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淺談制藥企業(yè)安全供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

更新時(shí)間：2022-10-25點(diǎn)擊次數(shù)：1323次

任運(yùn)業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801

摘要：本篇文章主要針對(duì)制藥用電所涉及到用電安全以及相關(guān)現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹，并且與藥廠的生產(chǎn)廠房特性加以結(jié)合，嚴(yán)格按照質(zhì)量好的原則進(jìn)行生產(chǎn)，大限度的避免停電造成設(shè)備損壞以及產(chǎn)品報(bào)廢的可能性，強(qiáng)化藥廠的供電管理工作。本篇文章主要針對(duì)制藥企業(yè)安全供電系統(tǒng)研究進(jìn)行了詳細(xì)的探討，以期為我國藥廠用電安全發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：GMP 潔凈廠房；安全供電；應(yīng)急電源

0.引言

生物制藥廠本身實(shí)際上是一個(gè)特殊的行業(yè)，尤其是在生物制品的生產(chǎn)過程中，都要求要確保生產(chǎn)的連續(xù)性。那么在這一基礎(chǔ)之上，相關(guān)的生產(chǎn)設(shè)備本身也就要滿足持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的需求，才能夠設(shè)計(jì)出真正的合格的產(chǎn)品。相關(guān)的生產(chǎn)工藝設(shè)備本身，不僅僅需要穩(wěn)定的電源電壓，還要求頻率的穩(wěn)定性，進(jìn)而確保電力不會(huì)出現(xiàn)中斷現(xiàn)象。下文主要針對(duì)制藥企業(yè)安全供電系統(tǒng)進(jìn)行了全面深入的研究。

1.供電規(guī)范及現(xiàn)狀

1.1電力負(fù)荷分類

電力網(wǎng)運(yùn)行過程中，相關(guān)的用電設(shè)備所消耗的大量功率，實(shí)際上可以稱之為是電力負(fù)荷。嚴(yán)格按照相關(guān)的用電重要性以及供電可靠性的相關(guān)要求來說，電力負(fù)荷在這一過程中主要可以劃分成為以下三種類型：淤中斷供電出現(xiàn)之后，必然會(huì)導(dǎo)致工業(yè)生產(chǎn)蒙受巨大的經(jīng)濟(jì)損失，不僅設(shè)備被損壞，相關(guān)的產(chǎn)品也可能會(huì)由于無法在短時(shí)間內(nèi)回復(fù)生產(chǎn)而直接報(bào)廢，嚴(yán)重情況下甚至還可能會(huì)導(dǎo)致人員傷亡。而對(duì)于制藥生產(chǎn)這類連續(xù)性要求嚴(yán)苛的工廠來說，其本身的生產(chǎn)過程中也就可以劃分為一類負(fù)荷；于供電中斷之后，帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失，產(chǎn)品減產(chǎn)，需要停頓一定的時(shí)間才能夠恢復(fù)正常生產(chǎn)；盂上述一二類以外的生產(chǎn)，都直接屬于三類負(fù)荷，例如輔助生車間以及照明負(fù)荷等。

1.2基本要求

依據(jù)我國所表現(xiàn)出的相應(yīng)供電規(guī)范，因制藥企業(yè)呈現(xiàn)出的生產(chǎn)要求嚴(yán)苛性，就要使用兩路 10kV 級(jí)別的電源來進(jìn)行供電，并且要盡可能的是從兩條不同的上級(jí)線路所引下的兩路*獨(dú)立的供電電源。高壓系統(tǒng)的主接線要設(shè)置成為單母線，并且要帶有各自的獨(dú)立符合，確保能夠分段的運(yùn)行。中間位置需要設(shè)置上相應(yīng)的聯(lián)絡(luò)開關(guān)，并且兩個(gè)電源之間要保持閉鎖關(guān)系，進(jìn)而可以達(dá)到備用自投的目的。但即便是這方面的情況下，依然會(huì)發(fā)生一些不可抗力因素，之間導(dǎo)致兩路電源都*中斷。所以，要的保證負(fù)荷的持續(xù)供電，也就是使用15S啟動(dòng)級(jí)別的才有發(fā)電機(jī)，以及不間斷電源裝置來作為相關(guān)核心設(shè)備的緊急備用電源。第一類負(fù)荷：要使用兩個(gè)*獨(dú)立的電源進(jìn)行供電，進(jìn)而在其中某一個(gè)電源設(shè)備出現(xiàn)事故需要搶修的情況下，不會(huì)對(duì)另外一個(gè)電源供電造成影響，要的確保自備電源能夠連續(xù)性的供應(yīng)；第二類負(fù)荷：要求要提供雙回路形式的供電，也就是通過兩條線路執(zhí)行供電工作，在部分條件不允許的情況下，可以直接使用專用的供電線路；第三類負(fù)荷：這類生產(chǎn)體系本身在供電上沒有任何特殊的需求，并且即便是出現(xiàn)供電中斷之中，所帶來的影響也較小，但是需要在盡可能不加大投資力度的情況下，來促使供電所表現(xiàn)出的相關(guān)可靠性大幅度提高。生物制藥行業(yè)一般列為一、二類供電負(fù)荷，故投資較大。采用雙回路兩個(gè)獨(dú)立電源，再設(shè)置1臺(tái)備用發(fā)電機(jī)，以備應(yīng)急。部分關(guān)鍵用電設(shè)備應(yīng)配UPS電源（單相或三相)以保證產(chǎn)品質(zhì)量及設(shè)備安全。

具體要求如下：

（1）供電安全可靠要求供電不中斷。對(duì)關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備的供電一旦中斷，不僅會(huì)造成停產(chǎn)，而且會(huì)導(dǎo)致價(jià)值較高進(jìn)口設(shè)備的損壞或產(chǎn)品報(bào)廢。因此，為保證安全生產(chǎn)，要求實(shí)行連續(xù)供電，并且具有足夠的供電能力。

（2）保證供電質(zhì)量這主要是指供電頻率和供電電壓偏離額定值的幅度不超過允許范圍。否則，電氣設(shè)備的遠(yuǎn)行會(huì)不穩(wěn)定，甚至損壞電氣設(shè)備。我國規(guī)定交流供電標(biāo)準(zhǔn)頻率為 50Hz。偏差不超過依±0.2~±0.5，電壓不超過依±0.7%。

（3）供電經(jīng)濟(jì)在上述基本要求的基礎(chǔ)上，盡量做到供電系統(tǒng)簡單、操作方便、基本建設(shè)投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低.

2.供電方式

某制藥企業(yè)的研究所，為了是能夠達(dá)到供電可靠性的標(biāo)準(zhǔn)，使用了雙回路形式的供電變電站，電源所表現(xiàn)出的進(jìn)線為10kV，電壓降為380/220V。由于該制藥廠較小，只設(shè)置了一個(gè)變電站，僅需要使用2臺(tái)變壓器即可，進(jìn)而確保兩者能夠單獨(dú)運(yùn)行。當(dāng)某一回路的進(jìn)線在出現(xiàn)變壓器故障或者是進(jìn)線斷電之后，在執(zhí)行檢修工作的過程中，便可以使用聯(lián)絡(luò)開關(guān)，來使得重要負(fù)荷能夠在這一過程中保持更好的供電。而其他中型的及以上的制藥生產(chǎn)企業(yè)，就要設(shè)置上一所高壓配電所，直接使用6-10kV的線來輸送到各個(gè)變電所之中，并且將電壓降低為380/220V來提供供電。因生物制品車間一、二類負(fù)荷較多，考慮到車間供電的可靠性，可將小型企業(yè)供電系統(tǒng)用到車間配電站，采用2臺(tái)變壓器供電。當(dāng)負(fù)荷變動(dòng)較大時(shí)，為減少變壓器空載損耗，可在負(fù)荷低谷時(shí)切斷1臺(tái)變壓器。當(dāng)同時(shí)起用2臺(tái)變壓器時(shí)，每臺(tái)容量應(yīng)大于計(jì)算負(fù)荷的60%或一、二類負(fù)荷總?cè)萘俊?/div>

3.配電設(shè)施

3.1 電氣主接線圖

電氣主接線圖又叫一次接線圖，它是表示電能傳送和分配路線的接線圖，直接連接的變壓器、高壓開關(guān)、低壓開關(guān)、互感器等電器設(shè)備，叫做一次設(shè)備。電氣主接線直接影響變配電所的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能和運(yùn)行質(zhì)量，故在確定生物制藥車間變電所的電氣主接線時(shí)，應(yīng)滿足下列要求：淤能保證其供電可靠性；于接線圖力求簡明，以便運(yùn)行操作和消除故障；盂應(yīng)保證操作時(shí)的人身安全和在安全條件下進(jìn)行維修工作；榆留有維修空間；虞考慮備用電源，滿足在生產(chǎn)期間不因停電造成重大損失，備用電源還可用于應(yīng)急照明；愚考慮功率因數(shù)問題，一般不低于0.9，應(yīng)在變電站內(nèi)安裝電容器進(jìn)行集中補(bǔ)償；輿考慮到生物制藥的特殊性，可采用雙回路和兩臺(tái)變壓器的主接線圖。當(dāng)其中一路進(jìn)線電源中斷時(shí)，可通過低壓母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)將斷電部分的負(fù)荷換接到另一路線路上去，保證其中的重點(diǎn)設(shè)備繼續(xù)工作。雙回路電源進(jìn)線應(yīng)是兩個(gè)獨(dú)立的電源。同時(shí)增加市電-發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換開關(guān)，應(yīng)急電源配電柜。

3.2 變配電站的設(shè)備布局

配電所的設(shè)計(jì)應(yīng)方便電纜線的進(jìn)出，以利電源輸出到負(fù)荷處，其土建要滿足電氣要求，配電室門要向外開啟，以利安

全。

4.平臺(tái)概述

AcrelEMS-BP能效管理系統(tǒng)，集電力監(jiān)控、能源管理、設(shè)備運(yùn)維于一體。平臺(tái)采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)和集中管理模式，對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實(shí)行集中扁平化的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理，監(jiān)測企業(yè)電、水、氣、冷熱量及壓縮空氣等各類能源的消耗情況，通過數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助企業(yè)針對(duì)各種能源需求及用能情況、能源質(zhì)量、產(chǎn)品能源單耗、各工序能耗、工藝、車間、產(chǎn)線、班組、重大能耗設(shè)備等的能源利用情況等進(jìn)行能耗統(tǒng)計(jì)、同環(huán)比分析、能源成本分析、碳排分析，為企業(yè)加強(qiáng)能源管理，提高能源利用效率、挖掘節(jié)能潛力、節(jié)能評(píng)估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和支持。

4.1平臺(tái)組成

安科瑞生物制藥能效管理系統(tǒng)是一個(gè)深度集成的自動(dòng)化平臺(tái)，它集成35KV/10KV 的10KV/O.4KV電力監(jiān)控系統(tǒng)、智能馬達(dá)監(jiān)控系統(tǒng)、能耗管理系統(tǒng)、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、防火門監(jiān)控系統(tǒng)、消防設(shè)備電源系統(tǒng)、消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)，充電樁管理系統(tǒng)。用戶可通過瀏覽器、手機(jī)APP獲取數(shù)據(jù)，通過一個(gè)平臺(tái)即可對(duì)制藥廠區(qū)全局的用電和用電安全進(jìn)行集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度，同時(shí)滿足用戶用電可靠、安全、穩(wěn)定、高效、有序的要求。

4.2平臺(tái)拓?fù)鋱D

4.3平臺(tái)子系統(tǒng)

（1）電力監(jiān)控主要針對(duì)10/0.4kV地面或地下變電所，對(duì)變電所高壓回路配置微機(jī)保護(hù)裝置及多功能儀表進(jìn)行保護(hù)和監(jiān)控，對(duì)0.4kV出線配置多功能計(jì)量儀表，用于測控出線回路電氣參數(shù)和用能情況，可實(shí)時(shí)監(jiān)控高低壓供配電系統(tǒng)開關(guān)柜、變壓器微機(jī)保護(hù)測控裝置、發(fā)電機(jī)控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調(diào)、事故報(bào)警及記錄

（2）能耗管理系統(tǒng)

建立的能耗監(jiān)測管理系統(tǒng)，對(duì)生物制藥各點(diǎn)位的能源使用、報(bào)警等情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。以便生物制藥用戶能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)測各個(gè)點(diǎn)位的運(yùn)作情況，同時(shí)能更快速的掌握點(diǎn)位的報(bào)警，并為生物制藥削峰填谷、調(diào)整負(fù)載等技改措施提供數(shù)據(jù)支撐。

（3）馬達(dá)監(jiān)控

馬達(dá)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)對(duì)管廊電機(jī)的保護(hù)、遙測、遙信、遙控功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)過載、短路、缺相、漏電等異常情況的保護(hù)、監(jiān)測和報(bào)警。在需要的情況下可以設(shè)置聯(lián)動(dòng)控制。

（4）智慧消防

智慧消防云平臺(tái)基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等現(xiàn)代信息技術(shù)，將分散的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)備、電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、智慧煙感探測器、智慧消防用水等設(shè)備連接形成網(wǎng)絡(luò)，并對(duì)這些設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行智能化感知、識(shí)別、定位，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)采集消防信息，通過云平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助實(shí)現(xiàn)科學(xué)預(yù)警火災(zāi)、網(wǎng)格化管理、落實(shí)多元責(zé)任監(jiān)管等目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)了無人化值守智慧消防，實(shí)現(xiàn)智慧消防“自動(dòng)化"、“智能化"、“系統(tǒng)化"需求。從火災(zāi)預(yù)防，到火情報(bào)警，再到控制聯(lián)動(dòng)，在統(tǒng)一的系統(tǒng)大平臺(tái)內(nèi)運(yùn)行，用戶、安保人員、監(jiān)管單位都能夠通過平臺(tái)直觀地看到每一棟建筑物中各類消防設(shè)備和傳感器的運(yùn)行狀況，并能夠在出現(xiàn)細(xì)節(jié)隱患、發(fā)生火情等緊急和非緊急情況下，在幾秒時(shí)間內(nèi)，相關(guān)報(bào)警和事件信息通過手機(jī)短信、語音電話、郵件提醒和APP推送等手段，就迅速能夠迅速通知到達(dá)相關(guān)人員。

（5）充電樁管理平臺(tái)

充電樁在“源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)、充"信息能源結(jié)構(gòu)中是必*。充電樁應(yīng)用管理同樣是校園生活服務(wù)中必*一部分。

5.相關(guān)平臺(tái)部署硬件選型清單

5.1電力監(jiān)控及馬達(dá)保護(hù)系統(tǒng)

5.2能源管理系統(tǒng)

5.3智慧消防系統(tǒng)

(1)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

(2)消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)

(3)防火門監(jiān)控系統(tǒng)

(4)消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)

5.4充電樁理系統(tǒng)

6. 結(jié)語

綜上所述，在制藥企業(yè)生產(chǎn)的過程中，由于其生產(chǎn)體系所表現(xiàn)出的特殊性，這直接使得只要工廠有著嚴(yán)苛的用電需求，那么在這一基礎(chǔ)之下，供電系統(tǒng)本身就要的確保供電的安全可靠、合理、經(jīng)濟(jì)性，這方面的發(fā)展對(duì)于衛(wèi)生事業(yè)體系的發(fā)展來說，起到了一定的推動(dòng)作用。

參考文獻(xiàn)

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[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊 2022.05版

[5] 馬達(dá)，曹永剛.制藥企業(yè)安全供電系統(tǒng)研究.

作者介紹：

任運(yùn)業(yè)，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。

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