冶金企業配網運行安全管理與供電可靠性技術研究

盧 強

（長沙礦冶研究院有限責任公司，湖南 長沙 410012）

隨著經濟發展速度不斷加快，我國的電力行業發展規模也在不斷擴大。配電網處于電力行業中發電、輸電以及配電環節中的最后一個環節，直接與企業用戶的電氣相連，提供電能。與其他一次能源不同，電能屬于清潔二次能源，且具有瞬時性特點，因此不能進行大量儲存。一旦冶金企業的配電環節出現線路故障問題，將導致企業無法正常運轉。除此之外，電網需要定期維修，維修期間也會出現供電中斷的情況。面對各行業對電網運行的可靠性要求越來越高的情況，關于電網供電可靠性技術以及運行安全管理的相關研究受到廣泛關注。而冶金企業作為用電量需求較大的用戶，對企業配網供電可靠性要求較高。目前，對于冶金企業供電可靠性以及配網運行安全管理的相關資料顯示，傳統的冶金企業供電技術可靠性較低，無法滿足企業與居民用電需求，亟需進一步深入探討。

1 設計冶金企業配網供電可靠性技術

1.1 強化冶金企業配網網架結構

企業配網的網架結構是影響供電可靠性的重要因素，只有結構穩定的配網才能最大程度上保證可靠供電。配電網結構參考圖如下圖所示。

圖1 配電網結構參考圖

其中，數字1 代表主變電站，數字2 代表母線，數字3 代表隔離開關，數字4 代表斷路器，數字5 代表配電變壓器，數字6 代表分段斷路器。強化冶金企業配網的首要工作就是對電網運行工作進行規劃和調整[1]。企業配網結構需要與企業類型和發展速度相適應，以提高供電穩定性以及可靠性為最終目的。某冶金企業各部門電力運行情況如下表所示。

表1 某冶金企業各部門電力運行數據

根據上表可知，冶金企業的配網轉供電率的數據比較突出，也需要在強化配網結構的同時及時調整規劃方向。配網強化需從供電能力以及配網轉供能力兩個層面具體實施，根據冶金企業的實際情況選擇性能較好的環網以及多回線，采用多分段的連接方式結合先進的科學技術進行配網結構強化[2]。全面預測配網網架的荷載范圍，充分考慮冶金企業用電所屬的變電設備規模，內部線路的整體布局以及分支線路的接線方式等細節問題。對于部分故障率較高的線路，可以在保留現有線路基礎上，設計出分支線路，在分支線路上添加熔斷器等開關裝置。在降低線路故障率的同時，還要保證配網結構中的其他線路不會受到運行影響，以保證企業配網的可靠性。

1.2 優化運行安全管理模式

優化冶金企業配網安全運行管理模式是實現供電可靠性的重要手段。企業配網的運行安全管理主要涉及到的是因停電而造成的企業用電需求無法正常供給問題，在一定區域內影響企業的持續用電。冶金企業的主要經營產品包括各種類型的鋼材，停電意味著生產中斷，導致資金和客戶的雙重損失[3]。冶金企業的大型重型設備較多，如圖2 所示，隨著科學技術的發展，智能化水平也在不斷提高，對供電可靠性的依賴程度也越來越深。

圖2 某冶金企業內部設備圖

對于冶金企業的鋼材生產以及進出口貿易來說，停電導致不能按時出貨，還會影響對外的口碑。收集冶金企業供電設備的歷史運行數據，規劃企業未來發展的配網安全運行負荷計劃，將企業未來用電需求較大的部門率先實施配網安全運行管理計劃[4]。成立相應的供電以及用電管理部門，在冶金企業內部完成自檢自修的監督管理工作。按照各部門用電需求，建立分布式發電的模式，穩定企業配網運行安全管理模式。冶金企業的選址通常具備占地面積大且遠離居民區的特點，可選擇天然氣發電、風力發電以及太陽能發電等其他類型能源[5]。新能源發電兼具運行安全系數高且環保節能的優點，能夠在很大程度上優化冶金企業配網的運行安全管理模式。

1.3 實現供電技術穩定可靠

采用先進的通信及自動化技術，通過強化企業配網網架結構和優化電網運行安全管理模式的途徑，繼續提升電網保護性能和電網設備的可靠性。電網設備以及電網保護離不開電網的智能終端應用，將大規模的集成電路技術和數字信號處理技術以高精度的運行處理器為端口，完成電流采樣、諧波分析、電路綜合檢測等步驟[6]。同時，應用新型測控設備，對電網運行設備和主要輸電線路進行綜合監測和功率補償，利用其通訊接口適配范圍廣的特點，將電網保護和電網設備的實時監測數據通過測控端口反饋到企業連接的變電站。經過數據匯總和分析呈現給技術人員，將一些安全隱患及時扼殺，能夠有效地實現供電技術可靠。某冶金企業供電可靠程度的提升數據如下表所示。

表2 某冶金企業供電可靠程度提升參數

根據表2 可以得出配網網架結構和電網安全等相關領域的可靠性均有一定程度的提升，為實現供電技術可靠性提供了可行性。

2 仿真實驗

2.1 實驗準備

準備四臺功率相同的變壓器，將額定電壓設為110kv，將交流電壓設為0.3kv、60Hz，電阻設為1.5，分別進行15 組實驗。

2.2 實驗結果

實驗結果如下表所示。

表3 企業供電技術可靠程度實驗結果

實驗結果表明，在相同的實驗條件下，文中供電技術的可靠程度比傳統供電技術均提高了2.412%～8.992%不等，因此，文中供電技術更加有效。

3 結語

本文通過研究冶金企業配網安全運行管理與供電可靠性技術，提出具體可行的方法。為豐富學術界的相關領域研究提供了理論基礎，同時推動了整個電力行業的安全高效發展。由于研究環境與技術條件有限，文章的實用性方面還有繼續提升的空間，細節部分有待提高。