精細(xì)化工企業(yè)供配電系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)

精細(xì)化工企業(yè)供配電系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)

化工工廠供電系統(tǒng)包括工廠降壓變電所，高壓配電線路，車間變電所，低壓配電線路及用電設(shè)備。一般中型工廠的電源進(jìn)線電壓是6-10kV。電能先經(jīng)高壓配電所集中，再由高壓配電線路將電能分送到各車間變電所，或由高壓配電線路直接供給高壓用電設(shè)備。廣州黑燈科技利用以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等為代表的先進(jìn)信息技術(shù)賦能化工產(chǎn)業(yè)，強(qiáng)化薄弱的風(fēng)險(xiǎn)防控能力，破解傳統(tǒng)管理模式下的企業(yè)“看不住、管不全、管不好”等安全生產(chǎn)痛點(diǎn)、難點(diǎn)問題，成為推動(dòng)傳統(tǒng)化工產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化、自動(dòng)化生產(chǎn)線轉(zhuǎn)型升級(jí)的必由之路。威脅化工安全生產(chǎn)的安全因素有多種，人、物、環(huán)境及管理，但是無論哪種因素，歸根到底都與“人”相關(guān)。歡迎來電討論咨詢，關(guān)生18565060664   http://www.xm-fcx.com/。

一供配電系統(tǒng)特點(diǎn)

1.可靠性

可靠性是指元件、設(shè)備和系統(tǒng)等在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，規(guī)定的條件下，完成規(guī)定功能的能力。可靠性工程就是研究影響元件、設(shè)備和系統(tǒng)可靠性的各種必然因素，以達(dá)到控制元件、設(shè)備和系統(tǒng)可靠性的目的。電力系統(tǒng)的可靠性，既表現(xiàn)在設(shè)備設(shè)施的故障率低、運(yùn)行平穩(wěn)、費(fèi)用成本低，可表現(xiàn)在其更新、擴(kuò)容的穩(wěn)定和便捷性。

精細(xì)化工企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)、儲(chǔ)存系統(tǒng)、公輔系統(tǒng)、辦公生產(chǎn)系統(tǒng)等都需要供配電的保障，負(fù)荷應(yīng)能滿足企業(yè)最大生產(chǎn)負(fù)荷，并能根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)項(xiàng)目的新改擴(kuò)等情況通過改造進(jìn)行有效的擴(kuò)容。

2.安全性

如電力系統(tǒng)發(fā)生安全問題，必然導(dǎo)致企業(yè)停工停產(chǎn)，反應(yīng)終止、設(shè)備故障，嚴(yán)重時(shí)危險(xiǎn)源不可控則造成火災(zāi)、爆炸等安全事故發(fā)生，給企業(yè)帶來嚴(yán)重的人員及經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)周邊企業(yè)單位等社會(huì)環(huán)境造成一定的影響。

精細(xì)化工企業(yè)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)針對(duì)防雷、接地、防爆、防腐蝕等進(jìn)行安全設(shè)計(jì)，保障其安全運(yùn)行。例如某精細(xì)化工企業(yè)存在危險(xiǎn)工藝，部分生產(chǎn)設(shè)備選用帶有蓄電池的應(yīng)急電源系統(tǒng)（EPS），企業(yè)設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)作為應(yīng)急電源系統(tǒng)。當(dāng)電力故障或事故狀態(tài)斷電等情況下，轉(zhuǎn)為蓄電池供電保障危險(xiǎn)反應(yīng)完成后安全停車。

3.雙路電

精細(xì)化工企業(yè)多涉及“兩重點(diǎn)一重大”，供電設(shè)計(jì)應(yīng)有兩個(gè)電源供電，兩個(gè)電源之間可以切換，在其中一個(gè)電源失電的情況下可以投切到另一個(gè)電源供電。

同一個(gè)供電單位引來的兩條電纜進(jìn)線，屬于雙回路供電。引自不同的供電單位，一個(gè)供電電源失效后，另一個(gè)可以保證供電可靠性，兩個(gè)電路都是相對(duì)獨(dú)立的，屬于雙電源。現(xiàn)階段，精細(xì)化工企業(yè)多自備應(yīng)急發(fā)電機(jī)，作為企業(yè)的可靠供電備用電源。

4.維護(hù)維修及事故應(yīng)急

電力系統(tǒng)需實(shí)時(shí)監(jiān)控，電工作業(yè)人員需周期性和特殊情況下進(jìn)行維護(hù)，建立監(jiān)測(cè)及維護(hù)檔案，對(duì)信息及時(shí)記錄，做到問題預(yù)警及及時(shí)處理。

精細(xì)化工企業(yè)電力系統(tǒng)維修專業(yè)性強(qiáng)，要求維修人員經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，人員需配備高壓電工、低壓電工、防爆電工等專業(yè)證書。維修作業(yè)需要落實(shí)審批流程、配備專業(yè)工具及防護(hù)用品、按操作規(guī)程有序作業(yè)。

電力設(shè)施事故應(yīng)急多為電氣火災(zāi)事故引起，接事故報(bào)告后應(yīng)按照應(yīng)急預(yù)案落實(shí)應(yīng)急救援措施，成立應(yīng)急救援組織機(jī)構(gòu)，配備應(yīng)急救援人員及物資，落實(shí)預(yù)警、信息上報(bào)、應(yīng)急響應(yīng)等一系列過程，救援完成后進(jìn)行后期處置。

二影響供配電安全性的因素

1.停電

停電因素較多，以電氣火災(zāi)為主，供電線路故障占電氣火災(zāi)原因的六成以上。造成電氣線路故障的原因以外力破壞原因居首位，設(shè)備老化原因次之，其次是設(shè)備調(diào)試和纜線質(zhì)量原因。外力破壞如埋地電纜動(dòng)土?xí)r容易造成電纜破壞，電纜隨意布設(shè)而造成生產(chǎn)生活過程中的破壞。

精細(xì)化工企業(yè)的儀表控制因涉及“兩重點(diǎn)一重大”等情況，普遍使用DCS控制和SIS控制系統(tǒng)，不間斷電源裝置（UPS）普遍配備，不間斷電源裝置可在停電時(shí)帶來應(yīng)急臨時(shí)供電。

2.安全事故

①火災(zāi)。電纜、電力輸送線、變壓器等變配電及輸電設(shè)施，當(dāng)存在設(shè)備選型不當(dāng)、材質(zhì)不合格、安裝質(zhì)量不好等情況時(shí)，可能發(fā)生短路或漏電，或由于過載使用等情況，均可能導(dǎo)致電氣設(shè)施過度發(fā)熱，引發(fā)變配電及輸電設(shè)施的絕緣材料或附著物著火而發(fā)生火災(zāi)。

②爆炸。精細(xì)化工企業(yè)生產(chǎn)裝置可能存在部分氣體或粉塵屬于爆炸性物質(zhì)，供配電系統(tǒng)需要考慮爆炸危險(xiǎn)區(qū)域，根據(jù)工藝、物料確定釋放源位置以及主要介質(zhì)特性來確定爆炸性氣體釋放源的級(jí)別，防爆設(shè)計(jì)不到位則電氣設(shè)備存在引發(fā)爆炸的危險(xiǎn)。

③雷擊及靜電。如果防雷、防靜電設(shè)施不完備、損壞或未按規(guī)定要求裝設(shè)避雷針（帶）時(shí)，變配電及輸電設(shè)施容易遭受雷擊，雷擊產(chǎn)生的電火花易引燃周圍的可燃物質(zhì)而引起火災(zāi)和爆炸事故。

④觸電。電氣設(shè)備外殼缺少接地裝置或接地裝置損壞，配電盤前未設(shè)防護(hù)橡膠墊，可能發(fā)生觸電事故。非電氣人員違規(guī)作業(yè)，或電氣作業(yè)人員不按操作規(guī)程，違規(guī)操作電氣設(shè)備，可能發(fā)生觸電事故。生產(chǎn)區(qū)內(nèi)的變配電設(shè)備無帶電指示、未進(jìn)行安全隔離、安全防護(hù)設(shè)施不齊全或損壞，可能發(fā)生觸電事故。電氣線路敷設(shè)不規(guī)范、亂搭亂扯，且漏點(diǎn)保護(hù)失效，人員誤接觸，可能發(fā)生觸電事故。

3.設(shè)備故障

①高壓配電裝置故障。高壓配電裝置故障產(chǎn)生的主要原因如下：高壓設(shè)備環(huán)境絕緣不符合當(dāng)?shù)匚鄯x等級(jí)，陰雨季節(jié)造成外絕緣閃絡(luò)事故；斷路器拒分、拒合和誤動(dòng)；避雷設(shè)施故障引起雷電波侵入或操作過電壓，造成設(shè)備損壞；開關(guān)設(shè)備遮斷容量不足造成開關(guān)設(shè)備損壞；母線與設(shè)備接頭接觸不良，發(fā)熱超溫熔焊引發(fā)事故。

②繼電保護(hù)故障。繼電保護(hù)裝置的不正確動(dòng)作（拒動(dòng)、誤動(dòng)）引起本設(shè)備及其相鄰設(shè)備跳閘，嚴(yán)重的造成停電事故。繼電保護(hù)裝置選型不匹配、制造缺陷、定值問題、調(diào)試問題、維護(hù)不良和人員“三誤”都可能造成繼電保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)，將可能導(dǎo)致重大設(shè)備損壞、全場(chǎng)停電等重大事故。

4.安全管理

若安全管理組織機(jī)構(gòu)不健全，無安全管理人員及安全

管理職責(zé)，對(duì)供配電安全管理不到位，可能影響供配電安全性。若安全操作規(guī)程缺失或不完善，安全教育與培訓(xùn)不到位，人員對(duì)電力系統(tǒng)操作不熟，可能誤操作影響供配電安全性。出現(xiàn)供配電安全事故，事故應(yīng)急預(yù)案無效，人員無法進(jìn)行有效應(yīng)急處置，可能會(huì)導(dǎo)致事故擴(kuò)大及損失加大。電力系統(tǒng)的安全設(shè)施設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理應(yīng)由取得相應(yīng)設(shè)計(jì)資質(zhì)的單位進(jìn)行，不規(guī)范的設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等管理，可能會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)的初始設(shè)計(jì)安裝錯(cuò)誤。

三精細(xì)化工企業(yè)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在精細(xì)化工企業(yè)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，供配電系統(tǒng)安全性以及可靠性是首要前提，同時(shí)兼顧運(yùn)轉(zhuǎn)效率，做到提高運(yùn)轉(zhuǎn)安全性和確保負(fù)荷的穩(wěn)定度。

1.用電負(fù)荷

①負(fù)荷等級(jí)。精細(xì)化工企業(yè)DCS用電、SIS系統(tǒng)用電及氣體報(bào)警系統(tǒng)用電負(fù)荷等級(jí)為一級(jí)負(fù)荷中的重要負(fù)荷，事故處理設(shè)施的供電電源為一級(jí)負(fù)荷，重要公用設(shè)施、危險(xiǎn)工藝生產(chǎn)設(shè)備、消防設(shè)施用電負(fù)荷等級(jí)為二級(jí)，其余設(shè)施用電為三級(jí)負(fù)荷。自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)、安全儀表系統(tǒng)（SIS）、可燃?xì)怏w和有毒氣體探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)采用UPS不間斷電源供電。事故處理設(shè)施的用電、消防用電、重要公用設(shè)施用電、重點(diǎn)工藝生產(chǎn)設(shè)備用電除來自企業(yè)變配電室外，另設(shè)柴油發(fā)電機(jī)作為消防用電的應(yīng)急備用電源，配電箱處設(shè)置雙電源自動(dòng)切換裝置。

②負(fù)荷計(jì)算。精細(xì)化工企業(yè)的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)先確定總的供電容量，應(yīng)根據(jù)所有設(shè)備的額定功率進(jìn)行計(jì)算，按照滿負(fù)荷生產(chǎn)確定，合理選擇變壓器容量，兼顧經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。常用的計(jì)算方法如需要系數(shù)法、利用系數(shù)法、單位面積功率法、單位指標(biāo)法、單位產(chǎn)品耗電量法等計(jì)算方法。正確的負(fù)荷計(jì)算，能幫助合理選擇電氣設(shè)備，選擇進(jìn)線開關(guān)、電表流程、進(jìn)線電纜截面，可以確定線路損耗，確定補(bǔ)償電量。除此以外，核算短路電流也很重要，可以幫助選擇合適的校驗(yàn)電氣設(shè)備，保證設(shè)備運(yùn)行效率，而后選擇繼電保護(hù)設(shè)備。

2.供配電設(shè)備

精細(xì)化工企業(yè)10kV配電裝置可采用金屬封閉的開關(guān)設(shè)備，并應(yīng)注意以下幾點(diǎn)，且設(shè)置有響應(yīng)的防護(hù)措施：防止斷路器誤操作，防止隔離開關(guān)誤操作，防止帶電掛接地線（合接地開關(guān)），防止帶接地線關(guān)（合）斷路器（隔離開關(guān)），防止誤入帶電間隔。變壓器應(yīng)按照相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)置完善的變壓器保護(hù)裝置，如熔斷器、過電流繼電器等。變壓器中性點(diǎn)的接地線應(yīng)采用兩根與主地網(wǎng)不同地點(diǎn)連接的接地線，應(yīng)符合熱穩(wěn)定的要求。定期對(duì)運(yùn)行中絕緣油中的氣體含量進(jìn)行色譜檢測(cè)和微量水分的測(cè)定。用電設(shè)備保護(hù)采用熱繼電器實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，當(dāng)設(shè)備過負(fù)荷時(shí)運(yùn)作，采用空氣斷路器實(shí)現(xiàn)過載后備保護(hù)和短路保護(hù)。電氣設(shè)備的電氣控制箱和配電箱前后的地板，鋪設(shè)絕緣板。配電室內(nèi)備有絕緣手套、絕緣鞋、絕緣桿和驗(yàn)電器等防護(hù)器具。在生產(chǎn)車間的應(yīng)急疏散通道設(shè)置固定式應(yīng)急照明，設(shè)置疏散指示照明，應(yīng)急照明應(yīng)自帶蓄電池，應(yīng)急時(shí)間不少于30min。

3.無功功率補(bǔ)償

供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，無功功率補(bǔ)償是確保供電可靠運(yùn)行的重要方法。采用無功功率補(bǔ)償可有效降低電力輸送的功率損耗，提高用電效率。無功功率補(bǔ)償常采用的方式分靜態(tài)和動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償，補(bǔ)償裝置硬件包括CPU、A/D轉(zhuǎn)換器選型、微處理器監(jiān)控芯片、顯示器、模擬信號(hào)調(diào)理電路、輸出控制電路等。精細(xì)化工企業(yè)常用的驅(qū)動(dòng)設(shè)備如大型同步電動(dòng)機(jī)，需要定機(jī)勵(lì)磁電流的形式，提供無功功率，從而達(dá)到優(yōu)化功率因數(shù)的目的。

4.選址設(shè)計(jì)

參照《精細(xì)化工企業(yè)工程設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》要求，精細(xì)化工企業(yè)20kV及以下變配電室距離甲、乙級(jí)廠房/露天裝置應(yīng)不小于15m，距離丙類廠房/露天裝置不低于10m。距離甲類罐區(qū)、甲類倉庫不低于15m。

5.防雷、防靜電及消防

①防雷、防靜電。變配電所、變配電室等建構(gòu)筑物按三類防雷建筑設(shè)置防雷設(shè)施，防雷裝置包括防直擊雷的外部防雷裝置和內(nèi)部防雷裝置，并采取防閃電電涌侵入的措施。外部防雷裝置利用屋面明敷接閃帶、接閃網(wǎng)及金屬屋面板（鋼板厚度不小于0.5mm）作為防雷接閃器；利用所有混凝土柱內(nèi)主筋、鋼柱作為引下線；利用結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)（包括樁基）鋼筋網(wǎng)做接地極。柱子基礎(chǔ)的鋼筋網(wǎng)通過鋼屋架、鋼筋混凝土柱、屋面板等互相連成整體。

②消防。A.消火栓。室外消火栓設(shè)置明顯標(biāo)識(shí)字樣，室外消火栓設(shè)有防撞、防凍措施，配有扳手、水龍帶、水槍，室外消火栓栓口朝向道路，距離道路2m設(shè)置室外地上式消火栓（SS100/65-1.6型）1個(gè)，保護(hù)半徑不大于150m。B.滅火器材的配置。供配電系統(tǒng)的火災(zāi)類別主要為E（A）、A類，室外油浸式主變壓器的火災(zāi)類別為B、E類，滅火器均采用磷酸銨鹽干粉滅火器，室內(nèi)采用MF/ABC5手提式滅火器，兩具為一組，設(shè)置在專用滅火器箱內(nèi)；室外采用MFT/ABC50推車式滅火器，放置在室外電氣設(shè)備周圍，主變壓器單獨(dú)配置兩臺(tái)推車式滅火器，并配置一臺(tái)存沙量不小于1.0m3的砂箱。

6.其他安全設(shè)計(jì)

①高壓配電裝置的設(shè)計(jì)，屋外和屋外配電裝置的安全凈距要求及其他有關(guān)規(guī)程的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。用電裝置及用電安全管理應(yīng)嚴(yán)格按照國家、行業(yè)法律法規(guī)、程序和設(shè)計(jì)方案實(shí)施，不得使用國家、行業(yè)明令淘汰的電氣設(shè)備。

②高壓電氣設(shè)備的周圍應(yīng)設(shè)置柵欄，遮攔或屏蔽裝置；對(duì)高壓開關(guān)柜、間隔門設(shè)置電氣閉鎖裝置，防止人員在帶電情況下誤入；各元件的控制回路均應(yīng)設(shè)置保險(xiǎn)，信號(hào)，監(jiān)視，跳閘等保護(hù)措施；電氣設(shè)備設(shè)計(jì)嚴(yán)格按照帶電部分最小安全凈距行；所有帶電設(shè)備部位都必須懸掛醒目的帶電危險(xiǎn)警示標(biāo)志。

③為保證用電設(shè)備的安全運(yùn)行，除正確選用、安裝和使用外，對(duì)用電設(shè)備采取完善的保護(hù)措施，并經(jīng)常檢查維護(hù)，對(duì)出現(xiàn)故障的電氣設(shè)備、裝置和線路及時(shí)進(jìn)行檢修，并做好日常巡回檢查和定期檢修等工作。

④機(jī)電設(shè)備在正式送電前，做好檢查，重點(diǎn)檢查絕緣電阻、接地裝置等防護(hù)裝置，確保符合要求后才能使用。

⑤選用帶五防功能的高壓開關(guān)柜，對(duì)高壓開關(guān)應(yīng)采取隔離保護(hù)措施，在電氣設(shè)備之間或設(shè)備操動(dòng)機(jī)構(gòu)間應(yīng)加裝電氣和機(jī)械聯(lián)鎖裝置。

⑥緊急事故信號(hào)應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置顯示裝置及聲光報(bào)警，設(shè)置自動(dòng)聯(lián)鎖和自動(dòng)跳閘、熔斷保護(hù)裝置。