影响电网、电力设备的多种性能，可以概括为以下几个方面：谐波会影响许多供配电系统设备的正常运行，改变系统各部分的运行参数。例如谐波会导致局部电流加大、温度升高，也会增加部分区域的噪声，加剧了变压器、导线和电动机等设备的金属损耗，包括铜损、铁损等。谐波还会干扰电能计量装置的检测精度，加大了继电保护装置的误动、拒动风险，给供配电系统的正常运行带来了一定的阻碍。

可以看出谐波问题给钢铁企业带来的不利影响，可以将抑制谐波的常用举措概括为：在供配电系统中接入谐波滤波器SVC，既能够有效降低电压闪变，也能够用功率因数来吸收高次谐波，实现静止型动态无功补偿性控制。还可以在电网企业中利用有无功补偿、滤波作用的有源滤波器，实现电弧炉、轧钢机等电力设备运行谐波的有效消除，这正是当前钢铁企业实现无功补偿谐波的重要内容。

3 结语

通过以上分析可以看出，钢铁企业的一些老旧供配电设施，可能会在企业生产改造过程中出现不适应问题，加上一些管理隐患，给钢铁企业带来很大故障隐患危害。对此，我们应当正视这些隐患，加强管理和解决措施执行，共同推进钢铁企业的安全性建设，保障我国钢铁企业的可持续发展。

参考文献：

[1]浅谈信息化在供配电系统中的应用[J].陈哲,曹为,王道雄,冉懋君.中国设备工程.2020(06)

[2]电气自动化控制在供配电系统中的运用[J].许武杰.住宅与房地产.2019(31)

[3]电气自动化控制在供配电系统中的运用[J].崔井龙.城市建设理论研究(电子版).2019(15)

作者简介：钟建能 （1969.10-）男 云南武定 傈僳族 大专 电气工程师 云南曲靖呈钢钢铁（集团）有限公司 研究方向:电力系统及其自动化