木材加工企业的电气保护配置有哪些?——安科瑞 严新亚
电气保护的配置
一般木材加工企业常用的是10kV以下配电变压器、电动机和低压供电线路,其电气保护的选择方法为:
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(1)变压器保护 一般400kVA以下的变压器采用高压跌落保险保护。跌落保险的选择,首先应确定其额定电压为工作电压,再根据变压器较大工作电流乘以一个系数来确定熔体的额定电流。在木材加工行业中,较大功率的电动机一般都有启动装置,在确定系数时可不考虑电机自起动,该系统一般为1.1~1.3。400kVA~800kVA的变压器,若企业仅有一台专变,电业局一般要求在变压器的高压侧装置SF6高压断路器(自带短路保护和过流保护)。其选择一般由电业局有关部门确定。若企业有两台以上专变,应设立一个高压配电室,完成高压配电、高压配电线路的保护、变压器保护和无功集中补偿等功能。
(2)电动机保护和启动方式 木材加工企业使用的电机一般都是380V低压变流电机,很少采用高压电机。电机的功率多数在75kW以下,仅有少数设备的配套电机达到75kW以上,例如纤维板线使用的热磨机等。一般情况下生产设备在出厂时均配套有电动机,使用单位只需对设备所配电机的型式按安装场所的防火防爆等级进行校核即可。
在选择保护之前,应先按照《工业与民用通用设备电力装置设计规范》GBJ55-83的有关章节确定电动机的启动方式。大功率绕线式电动机主要采用频敏变阻器起动方式。目前频敏变阻器由内置式和外置式两种,由于内置式频敏变阻器无触头,直接安装于转子轴上,与转子绕组串联连接。在启动时能随着频率的变化而自动的改变阻抗,实现电动机的无级起动。适当选择参数,可获得接近恒转矩等机械特性。具有接线简单、起动平稳、成本低、维护方便、无火花产生等优点,建议优先选择。我厂纤维分厂的三台热磨机于1990年采用内置式频敏变阻器取代了原有的外置式频敏变阻器,运行几年效果非常好,维护工作量和维修费用大大降低。鼠笼式电动机的降压启动,一般采用自耦变压器降压启动和星三角启动方式等两种方式,机械对启动转矩要求不高时,可选择星三角启动方式。电动机的保护应按照《工业与民用通设备电力装置设计规范》GBJ55-83有关章节进行选择。木材加工企业中,由于使用的电动机功率较低,所以,较常用的电机保护装置是:熔断器+热断电器和自动空气开关+热继电器。熔断器和自动空气开关主要作为电动机的短路保护和过电流保护,热继电器主要作为电动机的过负荷保护。选择不当,将会留下火灾隐患。应按照设计手册认真选择和匹配参数。
3)低压线路保护 为在电气故障时,防止人身间接电击、电气线路损坏和电气火灾,低压配电线路应按要求装设短路保护过负载保护和接地故障保护。低压配电线路上下级保护电器的动作应具有选择性,各级间应能协调配合,但对于非重要负荷,可无选择性切断。配电线路应装设短路保护,保护电器应装设在每回线路的电源侧、线路的分支处和线路载流量减小处,距离被保护线路与电源线路的连接处3米以内,且不靠近可燃物的地方。用于线路短路和过载保护的电器有:熔断器、自动空气开关。
低压配电线路的保护应符合《低压配电装置及级路设计规范》GBJ54-83。低压配电线路的保护除确定额定电流值和保护整定电流值之外,还要进行保护电器的级间配合校验和保护电器与配电线路的配合校验,以达到在低压线路发生短路或过载时,能合理地保护用电设备、配电线路和防人身间接电击,并减少不必要的停电。结尾再按照《爆炸和火灾危险环境电气装置设计规范》(GB50058-92)有关章节要求进行校验。
4)低压线路电气火灾监控设备和系统的配置
电气火灾监控系统主要通过装设于各配电回路的剩余电流式电气火灾探测器、故障电弧探测器和电气防火限流式保护器,对线路的剩余电流、过电流、过电压、温度、故障电弧等信号进行采集和监视,实现对电气火灾的早期预警和报警,当必要时联动切除切除信号超标的回路,对短路回路进行短路灭弧保护,达到预防和保护的目的。
下图为某木材加式企业配电系统电气火灾监控配置方案,采用了安科瑞品牌的监测系统和监控设置。

该方案低压配电回路设置了安科瑞ARCM系列的剩余电流式电气火灾探测器,用来监测各回路的剩余电流和线缆温度。照明回路中装设了AFDD系列的故障电弧保护器,用来监测回路中的故障电弧,并进行保护。仓库的配电回路装设了ASCP系列的电气防火限流式保护器,用于线路的短路灭弧保护。所有监测设备通过RS485总线组网后,将数据上传到Acrel-6000/B电气火灾监控主机,实现对所有监测数据的远程集中监控。方案的产品选型表如下表所示:

该企业电气火灾监控系统运行以来,共报警并排查了线路漏电故障6起,故障电弧故障3起,避免了因故障导致更大电气安全隐患,对预防电气火灾事故起到了积极的作用。
总结
木材加工企业作为火灾危险场所,防火要求至关重要。传统的老旧企业在电气安全设计上已不符合新的电气防火规范的要求,为了提高供电系统的安全,需要进行配电系统改造。随着新的电气防火技术和防火设备的不断出现,结合新的规范要求,可以采用电气火灾监控设备和系统,以实现对电气火灾的预防、报警与保护,减少电气火灾事故的发生。