鋼鐵企業配電系統配電網自動化實現技術分析

云南曲靖呈鋼鋼鐵（集團）有限公司 云南 曲靖 655100

電力能源是現代工業生產和人類生活的主要能源和動力。而鋼鐵企業不能沒有供電系統，鋼鐵企業的供電通常意味著鋼鐵企業設備所需的電能的供應和分配。在鋼鐵企業，電能的重要性在于，在工業生產的電氣化之后，它大大提高了生產效率，提高了產品質量，提高勞動生產率，降低生產成本，降低工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，促進生產自動化。另一方面，電力供應中斷可能對工業生產產生嚴重影響，如對大型設備的損壞，大量產品的老化，人員傷亡等等。為了保證物質安全，可靠的供電，先進的技術和經濟的合理，需要優化鋼鐵企業配電系統的設計。配電系統的設計應該是綜合的，平衡的，考慮到全球的情況下，通過研究負荷性質，容量，合理確定地區供電的工程技術特點和條件，合理確定設計方案。根據建設特點，規模和發展規劃，應該盡快加入，主要是在不久的將來，長期發展。此外，供配電系統應采用符合現行國家標準的高效、低成本和高技術電器產品。因此，可以實現鋼鐵企業安全、可靠、良好和經濟的供電。為了滿足日益增長的電力需求，鋼鐵企業要注重通過改善供配電網絡的基本結構來引進自動化技術，以及有效地為人們的日常生活提供電力。在科技水平不斷提高的情況下，自動化技術在鋼鐵企業的供配電網絡中得到廣泛應用，在發展電力系統方面發揮了重要作用，并為鋼鐵企業的發展提供了機會。

1 鋼鐵企業配電網絡自動化技術概述

自動化分配系統允許與主機和相關的終端機械維護設備連接到工作站點，對服務器進行集中管理，不影響獨立的終端服務。在以前的分配系統中，隔離系統的壽命對分配網絡的運作至關重要。由于環境和人的影響，絕緣設備在工作過程中老化，如果不及時發現和處理，這可能會影響到環境和人的健康。在某種程度上，分配風險增加，不利于分配網絡系統的安全。使用自動分配系統使鋼鐵企業能夠通過計算機智能控制進行數據測量，從而使其能夠進行電測。及時獲得關于配電裝置各部件損壞的信息，方便配電系統服務人員的工作，提高電力網絡系統的使用壽命。此外，在供配電網絡運行過程中采用自動分配技術有助于便利電網的維護和修理，在其中發揮了積極作用，在一定程度上可以保證供電系統穩定運行[1]。

2 鋼鐵企業供配電系統的特點

2.1 用電負荷高度集中、密度大

鋼鐵企業的設備很多，其中大多數是使用電能，是一個高成本、高消耗的行業，2016年，鋼鐵行業的總能源消耗占全國總能源消耗的18%，約占全國總電力消費的13.36%。大型鋼鐵企業的能源消耗占總發電成本的30%，發電成本約占總發電成本的10%。在煉鋼企業電負荷高的情況下，例如寶鋼電網，寶鋼位于富錦路以北和江楊北路以東的寶山區北部。面積大概在15平方公里，主變壓器220kV的總功率為1700兆瓦，工廠內建了一座發電廠，總功率為1200兆瓦，這相當于上海總電力消耗量的10%，幾乎相當于中等城市平均電力消耗量水平。這些年來，由于冶金工業的迅速發展，許多鋼鐵企業進行了大規模的規模改造。而配電系統沒有經過改造，所以主變壓器的負荷急劇增加，其中大多數在極限運行狀態下工作，負荷大，出現故障的頻率很高。

2.2 高電壓、高功率用電設備多

鋼鐵企業因生產需要，擁有大量不同類型的設備，包括普通照明，空調等普通家用電器，以及功率強大的發動機，典型的工業電氣設備，以及電爐，氧氣機和其他超大型電氣設備，因此，電源電壓水平較高，有220kV，110kV，35kV，10kV，6kV，0.4kV等多個等級，配電網的布局復雜。根據不同的電力供應系統，必須使用不同的計算方法來配置各種微型機器的保護裝置。例如：電動機負載一般需要電動機的特殊保護，超過2000kW電動機需要電動機的差動保護配置，變壓器的整流器在安裝保護值時，應配置防止熱量過負荷的保護，并結合變壓器的加熱曲線、過濾器和補償線圈等設備應配置以防電流不平衡或電壓不平衡的情況下加以保護；這類設備在電力系統變電站中是不具備的。因此，在分廠供電管理系統的框架內，它的視察員將不得不應付非常繁重的工作量，而且在目前的情況下，在效率下降的情況下，只有通過自動計算機系統，控制和支持少數檢查員加以輔助，分配供電系統才能得到適當的管理。

2.3 用電設備安全要求高

在上述情況下，電力設備包括大量的高精度，連續的生產負荷，如軋鋼機、高爐、電爐、卸料機等，在電壓急劇下降或電力損耗的情況下，會造成重大經濟損失。例如，冷軋廠的電壓突然下降，工廠停工超過10小時，經濟損失超過1000萬元。在寶鋼三熱軋帶鋼工程項目中，由于整個軋機線是從日本的TMEIC產品借用的，日本對電氣設備的安全要求非常高，因為軋機變頻設備非常敏感，因此，在電壓降到85%以下時，必須刪除電源，而我們的總低壓設定在75%以下。此外，IGBT設備非常敏感和易受傷害，如果電網發生故障，需要排除電力，則必須向IGBT發出指令，為了給它足夠的時間來關閉網絡和關閉開關，并使昂貴的IGBT設備的燃燒復雜化，導致其設備發生損壞等情況，這也導致最低斷電時間增加了100mS，這在電力系統中是被禁止的[2]。

3 鋼鐵企業配電系統配電網自動化實現技術分析

3.1 鋼鐵企業配電系統配電網自動化技術的功能

首先，鋼鐵企業配電網的自動化技術起著數據處理的作用，并在數據一體化方面發揮了積極作用。隨著科技的發展，自動化水平大大提高，自動化技術中的數據處理功能得到進一步加強。目前，鋼鐵企業自動化配電網系統已經能夠使用數據來管理復雜的設施和解決問題。通過建立空間模型的分布過程中的實際問題。同時，數據整合有助于數據交換，通過滿足能源需求，以高峰期形式合理分配能源，減少能源消耗。其次，鋼鐵企業配電網自動化技術能夠提供安全穩定的配電系統。在配電過程中，自動化配電技術可起到自動觀察的作用，對電氣設備的實時運行實行監督，首次發現系統潛在問題，有效避免發生故障，在不損害環境或人類活動的情況下，對人類活動造成的損害進行補救；同時，自動化的分配技術能夠保存數據信息并提供企業決策的完整信息。一旦出現危險信號，該系統就迅速作出反應，并提供安全和穩定的系統，以避免發生事故。

3.2 鋼鐵企業配電系統配電網自動化實現技術支持

基于現代計算機技術的鋼鐵企業配電系統配電網自動化裝置，在現代控制技術和現代通信技術的基礎上，保護和控制變壓器配電站的電力系統，這是傳統的電力自動化模式的重要改革。其應用徹底改變了傳統繼電保護和自動裝置的結構模式，大大提高了變壓器配電站的安全性，減少了機器和人出錯的可能性，減少了復雜維修工作的負擔。在鋼鐵企業配電系統配電網自動化的基礎上，可以繼續在工廠內建立變壓器分配自動化綜合系統，實現全系統自動化。因此，大大降低工廠變壓器系統的運行費用，提高交配工廠系統工作的安全性和經濟性[3]。

4 結束語

隨著20世紀90年代末電氣系統變壓器自動化綜合系統技術的迅速發展，鋼鐵企業綜合自動化系統也把配電網自動化實現技術研究擺在首位，目前正處于實施和發展階段。本文針對鋼鐵企業供電系統特點進行詳細分析，以及它們與電氣系統的不同點，根據這些點對綜合自動分配系統提出了基本的功能要求，特別是描述了相關的特點和特殊的設計需要是如何實現的，這些工作提升了對應裝置的性能和工作可靠性。