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智能变电站在钢铁企业的应用

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成果主要完成人

马王君、孙 辉、李 维、汪 峰、刘 欢、李新军、韦国鹏、张 磊

项目概况

目前,动力在能源中心下辖26座高压配电室,其中35kV枢纽变电站2座,分别承担铁前及钢轧生产工序供配电需求。变电所等所有工序的设备运行均实现集中监控和远程操作,电能实现自动生成远程抄录;供配电系统通过优化、升级改造后,实现了变电站智能巡检、无功动态补偿、微机综合智能选线等功能,实现了变电站装备智能化提升,为打造智能变电站奠定了基础。 取得的效果: 1.后台集中实现操作整合:通过对分部各10kV子站后台监控系统进行整合,将原来站控级升级为厂站级,真正实现集中监控。现场微机保护装置通讯方式进行配电室内集中整合,将分布于现场的通讯设备重新组网转发、分配地址,所有子高压室监控信号实现内网互通,核心数据处理在35kV变电站服务器进行集中,现场设备操作均通过远程操作,减少了现场操作人员;主变高低后备等关键微机综合保护装置全部升级,将原RS485串口通讯升级网口通讯,通讯信号传输更快,遥控操作更精准、灵敏。 2.供配电系统可视化管理:目前10kV各子高压室已实现无人值守,高压室内设备巡视点检由巡检人员每班定时进行;电缆隧道属受限空间,隧道内作业存在安全风险,按照规定,每周巡视点检2次,供配电系统人工巡检存在巡视空挡、点检盲区。 汉钢公司电力系统330kv变电站与各35kv变电站、各35kv站与10kv子高压室之间输电线路全部敷设于地下缆隧道内,电缆主隧道全长约3千余米,隧道内电缆多辐射面广,电缆延伸至厂区各个生产区域,电力负荷较为分散,电力系统运行情况无法全方位监控。 3.变电站智能巡检:通过对开关柜、71/80风机电机、35kV变压器接线桩头等电气连接点加装无源无线测温传感器,将温度取样信号通过通讯管理机上传至后台监控系统,电子地图实现温度异常高压室→开关柜→带电部位温度数据实时监测、历史查询,实现无人化巡视点检。通过对高压开关柜测温装置进行升级改造,结合原有的多点测温装置,在测温装置输出端增加一组常开报警输出开关量,当测温装置检测出设备温度过高时开关量输出信号,将信号接引至开关柜微机综合保护装置通过远程后台报警,全天候全程监控站内各个开关柜温度信息。开关柜内电气连接点全部安装无源无线,红外传感器,通过特制材料自取电环,母线运行电流>5A自启动,传感器为红外非接触传感器,通过红外光束实现电气节点温度采集。 4.SVG动态无功补偿的应用:轧钢单双高线高压系统在线材轧制过程中,由于轧钢机负载变压很大,负荷在2000-12000千瓦之间变化,功率因素极不稳定,无功功率反送电网,造成系统电压频繁波动。棒材A线、B线轧机传动系统为交-直-交整流传动系统,较为敏感,在雷雨季节,低压整流系统容易发生掉跳闸现象,导致生产系统中断,整流设备核心单元损坏,给生产系统造成损失。为彻底消除轧线供电系统隐患,改善电网质量,对钢轧系统实施SVG动态无功补偿改造,电网电压得到稳定,无功需求实时动态补偿调节,谐波得到抑制,电网电能质量得到改善,改造后功率因数提高0.95-1,轧线、棒线系统月节省电费12000kW*24h*30天*0.5元/度*0.75%*4=129600元,四条轧线年创效节约电费约140万元。 5.消弧线圈与微机智能选线的应用:汉钢公司铁前及钢轧10kV系统为中性点不接地系统,因出线回路多,厂区配网电缆线路电容电流大,发生接地故障点燃弧电流大,电弧不易熄灭,且接地故障不能及时找出并排除,通过对10kV系统实时消弧线圈改造,中性点通过消弧线圈接地,补偿故障点电容电流,电弧容易熄灭,故障不会扩大成电气火灾,微机智能选线装置可准确选出故障回路,为故障排除提供准确判断依据。2017-2020年汉钢公司供配电系统发生近10余次接地故障,消弧线圈动作、微机智能选线装置准确选出故障回路,故障均及时排除避免电气事安全事故发生,间接经济效益大。