浅谈氧化铝厂供电

摘要：根据氧化铝厂生产的特点，阐述对氧化铝厂供电的要求：负荷等级、电压等级的选择、变配电所的设置以及节能措施等。

关键词：负荷等级电抗器单母线分段节能

Abstract: According to the characteristics of the production of alumina plants, the requirements of the power supply to the alumina plant are expounded: load grade, the selection of voltage level, the settings of substation, and the energy-saving measures.

Key words: load grade; reactance; single busbar section; energy saving

中图分类号：TM714 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

氧化铝厂生产特点是湿法生产连续性强，生产过程中的各种料浆贮槽、贮罐等容积大，工序间缓冲装置容量小，一旦全厂停电，会发生料浆沉淀，清理沉淀后的物料很难，需要很长时间，这会使生产陷入瘫痪，因此要求停电不能超过20分钟，若停电时间过长，为使料浆不在贮槽、贮罐内造成沉淀，势必将槽、罐内的浆料排放掉，物料中的碱液不仅会对车间和厂区内部、甚至会对厂区造成污染。如果供电不可靠而停产和减产，对于大中型氧化铝厂而言，将会造成巨大的经济损失。基于以上原因，对氧化铝厂的分解槽、空压站、生产用水系统及赤泥泵房等应视为一级负荷，生活设施，辅修及仓库等为三级负荷，其余皆为二级重要负荷。

根据以上负荷性质，对氧化铝厂，要有两个独立电源供电，当任一个电源停电时，另一个电源应能保证主要生产车间100%负荷用电。为防止全厂停电分解槽沉淀带来巨大经济损失，分解槽搅拌电机考虑加保安电源。

人所共知，输配电电压越高，线路损耗越小，节能效果就越明显。过去多为6KV或3KV电压配电，因为当时电动机的电压多为6KV或3KV的，而现在10KV电动机已经很普及，所以对大中型氧化铝厂而言，选用10KV这一较高的电压等级既经济又合理。

车间变电所应按车间或工段设置。主要生产车间的车间变电所应由2个电源供电，设置2台变压器。每台变压器应能满足全部负荷的80%以上的用户需要；负荷较小的生产车间可设一台变压器，并设低压联络线。一般氧化铝厂按车间和工段设置10kV分配电所，氧化铝10kV分配电所供电回路从氧化铝厂降压站引出，为防止氧化铝厂侧10KV系统短路造成发电机母线失压、馈出线出口处必须加装线路电抗器、其电抗器值以保证三相短路时母线残压不低于65%额定值为准。每个配电所均为双电源供电，要求两个电源回路引全厂总配电所10KV母线配电装置的不同母线段，目的是当其中任一回路停电时，另一回路可保证100%的负荷工作。

每个分配电所内主接线均采用单母线分段方式，正常时母联断开，为分列运行，当其中任一回路停电时，通过综合自动化装置的BZT环节合入母联开关，保证所有负荷的正常供电。

为限制10KV侧的短路电流值，所有10KV分配电所正常运行时（除倒闸时间外），均禁止合入母联开关使两回电源并列运行。

全厂分配电所均以放射式供电方式，向所在区域的10/0.4/0.23KV车间变电所供电。主要生产流程中的车间变电所均设置两台变压器，互为100%备用，所内低压侧母线为单母线分段方式，正常时分列运行，考虑到低压侧直接供电给车间的生产机械，为人身安全、生产机械安全以及避免故障点未消除前投入电源而造成全所停电事故等因素，经多年生产运行证明，低压侧分段母联开关一般情况下不设置BZT自动投入装置反而更有利于生产，因此，本设计中的低压侧母联开关正常运行时必须处于断开状态，当其中任一电源停电时，在确定其负荷侧故障已消除后，人工合入母联开关（低压进线开关不设失压保护；除倒闸操作外，禁止两台变压器并列运行）

200kVA及以下的负荷单元不设变电所，由附近的其它变电所供电，但必须保证正常电压水平。

为节省占地面积和有利于在多尘多碱液的环境中安全运行、维护检修，尽可能将其置于车间建筑物之内，当没有建筑物依附而不得不建独立变电所时，本设计考虑采用建独立变电所。其配置位置根据供电合理及全厂总体配置综合考虑。在潮湿和腐蚀的场所内的配电室和控制室应高出车间地坪450mm～700mm；当设置在楼上时，地坪可高出楼面200mm。不宜设直接通向车间的开启门窗。湿法生产车间的变（配）电所宜设成独立式，车间配线应采用塑料外护层铜芯电缆和加盖的防腐桥架。电气设备的防护等级应按环境选择，并应符合下列规定：a）多尘场所宜采用IP44；b）潮湿腐蚀性场所宜采用IP55，并应满足防腐要求；c）防护等级不够的大容量电动机，宜采用管道通风方式或加长传动轴将电动机和车间分开。

如何千方百计节约电能，是工程设计中必须考虑的问题，本设计主要采取以下措施：1）选用节能型变压器；2）尽可能的将车间变压器布置在低压负荷中心，通过压缩低压线路长度减少线损。3）需要调速的风机及泵类负荷采用变频调速方案，由于其流量正比于电机转速，电机的功率又正比于流量的三次方，所以可认为电机功率正比于转速的三次方，可见其节省效果十分可观，在频繁调速深度达50%时，节电30～60%，投入的变频设备投资约1～2年即可收回。4）在车间变电所低压侧母线上装设静电移相电容器，使功率因数提高到0.9的同时，由于补偿后的电流有效值减少，可有效降低变压器和线路的损耗。