論火力發(fā)電廠低壓電氣供配電和設(shè)備安全運(yùn)行

神華準(zhǔn)格爾能源有限責(zé)任公司矸石發(fā)電公司 陳國偉

社會的發(fā)展促使各領(lǐng)域?qū)τ陔娏Φ男枨蟛粩嘣黾樱鹆Πl(fā)電廠在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中的重要性逐漸顯現(xiàn)，這也促使活力發(fā)電廠低壓電氣供電設(shè)備迎來全新發(fā)展，令供配電技術(shù)水平大幅度提升。火電廠低壓供配電設(shè)備組成的系統(tǒng)比較復(fù)雜，在實際操作過程中，由于條件不同，其使用標(biāo)準(zhǔn)和實際效果會有所差異，因此，在處理這樣一個組成復(fù)雜、管理方法困難的系統(tǒng)時，必須保證安全，提高其運(yùn)行效率，使其處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，必須把握當(dāng)前形勢，根據(jù)具體情況明確提出解決方案。由于火力發(fā)電廠設(shè)備較多，并且低壓電氣供配電系統(tǒng)又有較強(qiáng)復(fù)雜性，如何確保供電系統(tǒng)安全成為首要問題。基于此，本文將主要針對火力發(fā)電廠低壓電氣供配電以及設(shè)備的安全運(yùn)行展開相關(guān)探討分析。

1 火力發(fā)電廠低壓電氣設(shè)備以及供配電系統(tǒng)的設(shè)計原則

火電廠的低壓供配電設(shè)備相對復(fù)雜，具體的運(yùn)行過程存在很多差異。因此在操作低壓電力供配電設(shè)備時，應(yīng)明確規(guī)定各低壓電力供配電設(shè)備的實際操作管理，加強(qiáng)各設(shè)備之間的相互配合[1]。按照高質(zhì)量的設(shè)備管理，合理提高低壓供配電設(shè)備的工作效率，根據(jù)對火電廠低壓供配電設(shè)備的監(jiān)督控制，可合理減少不良影響因素對低壓供配電設(shè)備工作造成的影響，從而提高低壓電力供配電設(shè)備的效率，電廠產(chǎn)生更多經(jīng)濟(jì)效益，保證火電廠能夠更快地進(jìn)行安全生產(chǎn)，降低電廠產(chǎn)品成本，加速擴(kuò)大火電廠經(jīng)營規(guī)模。積極改革和創(chuàng)新火電廠低壓供配電設(shè)備管理模式，提高低壓供配電設(shè)備運(yùn)行效率和質(zhì)量，為低壓配電設(shè)備可靠運(yùn)行奠定基礎(chǔ)，在開展低壓電力供配電設(shè)備安全工作的過程中，對已運(yùn)行的設(shè)備隨時進(jìn)行維修和解決，排除可能出現(xiàn)的問題和安全隱患，確保設(shè)備自始至終處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。

低壓變配電系統(tǒng)主要由變配電設(shè)備、發(fā)電設(shè)備及其后備電源組成。其中，有些設(shè)備既屬于變電設(shè)備又屬于配電設(shè)備，如電源開關(guān)。電纜及其接地系統(tǒng)等電力電容器、變壓器等屬于變電設(shè)備范圍，配電設(shè)備線路及其配電柜、配電設(shè)備分柜等屬于配電設(shè)備[2]。每個組件彼此之間不相關(guān)，但也彼此相關(guān)。設(shè)備的功能不同，它們共同激發(fā)了低壓配電系統(tǒng)中的重要功能。如某臺設(shè)備在運(yùn)行過程中出現(xiàn)常見故障，就會影響到整個供配電系統(tǒng)，因此須做好供配電設(shè)備的安全管理工作。

從火電廠供配電系統(tǒng)的具體情況來看，供配電系統(tǒng)的制定和目標(biāo)很容易受到電力系統(tǒng)配電標(biāo)準(zhǔn)和工程項目投資的影響，電氣系統(tǒng)設(shè)計方案的嚴(yán)謹(jǐn)性和合理化，相關(guān)設(shè)計方案人員應(yīng)積極考慮可能存在的影響因素，在遵循配電穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上不斷擴(kuò)大供電范圍，確保電能的質(zhì)量和實際效果能滿足社會意識形態(tài)對電能的真實要求，保證低壓供配電系統(tǒng)的設(shè)計符合用電設(shè)備的具體規(guī)定，從而保證火電廠低壓供配電及設(shè)備運(yùn)行安全系數(shù)和穩(wěn)定性。在低壓供配電系統(tǒng)設(shè)計過程中，應(yīng)確保配電系統(tǒng)布線的便利性和安全系數(shù)，為后續(xù)的安裝和保護(hù)提供便利，在設(shè)計過程中要高度重視用電量的改善，以促進(jìn)火電廠供配電和設(shè)備的可靠運(yùn)行[3]。

2 火電廠低壓供配電系統(tǒng)安全管理現(xiàn)狀

漏電故障。低壓供配電系統(tǒng)在具體運(yùn)行中，即使正常運(yùn)行也會出現(xiàn)漏電情況，造成現(xiàn)象的因素是線路中間和地中間有電纜護(hù)套并有電容器。一般來說，這種微弱的電流是不容易損壞線路的。但如降低電壓就會出現(xiàn)大量停電現(xiàn)象，且停電情況不均衡，一般會集中在線路方面。

短路故障。在火力發(fā)電廠的正常運(yùn)行中，低壓電力供配電系統(tǒng)必須定期維護(hù)，以免發(fā)生短路故障，由于線路老化或開關(guān)電源過壓，或外部功能引起的短路故障，當(dāng)?shù)蛪弘娏┡潆娤到y(tǒng)線路發(fā)生短路故障時，線路回路擴(kuò)大，部分位置迸發(fā)火花，并且由于產(chǎn)生大量熱量，傳輸線中金屬導(dǎo)體的溫度會迅速升高，甚至傳輸線會被熔化，更嚴(yán)重的情況下輸電線路外的電纜護(hù)套會被點燃，導(dǎo)致火災(zāi)事故。

線路負(fù)荷過大。線路中的輸電線路有安全電流，在要求范圍內(nèi)低壓供電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行屬于正常狀態(tài)，但在線路長時間運(yùn)行負(fù)荷過大的情況下，線路中的電流不斷擴(kuò)大，超過輸電線路，當(dāng)在該范圍內(nèi)承載電流時輸電線路內(nèi)阻產(chǎn)生的熱量會增加，造成供配電系統(tǒng)過載。當(dāng)傳輸線的發(fā)熱量超過傳輸線和電纜護(hù)套的范圍時，電纜護(hù)套的老化速度就會加快，長期超負(fù)荷運(yùn)行會導(dǎo)致輸電線路電纜護(hù)套引燃，產(chǎn)生火災(zāi)安全隱患。

線路接觸電阻過大。在火力發(fā)電廠的低壓供配電系統(tǒng)中，電氣設(shè)備線路的回路電阻具有穩(wěn)定的值。但如受到不良原因的傷害，電阻值會大大增加，會對供配電系統(tǒng)的運(yùn)行造成一定影響，甚至造成安全隱患。如，低壓電力供配電系統(tǒng)的電源插頭和保護(hù)設(shè)備及電源插頭與電源開關(guān)的連接、電源插頭與大中型用電設(shè)備很容易出現(xiàn)不良接觸，致使線路會產(chǎn)生非常大的熱量，而且由于接頭處的控制回路電流過大，電路的絕緣層也會被損壞，導(dǎo)致低壓電力供配電系統(tǒng)線路發(fā)生火災(zāi)事故。

3 火力發(fā)電廠低壓電氣供配電和設(shè)備安全運(yùn)行策略

3.1 自動化安全控制

在現(xiàn)代化深入發(fā)展趨勢的情況下，自動化技術(shù)的自動控制系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用，自動化技術(shù)的優(yōu)勢越來越明顯，為我國各種新型產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)設(shè)施的快速發(fā)展提供有力的保障。不同結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和設(shè)備間的通信將保證設(shè)備的效率和安全操作，此外在設(shè)計自動化技術(shù)的自控系統(tǒng)時，不僅要保證系統(tǒng)的維護(hù)具有較高的安全系數(shù)和可靠性，還要適當(dāng)控制運(yùn)行成本，以促進(jìn)火力發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，自動化技術(shù)控制系統(tǒng)在控制時須與火電廠的具體情況緊密結(jié)合，對各個低壓電氣設(shè)備和線路進(jìn)行精確劃分，重視不同的基本功能，促進(jìn)總體規(guī)劃更加有效[4]。

在實施自動化的過程中，須將安全系數(shù)的因素放在設(shè)計方案的主體部分，并對電氣設(shè)備進(jìn)行安全維護(hù)。為更好地保證設(shè)備整體通過機(jī)械實現(xiàn)良好的自動化，還需確保火電廠在智能化的支持下能夠向智能化系統(tǒng)和整體自動化技術(shù)方向發(fā)展。

3.2 安全防護(hù)進(jìn)行模式

3.2.1 安全防護(hù)的必要性

對于供配電設(shè)備，綜合分析其運(yùn)行情況，根據(jù)其安全情況，在不同的工作環(huán)境下會對設(shè)備工作的穩(wěn)定性造成不同的影響，如果設(shè)備的工作環(huán)境比較復(fù)雜，相關(guān)的參考數(shù)據(jù)信息缺乏一定的可靠性，就會在較大程度上對設(shè)備的正常運(yùn)行造成影響，在某些情況下很容易引發(fā)一系列安全生產(chǎn)事故。據(jù)相關(guān)研究表明，在受到粉塵環(huán)境污染的情況下，工作空氣的相對濕度過高，并存在一定量的腐蝕性氣體，會對設(shè)備的正常運(yùn)行造成影響。此外還會對設(shè)備的特性造成影響，阻礙電站的長期發(fā)展，會留下一定的安全隱患。

從整體上看，在合理推進(jìn)安全防護(hù)措施的基礎(chǔ)上，對于低壓電氣設(shè)備可促進(jìn)其運(yùn)行更加穩(wěn)定、安全。因為安全防護(hù)可減少環(huán)境因素對設(shè)備工作的影響，同時也可阻擋異物，需依靠密封結(jié)構(gòu)，同時根據(jù)安全防護(hù)裝置（圖1）和其他相關(guān)要素，進(jìn)一步防止設(shè)備外殼受到傷害，從根源上達(dá)到保護(hù)和維護(hù)的目的。此外，也有利于加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行的安全系數(shù)，因此通過提高安全防護(hù)特性可在保證設(shè)備工作質(zhì)量的同時，提高運(yùn)行的安全系數(shù)[5]。

圖1 防護(hù)罩

3.2.2 安全保護(hù)方法

對于低壓電氣設(shè)備，為更好地提高其工作任務(wù)的安全系數(shù)，對于火電廠各機(jī)組，應(yīng)結(jié)合機(jī)組發(fā)展趨勢的實際情況完善制度，同時通過有效可行的方法達(dá)到設(shè)備安全維護(hù)的目的，加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行的安全系數(shù)和可靠性。項目建設(shè)過程中，應(yīng)充分考慮員工實際操作的穩(wěn)定性和規(guī)范性，提前騰出一定的基建間隔，就裝置的可靠運(yùn)行而言，很大程度與間距有關(guān)，鋪設(shè)低壓線路時鋪設(shè)區(qū)域須保持在路面以下。如果有標(biāo)準(zhǔn)，可采用空框的方法來實現(xiàn)線路的鋪設(shè)，建設(shè)項目可能會受到許多因素的影響，因此應(yīng)綜合考慮，無論是操作的安全系數(shù)還是規(guī)范性，都必須考慮在內(nèi)。同時，在周邊部位設(shè)計了合適的安全框架，對于間距的分區(qū)，可綜合施工工藝，根據(jù)相關(guān)工程施工要求進(jìn)一步進(jìn)行基礎(chǔ)施工，一般來說，對于相鄰的額定電壓它被視為分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)。

對于額定電壓值，如果小于1kV則距離應(yīng)為4m，如果額定電壓在1～10kV中間、距離必須超過6m。因此，對這方面進(jìn)行分析，科學(xué)合理地確定距離將有助于在一定程度上提高配電設(shè)備的可靠性，對于不同的線路，在選擇位置時應(yīng)水平繞過腳手架的位置（圖2），如果額定電壓超過10kV、邊緣距離必須超過2m。

圖2 腳手架

3.3 安全設(shè)置低壓電氣供配電設(shè)備

火電廠低壓供配電系統(tǒng)中的驅(qū)動力設(shè)備和照明設(shè)備密切相關(guān)，兩者可分別設(shè)置在配電柜內(nèi)，即便兩者關(guān)系比較密切，但從業(yè)者在設(shè)置電路的過程中也必須將兩者分開設(shè)置，避免混亂設(shè)置，完善低壓電器供配電系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全系數(shù)。另外，在設(shè)置驅(qū)動力設(shè)備和照明設(shè)備的過程中要選擇合適的元件，避免線路串聯(lián)的發(fā)生，在安裝照明設(shè)備的過程中，要保證電源開關(guān)設(shè)備與配電柜設(shè)備之間有適當(dāng)?shù)木嚯x，其中配電柜設(shè)備與設(shè)備之間的距離必須控制在3m以內(nèi)。

在低壓電力供配電系統(tǒng)的設(shè)置過程中須考慮到周圍的環(huán)境，如自然環(huán)境、氣體、通風(fēng)及其溫度等，避免系統(tǒng)之間的摩擦線路，導(dǎo)致電源電路串聯(lián)的發(fā)生，提高其安全系數(shù)，保證配電的可靠性。如果區(qū)域內(nèi)設(shè)備和線路經(jīng)常發(fā)生摩擦，最好不要安裝低壓電力供配電系統(tǒng)，系統(tǒng)安裝好后要高度重視清潔工作，以減少環(huán)境污染因素對設(shè)備造成的損害，安裝設(shè)備時應(yīng)考慮安全系數(shù)，以保證設(shè)備運(yùn)行的安全性。

3.4 完善相關(guān)制度

合理制定符合實際的安全生產(chǎn)義務(wù)具體規(guī)章制度，確立設(shè)備管理人員職責(zé)，將生產(chǎn)檢修務(wù)落實到每一個人，一崗兩責(zé)，在制定制度時要堅持統(tǒng)一、層次融合，除了對各個實際系統(tǒng)的主要工作進(jìn)行分配外，還需要做好基層黨建工作的和諧，促進(jìn)各組織層級之間的溝通和相互配合。只有完善相應(yīng)的規(guī)章制度，火電廠才能更加合理地保障低壓電力供配電系統(tǒng)和設(shè)備的安全運(yùn)行，國家和行業(yè)協(xié)會也應(yīng)從專業(yè)的角度考慮，完善現(xiàn)行有關(guān)電力運(yùn)營規(guī)范和程序的實用管理制度。

此外，要擴(kuò)大宣傳策劃范圍，利用各類宣傳策劃服務(wù)平臺對相關(guān)管理人員開展安全知識教育，不斷增強(qiáng)安全防范意識。同時還要進(jìn)行預(yù)防性的試驗，針對低壓電器配電線路、設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行檢驗，結(jié)合檢驗結(jié)果對線路、設(shè)備是否更換或維修、保養(yǎng)等進(jìn)行判定，與此同時及時對低壓電氣供配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測與管理，提高低壓電氣供配電網(wǎng)絡(luò)的綜合運(yùn)行水平。如，在對開關(guān)柜的運(yùn)行進(jìn)行安全管控與分析中，則可對電流、電壓數(shù)值變化等進(jìn)行分析，在運(yùn)行狀態(tài)評估與檢驗分析的基礎(chǔ)上，保證零部件在安全運(yùn)行的范圍內(nèi)。

綜上，隨著我國社會發(fā)展的飛速發(fā)展，對電力工程的要求也越來越高，為了更好地滿足不斷增長的電力需求，火電廠必須不斷引進(jìn)新設(shè)備，因此火電廠的整個運(yùn)行變得越來越復(fù)雜。在火電廠低壓供配電系統(tǒng)運(yùn)行中，選擇合理的安裝方式和保護(hù)措施保證系統(tǒng)的順利運(yùn)行，保障配電安全，促進(jìn)我國電力企業(yè)的發(fā)展。