隨著鋼鐵業(yè)的快速發(fā)展及改擴(kuò)建，國(guó)內(nèi)很多鋼鐵企業(yè)的供配電系統(tǒng)已存在著很大的安全隱患。近兩年發(fā)生較大電氣故障的案例就有幾十起，涉及到多家企業(yè)，每次故障的間接損失都在1000萬(wàn)元以上。
        面臨種種慘痛教訓(xùn)，目前各企業(yè)對(duì)電氣安全隱患都相當(dāng)重視，均認(rèn)識(shí)到電網(wǎng)的安全是企業(yè)發(fā)展的一項(xiàng)重要保障。某些設(shè)備故障，僅影響一個(gè)區(qū)域，而供配電系統(tǒng)故障，會(huì)造成全廠性停電。因此，防患于未然是當(dāng)務(wù)之急。很多企業(yè)已經(jīng)意識(shí)到電氣設(shè)備安全的重要性，并且投入大量資金完善電氣設(shè)備的監(jiān)測(cè)設(shè)施，卻是只治標(biāo)不治本。
        研究人員歸集、分析了各種電氣事故的根本原因，發(fā)現(xiàn)其主要集中在以下幾個(gè)方面：
        一是鋼廠內(nèi)部新增小型發(fā)電機(jī)組、改擴(kuò)建項(xiàng)目，使得系統(tǒng)短路電流增加，原配置的斷路器開(kāi)斷能力不夠，無(wú)法切斷故障時(shí)的短路電流，導(dǎo)致斷路器爆炸或著火。 
        二是繼電保護(hù)的保護(hù)定值有誤，配置不合理。由于系統(tǒng)的短路電流變化，而繼電保護(hù)定值沒(méi)有修改或增加新的保護(hù)功能，無(wú)法準(zhǔn)確地切除故障點(diǎn)。 
        三是電纜發(fā)熱著火。系統(tǒng)短路電流增大，導(dǎo)致以前選擇的電纜熱穩(wěn)定不夠；電纜發(fā)生單相接地故障，沒(méi)有快速找到接地點(diǎn)，保護(hù)動(dòng)作不及時(shí)；電纜敷設(shè)時(shí)沒(méi)有按照規(guī)范敷設(shè)，引起電纜正常運(yùn)行時(shí)溫升較高，破壞了電纜的絕緣。 
        四是電能質(zhì)量問(wèn)題。供配電系統(tǒng)的諧波、電壓波動(dòng)閃變、功率因數(shù)等電能質(zhì)量指標(biāo)惡化。諧波電流會(huì)引起電纜過(guò)熱、設(shè)備過(guò)電壓、計(jì)算機(jī)控制誤差等。 
        五是供配電系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地方式不合理。
        重視供配電系統(tǒng)的短路電流
        短路電流是系統(tǒng)發(fā)生三相或兩相短路時(shí)，供電系統(tǒng)提供的很大電流。能夠提供短路電流的主要是供電設(shè)備及電動(dòng)機(jī)，例如供電系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)、同步電機(jī)、異步電動(dòng)機(jī)。 
        為什么要關(guān)注短路電流？設(shè)計(jì)選擇斷路器（開(kāi)關(guān)）、母線(xiàn)、電流互感器、電纜及繼電保護(hù)裝置等電氣設(shè)備時(shí)，很重要的一點(diǎn)就是要求這些設(shè)備在短路時(shí)，能夠可靠地將故障點(diǎn)快速切除，并且在發(fā)生故障時(shí)這些設(shè)備不能損壞。隨著國(guó)家電網(wǎng)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模越來(lái)越強(qiáng)大，也就是供電系統(tǒng)的短路電流增加了，不是工程最初設(shè)計(jì)時(shí)的數(shù)據(jù)。 
        近年來(lái)各個(gè)鋼鐵企業(yè)開(kāi)展節(jié)能減排工作，新建的小型發(fā)電機(jī)組不斷接入供配電網(wǎng)中，使供配電系統(tǒng)的短路電流發(fā)生變化。
        總降變電所的主變運(yùn)行方式也影響供配電系統(tǒng)的短路電流。例如，某鋼廠為了解決負(fù)荷平衡的問(wèn)題，將總降的主變壓器并列運(yùn)行，使10千伏側(cè)短路電流增大很多。
        各工程設(shè)計(jì)單位在最初設(shè)計(jì)時(shí)，都須根據(jù)電力系統(tǒng)的短路電流，計(jì)算出供配電系統(tǒng)中各點(diǎn)的最大、最小短路電流。最大短路電流就是選擇斷路器、電流互感器、電纜等的關(guān)鍵參數(shù)，最小短路電流是校驗(yàn)繼電保護(hù)靈敏度的關(guān)鍵參數(shù)。 
        如果供配電系統(tǒng)中的最大短路電流增加很多，超過(guò)了最初斷路器、電流互感器、電纜等的開(kāi)斷能力或熱穩(wěn)定能力時(shí)，這些設(shè)備就存在安全隱患了，短路容易引起斷路器爆炸等事故。
        發(fā)揮繼電保護(hù)的關(guān)鍵作用
        繼電保護(hù)是在系統(tǒng)發(fā)生三相短路、兩相短路或用電設(shè)備內(nèi)部故障時(shí)，能夠快速地將故障點(diǎn)切除，保證其他供電設(shè)備及用電設(shè)備不被損壞，以及非故障的供配電系統(tǒng)正常運(yùn)行。
        繼電保護(hù)的配置是設(shè)計(jì)單位在最初設(shè)計(jì)時(shí)考慮的，保護(hù)的方案須要考慮被保護(hù)設(shè)備的參數(shù)，以及供配電系統(tǒng)的短路電流。
        當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)接入發(fā)電機(jī)后，須對(duì)供配電網(wǎng)的保護(hù)裝置進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。例如，接入發(fā)電機(jī)的聯(lián)絡(luò)線(xiàn)是雙向電源，不同的短路點(diǎn)，流過(guò)聯(lián)絡(luò)線(xiàn)兩側(cè)斷路器的短路電流是不同的，因此聯(lián)絡(luò)線(xiàn)兩側(cè)斷路器的保護(hù)必須是雙向的。很多情況下，設(shè)計(jì)單位對(duì)發(fā)電廠外部的保護(hù)裝置都會(huì)忽略，如果這時(shí)聯(lián)絡(luò)線(xiàn)出現(xiàn)故障，繼電保護(hù)就不會(huì)動(dòng)作，將使事故擴(kuò)大。 
        供配電系統(tǒng)的短路電流變化后，須對(duì)供配電網(wǎng)的保護(hù)定值進(jìn)行重新校核，必要時(shí)，應(yīng)重新計(jì)算。實(shí)際上有相當(dāng)一部分鋼鐵企業(yè)，系統(tǒng)短路容量的變化而未及時(shí)調(diào)整原有設(shè)備的繼電保護(hù)，導(dǎo)致繼電保護(hù)拒動(dòng)或誤動(dòng)；在新建項(xiàng)目時(shí)往往只關(guān)注新建項(xiàng)目的繼電保護(hù)計(jì)算，而忽視上下級(jí)的配合，導(dǎo)致故障時(shí)越級(jí)跳閘，事故擴(kuò)大。 
        正視諧波帶來(lái)的安全隱患
        諧波電流是指高于50Hz頻率的電流，電弧爐、大型軋機(jī)、變頻器等均產(chǎn)生高次諧波。 
        諧波對(duì)連續(xù)軋機(jī)有影響，會(huì)造成電壓正弦波畸變，可能導(dǎo)致脈沖丟失或誤發(fā)，引起軋機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)紊亂，軋機(jī)不能正常生產(chǎn)。高次諧波的存在，會(huì)導(dǎo)致晶閘管燒壞，快熔熔斷而影響生產(chǎn)。
        諧波對(duì)異步電機(jī)的功率因數(shù)和最大轉(zhuǎn)矩都有影響，還可能引起附加損耗，噪音增大，嚴(yán)重時(shí)損壞絕緣。 
        諧波對(duì)電力電容器有影響。由于電容器的容抗和頻率成反比，電力電容器對(duì)諧波電壓最為敏感。諧波電壓加速電容器介質(zhì)老化，介質(zhì)損失系數(shù)tgδ增大，容易發(fā)生故障并縮短壽命。諧波電流易使電容器過(guò)負(fù)荷，出現(xiàn)不允許的溫升。電容器與電力系統(tǒng)還可能發(fā)生危險(xiǎn)的諧振，此時(shí)電容器成倍地過(guò)負(fù)荷，響聲異常，熔斷器熔斷，使電容器無(wú)法運(yùn)行，當(dāng)在某一頻率下并聯(lián)電容器諧振時(shí)，則危及電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。
        諧波對(duì)線(xiàn)路絕緣有影響。非正弦電壓使絕緣老化加速，泄漏電流增大，當(dāng)出現(xiàn)高頻高振幅的諧波電壓分量時(shí)，可能引起放電并擊穿電纜，進(jìn)而引起相間短路，使事故擴(kuò)大。 
        諧波電壓使變壓器激磁電流增大，電磁噪聲增大，效率變低，并惡化其功率因數(shù)，影響變壓器壽命。
        對(duì)諧波必須進(jìn)行治理。這不單是為了避免供電局罰款，對(duì)我們自身的電氣設(shè)備也是有好處的。電能質(zhì)量惡化會(huì)導(dǎo)致電纜（頭）事故、設(shè)備損壞、損耗增加、繼電保護(hù)誤動(dòng)、功率因數(shù)不足或倒送罰款、電壓波動(dòng)和閃變，而且電能質(zhì)量引起的事故具有隱蔽性、隨機(jī)性，往往不易找到事故原因。因此，應(yīng)對(duì)全廠供配電系統(tǒng)電能質(zhì)量問(wèn)題予以足夠的重視。 
        電纜緣何發(fā)生火災(zāi)事故
        前面所說(shuō)的短路電流對(duì)電纜有影響，在選擇電纜時(shí)都要校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定，要求電纜必須能承受3秒的短路電流。如果該參數(shù)不滿(mǎn)足，在短路發(fā)生時(shí)，就會(huì)引起電纜著火。 
        諧波對(duì)電纜有影響，會(huì)造成電纜擊穿。 
        電力系統(tǒng)的接地方式，對(duì)電纜的絕緣也有不同要求。不接地系統(tǒng)在發(fā)生接地時(shí)，會(huì)產(chǎn)生過(guò)電壓，并且可以帶故障運(yùn)行2小時(shí)。如果故障不能快速排出，會(huì)使故障擴(kuò)大。 
        電纜敷設(shè)方式不對(duì)，也會(huì)影響電纜的壽命。正常規(guī)范要求動(dòng)力電纜在敷設(shè)時(shí)，每根電纜之間必須留一定的距離，保證電纜的散熱。對(duì)于單芯電纜，有品字排列和一字排列，選擇電纜時(shí)就決定了電纜的排列方式。有些施工單位不注意圖紙要求，隨便布置，造成電纜發(fā)熱嚴(yán)重，加速電纜絕緣的老化，易引起電纜接地故障。 
        電纜故障點(diǎn)最多的是電纜頭，目前使用的電纜頭有兩種，分熱縮和冷縮。熱縮頭成本較低，但是對(duì)施工水平要求較高，因施工質(zhì)量不好引起的事故率較高；冷縮頭的施工相對(duì)簡(jiǎn)單，故障率比熱縮頭低，目前采用較多，選擇質(zhì)量好的電纜頭非常必要。加強(qiáng)對(duì)電纜頭的監(jiān)視，也可以有效避免電纜故障。 
        如何排除供配電系統(tǒng)隱患
        如何提前發(fā)現(xiàn)供配電系統(tǒng)存在的各種安全隱患，應(yīng)該從以下方面診斷出影響鋼鐵企業(yè)電網(wǎng)安全的根本原因：
        一是進(jìn)行全廠供配電系統(tǒng)的短路電流分析。 
        二是根據(jù)短路電流對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)，采取措施保證電氣設(shè)備開(kāi)斷能力和熱穩(wěn)定、動(dòng)穩(wěn)定等參數(shù)符合短路要求。
        三是根據(jù)短路電流對(duì)繼電保護(hù)進(jìn)行全面校核，完善繼電保護(hù)裝置，確定新的保護(hù)定值，校驗(yàn)保護(hù)的上下級(jí)配合是否合理。
        四是對(duì)于新建的發(fā)電機(jī)須進(jìn)行接入電網(wǎng)分析，保證在發(fā)電機(jī)接入后系統(tǒng)的短路電流及潮流分配均合理。 
        五是對(duì)整個(gè)供配電系統(tǒng)進(jìn)行潮流分析，保證負(fù)荷分配合理，每臺(tái)主變的負(fù)載率均衡，避免出現(xiàn)有的主變過(guò)載而有的主變負(fù)荷率很低，避免為了負(fù)荷平衡將主變并列運(yùn)行，增加短路電流負(fù)擔(dān)。 
        六是對(duì)系統(tǒng)的電能質(zhì)量進(jìn)行分析，采取措施減少諧波、無(wú)功沖擊等，保證功率因數(shù)在0.9以上，減少無(wú)功損耗。