浅议大中型水泥厂中压配电系统的配置及节能措施

浅议大中型水泥厂中压配电系统的配置及节能措施摘要：本文以沙特NRCC6000t/d水泥生产线为例简述了水泥厂中压配电系统的架构情况，以及中压柜、变压器、中压断路器及电动机的选择，在节能减排方面的考虑措施。Abstract：Thearticledescribesframestructureofmedium-voltagesystem,selectionofmedium-voltagecabinet,transformer,medium-voltagebreakerandelectric-motoraswellasmeasureforenergesavingandemissionreducingforcementplantwithanexampleofSaudiArabiaNRCC6000t/d.关键字：中压配电系统中压柜真空断路器SF6断路器变压器变频器无功补偿节能减排引言NRCC6000t/d水泥生产线位于沙特阿拉伯北部，处于炎热干燥得的沙漠地带。本文主要结合NRCC6000t/d水泥生产线介绍大型水泥厂的中压配电系统，考虑实际需求，通过合理的选择变压器、中压柜、断路器以及使用变频器和动态无功补偿装置。实现生产达标和节省成本及能源的效果。中压配电系统2．1电压选择该项目电源引自业主自备的重油发电厂，电厂出线电压等级为13.8KV，60HZ，容量7*7000kW。由于中压进线电压已经确定为13.8KV（不可更改），在设计的时候我们选择中压配电电压为13.8KV，中压电机采用13.8KV供电。2．2接地方式电网中性点接地方式与电网的电压等级、单相接地故障电流、过电压水平以及保护配置等有密切关系。电网中性点接地方式直接影响电网的绝缘水平，电网供电的可靠性、连续性和运行的安全性，以及电网对通信线路及无线电的干扰。接地种类电力系统常用的接地方式有中性点有效接地系统、中性点非有效接地系统两大类。接地种类有中性点直接接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经电阻器接地、中性点不接地四种。下面主要介绍中性点经电阻接地：该系统中至少有一根导线或一点（通常是变压器或发电机的中性线或中性点）经过电阻器接地。（1）中性点经高电阻接地。高电阻接地方式以限制单相接地故障电流为目的，电阻阻值一般在数百~数千欧姆。采用高电阻接地的系统可以消除大部分谐振过电压，对单相间歇弧光接地过电压具有一定的限制作用。单相接地故障电流小于10A，系统可在接地故障条件下持续运行不中断供电。缺点系统绝缘水平要求较高。主要用于发电机回路。（2）中性点经低电阻接地。6~35KV主要由电缆线路构成的送、配电网络，单相接地故障电容电流较大时，可采用低电阻接地方式，电阻阻值一般在10~20Ω，单相接地故障电流为100~200A。低电阻接地的优点是快速切除故障，过电压水平低，可采用绝缘水平较低的电缆和设备。但应考虑供电可靠性要求、故障时瞬态电压、瞬态电流对电气设备的影响，对通信的影响和继电保护技术要求。该接地方式适用于电缆线路为主，不容易发生瞬时性单相接地故障且系统电容电流比较大的城市配电网、发电厂厂用电系统及工矿企业配电系统。熄中性点接地方少式的选择讨中性点接地方肠式的选择是一慨个涉及电力系器统许多方面的士综合性技术问你题，对于电力崭系统设计与电速力系统运行有屈着多方面的影她响。雅头在选择中性点疗接地方式时应捎该考虑的主要划因素挎：纳1传供电可靠性与自故障范围厕；贯2粗绝缘水平与绝自缘配合丘；赠3舰对电力系统继伍电保护的影响傍；蝴4缘对电力系统通安信与信号系统冠的干扰耐；怜5箭对电力系统稳干定的影响。被箭排该项目中性点稍接地方式选择悦的是中性点童经低电阻接地薄系统刷，单相接地故杯障电流为花200A纺，原因如下路：延1锐该项目采用自括备电厂，容量定为谎7*7000事kW优；贵2据电厂到各中压份配电站的线路宣采用的是电缆醋；禾3觉电网的接地电贫容电流钟比较大正。谎2咏．页3狐想配电方式检根据对供电可糖靠性的要求、皱变压器的容量碎及分布、地理剪环境等情况，泥高压配电系统才宜采用放射式饮，其优点是供伴电可靠性高，界故障发生后影鼻响范围较小，绍切换操作方便陶，保护简单，古偏于自动化，亩缺点是配电线捐路和高压开关帜柜数量多而造圾价较高。怠综合考虑各方奖面因素并经过旅反复论证后，标该项目采用单蛾回路放射式配潜电方式。莲2肚．库4键变压器的选择离变压器的类型锅主要有矮：更1叶油浸式变压器究；三2糕气体绝缘变压扎器叨；馋3段干式变压器。沿油浸式配电变掌压器泥对于一般场合无使用的配电变吧压器常选用油庄浸式配电变压消器。国内，这细种油浸式配电搬变压器在低损炒耗与低噪声、紫高可靠性方面庙已取得较好成己果，尤其是节嫂能降耗方面，骂下面是历年灵来咳1会3.8梯k锯V少配电变压器的印损耗降低对比蜜表育(浪见附险表略)播。亩附炊表本1曲3.8仪k歇V乘配电变压器历刘年损耗水平对娃比病(唱单位类：京W)厦时间铁心材累质燕100kVA侍1000kV石A摘空载损耗负载企损耗空载损耗久负载损长耗棉别196放4富硅钢锋片棕730240座049001驳5000秒197燥3皱硅钢局片洪540210启032501衡3700漏198医6弓硅钢钟片抛320200杏018001筐1600雀199顺5鹊硅钢兔片缩290200研016501哪1600取199罪5芽非晶合与金短851500副450103分00央200择2愈硅钢册片净200150惑011501甚0300轿气体绝缘变压眼器帐以惜SF竭6各为冷却与绝缘柏介质的配电变随压器。这种配搬电变压器在环这保上要求无泄写漏缝，混SF核6巾气体的年泄漏匪率要求伙在汁1拔％以下，因泄远漏访出犬SF巷6处气体会产生温飞室效应，使周株围环境温度提优高。另外，这装种变压器的价负格较贵，仅少愧数变电站或供腥电工程选用。金干式配电变压妄器昼要求防火、防早爆的场所，如收商业中心、机两场、地铁、高夫层建筑、水电换站等，常选用努干式配电变压绸器。选用貌综合上述情况申，考虑价格因添素，誉动力组配电变压器兼采用妥S疏RN肝系列国产涛13.8/0霜.5k物V房油浸式变压器缴，负荷率均特在钢70%~80景%活的经济运行范焦围玉。容量小的照莲明变压器貌（搜<200kV灾A劈）采用干式变呼压器。牺选择理由：经但济性好、损耗姐小、维护简单依及维护费用低红。贝5楼中压开关柜的季选用钩中压开关柜分郊为半封闭式中旷压开关柜、金井属封闭式中压捧开关柜及绝缘浇封闭式室中压开关柜。针3~35K性V禾中压配电装置勉目前以选用金芦属封闭式中压耗开关柜为多数丝，金属封闭式娱开关柜又分为艇铠装式、间隔伙式和箱式三种锤类型框金属封闭式开讨关柜仍以空气姨绝缘为主，其班型式分为固定惹式和移出式两棒种。违固定式中压开三关柜结构简单黄，易于制造，眉相对成本较低扑，但存在尺寸膀偏大和不偏于僻检修维护等因鞭素。汇移出式开关柜错采用组装结构马，产品尺寸精望度高，外形美逗观，且手车小智型化，主开关役可移至柜外，鹰手车可互换，植检修维护方便好。森综合考虑各方酿面因素并经过耍反复论证后，艇该项目采冒用若MV-NEX录战金属铠装忘中置车式中压开关柜犯，电压等级孤为穗17.5K削V叹。翅其特点为：可娘靠的供电连续冤性；简便的安浮装、操作与维京护；运行人员羽的安全；模块由化结构；开关岁柜设计了一系杂列连锁防止操荐作人员误操作钞。奖2然．冷6县中压丽断路器的选择陶目前常见的中脸压断路器有两错种遍：泳1SF涌6扒断路器研；慈2绳真空断路器。SF6断路器复SF荡6绍断路器有许多惭优点，如开断清能力强，连续炊开宅断职次数多，可频堤繁操作，操作弊操音小，无火亿灾危险等，是安一种很好的无阔油化电气。但伏是谣SF侧6回断路器对加工颜工艺、材料要局求很高，产品材价格高；防跃止胸SF广6握气体泄气要求柱高，还需一系孩列辅助补气措标施；也不能完垒全排除爆炸的崭可能；经电弧窗燃烧后的低氯上化合物生成物纸具有剧毒，威皮胁人身安全，俯也易造成环境拌污染井。煤绳因此恭，特SF匙6犬断路器主要用斗于基63K封V运以上直以至坐500K赶V炊的高压超高压杆等级中，多作尝为枢纽电站设铺备，集中地运强行和管理。真空断路器槐真空断路器有页很多优点绘：或1唯不稍燃文、不爆、不污乖染环境、安全无卫生厉；另2忌锹平常维护工作敞量小会；亦3阀阀机械寿命长；企真空断路锤器文200披0迎年已占誓全球芽中压断路器市燃场猾7获0霜％。中压真空断断路器在日本碑几乎拍占宿10倘0处％，在美国和热德国链占情7盗0道％以上姐。选用懒综合上述情况朵，同时考虑到各电压等级的特甘殊性（电压哭为悠13.8K欺V五），我们需用惜的是施耐德公妄司生产窝的新EVOLI复S轮断路器，额定猜电压闸为山17.5K滤V误，短路分断能茂力为吐35KA.范节能减排坟的措施侍随着节能法的醒颁布与实施，专节能作为企业抢增效降耗、降们低经营成本的验重要手段，已体普遍被人们所衬认识和接受，夏在利国利民的窄同时，也有利诱于树立企业社稍会形象，提高锐设备自动化水汪平。始以本例来看，哪即使像沙特这粪样的能源大国严，对节能也有殖着很高的要求手。盲3.1吐中压开关站的絮设置尼配变电所宜靠胖近负荷中心，魔电能稳在汤1唯3.8置k体V陶输送过程中，访高压设备短距茶离有效应用而影实现东节能的效果。笔每个工业企业饶都有其自身的轧工艺特点，水刘泥厂也一样有骆其自身的工艺蜘特点，这一条水泥生产惜线可以分为四康个工艺段丛：疫1糠原料斑破碎边；骑2华生料粉勾磨葱和预热烘；纺3匪窑头烧成惊；诞4袍水泥制备。水冒泥厂的中压设惰备也集中在这豪四个工艺段，既因此分别在原秩料配料、生料更磨、窑头和水比泥磨这四跨处年设置了中压开鱼关站新，电源引自发贱电厂。骗从这四个中压亿开关站到中压因电机的最长距踩离不超过凝10舞0栏米易，从而有效的帮降低四电能损耗。高厂区配电电缆车沿电缆叨廊道远敷设，更进一裳步优化路径，旷节约电缆，从盐而节省大量铜落材。找3梯.2拿偏电气室的设置演全厂共设置国8自个电气室，每拿个电气室到低朝压用电设备的悉距离最据长蝴不超过秆20纯0祥米易，对于长度超患过漏10插0秩米跌的电缆我们在冬设计的时候增津大了电缆截面致以减少电压降培和电能损耗。邻3.3碍中压变频器的皇应用沈在水泥生产过妥程中，电能消脑耗非常大，电胁费在水泥生产估成本中占了很皱大的比例。在罩水泥厂的工艺草设备配置中，执生料和熟料段起风机功率约占引设备功率拾的算30%~40踏%溉左右，所以风闭机的电耗直接宋影响到水泥企秤业的生产成本扭。能控制好风寇机的电尿耗纠,羽特别是大型风平机的电耗，对由降低水泥生产享成浪本映,趴提高企业的经椒济效益是十分钱可观的。由于裂工况、产量的宵变替化皇,寺系统所需的风础量也随之变铸化畅,激风量的调节对狱节能效果影响哲非常大切。控制风机风交量最优方式是拔采用变频器闻。仙N妥R馆C米C饭项目中压风机卧（需要经常调砖节风量）电机用全部采用中压滋变频电机，低裂压需要经常调胁节风量的电机坑均采用变频电讽机，如篦冷机透冷却风机全部称采用变频电机狐，在程序里面艺实现随着篦冷迁机效率的变化惧风机风量自动货调节。毅中压变频器我弓们选用的块是顽1知2素脉冲的变醉频器以减少谐接波对电网的隙干扰夸。工程嫌实践证明夏采用变频以后社节能效果在３系０～５０％川。贯3.4可动态无功补偿羽无功功率不但啦增加线损和设歉备发热，更主移要的是功率因雷数的降低，降形低了电网的有挺功功率，父当叹CO仅S蜓φ渔≈结1唇时容。授有功功湖率戚P凳≈抢S材。动态功率因渐数补偿功能可擦使无功功率近护似跪为急0跨，从而增加电扛网的有功功率冰，减少了无功麦损耗。另外，殊功率因数的改筋善还可节省很与大一部分电网芦容量，直观的码体现在风机电莫机温升降低、哑噪音降低，供蛙电发电机机组蜂温升降低、噪昼音降低、耗油拢量大幅度降低严，大大地延长普设备维修周期端及使用寿命。拾N梅R达C无C顿项目设计艺时对中压定速宵电机采用内了馆电容就地补偿攻，寒在袄发电厂灿侧采用集中泡自动投切饶补偿，将功率淘因素补偿隆到绩0.9岛5榴，在变压器低膨压侧也采用集县中项自动梯补偿将功率因秧数补偿私到唱0.秒9康，从而达到节陪能的目的。榨节能产品的选技用牺：廉节能型变压器粱：橡选赛用甚SR雁N虫节能耐高温变渗压器，基采用杜晌邦厕NOMEX(氏r亏)他纸为基础的绝耻缘系统，在变箩压器严重过载歉的情况下，线挡圈绝缘不会老江化、热击穿，游在使用期间内爬保持极佳的电乱气性能和机械厅性能口。躬以及高、低压宪套管井均采用床全绝缘结构，沃不仅使得外形价尺寸缩小，而拳且能可靠保证谁人身安全，免绣维护，过载能西力强，可寺在费120尸%伶负载下长期安恳全运行。变压密器的器身酷按暂S1遵1次标准设计，空铁载损耗冬比躁S叼9橡降低抖了街30舰%因，噪音低昨于缓46d荣B括。瓜节能型电机矩：此小型电机选怪用蝴Y扑系列节能电机茅，大型电机均号采用国际品牌式的高效节能电柏机，满载效率毒在杯95盗%纷以上。电机均凑满瞎足栗“稳F恶”他级绝缘凭，客“陶B歉”悟级温升，防护辨等咽级跑IP5袋5直。马节能灯具吼：通大量采用光效柳高的节能灯具该，合理布置灯旁具。在中控楼含、办公室踪和电气室采用篇荧光灯；工艺