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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)：925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(guó)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(guò)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(lèi)

電力網(wǎng)運(yùn)行過(guò)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(chēng)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(lái)說(shuō)，電力負(fù)荷在這一過(guò)程中主要可以劃分成為以下三種類(lèi)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(wú)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(lèi)連續(xù)性要求嚴(yán)苛的工廠來(lái)說(shuō)，其本身的生產(chǎn)過(guò)程中也就可以劃分為一類(lèi)負(fù)荷；于供電中斷之后，帶來(lái)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(lèi)以外的生產(chǎn)，都直接屬于三類(lèi)負(fù)荷，例如輔助生車(chē)間以及照明負(fù)荷等。

1.2基本要求

依據(jù)我國(guó)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(lái)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(kāi)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(lái)作為相關(guān)核心設(shè)備的緊急備用電源。第一類(lèi)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(lèi)負(fù)荷：要求要提供雙回路形式的供電，也就是通過(guò)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(zhuān)用的供電線路；第三類(lèi)負(fù)荷：這類(lèi)生產(chǎn)體系本身在供電上沒(méi)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(lái)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(lái)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(lèi)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(guò)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(guó)規(guī)定交流供電標(biāo)準(zhǔn)頻率為 50Hz。偏差不超過(guò)依±0.2~±0.5，電壓不超過(guò)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(jiǎn)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(guò)程中，便可以使用聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，來(lái)使得重要負(fù)荷能夠在這一過(guò)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(lái)輸送到各個(gè)變電所之中，并且將電壓降低為380/220V來(lái)提供供電。因生物制品車(chē)間一、二類(lèi)負(fù)荷較多，考慮到車(chē)間供電的可靠性，可將小型企業(yè)供電系統(tǒng)用到車(chē)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(lèi)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(kāi)關(guān)、低壓開(kāi)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(chē)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(jiǎn)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(wèn)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(guò)低壓母線聯(lián)絡(luò)開(kāi)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(kāi)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(mén)要向外開(kāi)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(cè)企業(yè)電、水、氣、冷熱量及壓縮空氣等各類(lèi)能源的消耗情況，通過(guò)數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢(shì)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(chē)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(mén)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(hù)可通過(guò)瀏覽器、手機(jī)APP獲取數(shù)據(jù)，通過(guò)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(hù)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?jī)x表，用于測(cè)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(kāi)關(guān)柜、變壓器微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置、發(fā)電機(jī)控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測(cè)、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(cè)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(hù)能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)測(cè)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(cè)、遙信、遙控功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)過(guò)載、短路、缺相、漏電等異常情況的保護(hù)、監(jiān)測(cè)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(cè)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(guò)云平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢(shì)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(wú)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(hù)、安保人員、監(jiān)管單位都能夠通過(guò)平臺(tái)直觀地看到每一棟建筑物中各類(lèi)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(guò)手機(jī)短信、語(yǔ)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(mén)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(yǔ)

綜上所述，在制藥企業(yè)生產(chǎn)的過(guò)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(lái)說(shuō)，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(cè) 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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