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一直以来，钢铁企业的能源消耗巨大，尤其以电能为主，在钢铁企业总指标中占据绝大部分。电费的巨额开支，不仅增加钢铁企业运营成本，也不利于能源保护战略的实施。因此，随着供电公司加强对电网管理的科学化、严格化，给钢铁企业的供配电管理提出更多要求。在计算机与网络时代，通讯技术快速发展起来，为供配电系统的自动化实现提供保障，当前在钢铁企业的成功使用，促进钢铁企业供配电发展的进步。以下将对具体问题进行分析：
一、供配电系统综合自动化概述
应用综合自动化系统，采取“双机双网”、“分层分布”集散控制方式，主要包括中央控制层、通讯层以及间隔层三大部分，组屏以220kV系统为主。在总降控制室中，对整流系统进行集中组屏，每一个功能间隔就是一个控制单元，实现各个单元间隔的遥控、遥测、遥调等功能。这样，可较好地划分组屏方式、组屏层次等，便于维护与管理。在10kV的系统监控保护单元中，其监控保护单元以分散安装为主，每一个间隔之间需要安装一套设备。具体分析如下：
（一）中央控制层
中央控制层是整个操作系统的核心所在，发挥远传、监视、控制、测量与管理等作用，通过通讯层，中央控制层与间隔层相连接，系统以双监控主机为主，通过通讯层及以太网，实现主机通讯需求，再通过2台通讯主机，和间隔层连接，实现各个隔层之间的数据连接，便于远方设备监控和维护系统，并可对其他系统实现通讯，强化管理，如整流系统、直流屏系统、谐波治理系统等，实现与电网中央调度之间的通信作用。
（二）通讯层
通讯层存在中央控制层和间隔层之间，主要包括两台通讯主机。其中通信介质为屏蔽双绞线，以集中控制分散方式为主，间隔层的通讯结构以总线式为主，各道间隔层之间相互独立、互不影响，各自实现功能，即使通讯层或者中央控制层发生障碍，间隔层仍然处于正常工作状态。
（三）间隔层
间隔层以通讯结构为主，实行220kV配电，发挥保护整流装置的作用，以总线式开展工作。对于各个间隔层的保护作用以及测量单元，实现通讯层通讯和总线式结构的有机结合。对于10kV配电室以及供配电系统的控制与保护功能，以总线式结构为主，其中形成环形网，利用光电转换器作用，完成光电转换功能，利用光缆和中央控制层，实现通讯作用。
二、配电网的重构技术
（一）概念界定
通过应用配电网重构技术，可有效优化配电网络的拓扑结构，以此提高系统运行稳定性，减少线损与消耗，实现负荷均匀配置，提高供电质量。一般情况下，配电网重构技术可包括正常运行状态下的网络重构与故障状态下的网络重构两种形式，已成为当前优化供配电、确保供电系统经济性、安全性的主要形式。通过应用配电网重构，可有效满足配电网的节点电压偏差需求与变压器的容量需求，实现馈线热熔，同时有效确定电网的线损状况，确保供电质量，实现供配电网的优化配置与稳定运行。在配电网中，由于涉及大量的联络开关与分段开关，因此有关配电网重构问题，也是多目标、非线性的混合型问题。
（二）实际应用
钢铁企业作为用电大户，往往存在用电效率低下问题。如何降低供配电系统的能耗与线损问题，确保配电系统的经济运行，已成为当前钢铁企业发展必须思考的问题。通过应用配电网重构技术，可优化改进运行方式，降低电网损耗，实现节电目标。在进行配电网重构过程中，将最小线损作为目标函数，将供电质量的提高、负载量的均衡以及系统安全可靠运行等，作为约束条件。通过实行降维处理，将较为复杂的多目标、非线性、混合型优化问题简单化。实际上，配电网重构技术是一项较为复杂、繁琐的理论工程，同时也是解决实际问题的有效途径，如果缺乏必要的工作经验，单纯依赖理论计算，其结果可能增大系统运行风险，造成安全威胁，甚至产生严重后果。因此在实际工程应用中，可考虑采取基于专家系统的配电网重构技术，结合专家经验与知识理论，遵循配电网的重构原则，提高系统运行的稳定性，在安全、可靠运行的前提下，进一步优化供配电结构。
（三）具体方法
优化电网结构，更利于设备安全、稳定运行，降低能源消耗与线损，这也是钢铁企业可持续发展的必经之路，通过确定高压配置的具体地址与方式，合理控制装机容量。
1．实现负荷结构的优化配置，有效控制容量。在钢铁企业生产过程中，由于工艺条件有所不同，因此产品的消耗也有所不同。在规划与设计过程中，可通过单位产品消耗量或者综合系数计算方法，对负荷量进行估算。结合具体的单耗状况、产量等计算总耗电量，为系统调整提供依据。
2．对于电网结构设置来说，应避免产生大容量、低电压或者近电远送等不利的运行方式，确保负荷水平及配置的合理性。适宜应用低压回路的供电方式，实行多布点措施，确保配电点在低压用户供电半径的优化范围之内；随着低压负荷的不断增加，之间降低供电半径。在此过程中，应注意尽量简化网络接线，实现资源的优化配置，合理、灵活地进行调度，避免出现各种网络故障，造成系统长期超负荷或者满载运行。
3．在技术水平允许的情况下，尽量整合新旧系统，确保安全运行；当新系统投入生产后，其负荷率处于较为合理的水平，尽量控制容量。对于轧机等存在较大冲击性负荷的运行情况，可采取无功补偿设备，确保在系统运行过程中的中变压器高压侧功率因数在0.9以上，尽量控制低变压器的容量。
三、变压器的优化运用
变压器作为钢铁企业供配电系统中的关键设备，由于考虑到干式节能变压器的节能、环保等优势，当前已经在诸多企业广泛应用。但是有关变压器的容量选择，必须充分考虑用电设备负荷状况，并从以下两方面降低成本：一方面，在设计变压器的容量过程中，应注意降低供配电系统的裕度。以干式节能变压器的运行来看，其过载能力超过了普通变压器的1倍以上。结合钢铁企业配电系统的运行需求，如果能应用干式节能变压器，设计较小的容量级差梯度、超强过载能力等，提高单台变压器的长期负载率，实现降耗减压、节约成本的目标。另一方面，在设计变压器台数时，尽量控制数量。在满足负载能力，提高可靠性的前提下，如果能控制变压器的数量，既可优化供配电网络结构，也可减少设备的投资费用，降低维护成本。避免由于变压器长期低负荷运行而产生的大消耗问题。因此，在钢铁企业生产中应用干式变压器，可有效降低电量与电费，实现经济效益。
由上可见，钢铁企业作为能耗大户，如何优化供配电系统的运行，提高运行稳定性、安全性、可靠性，已成为当前必须思考的问题，也是构建节约型社会的必经之路，对实现钢铁企业可持续发展具有重要意义。
（作者供职于中国二十冶集团有限公司电装分公司）
一、供配电系统综合自动化概述
应用综合自动化系统，采取“双机双网”、“分层分布”集散控制方式，主要包括中央控制层、通讯层以及间隔层三大部分，组屏以220kV系统为主。在总降控制室中，对整流系统进行集中组屏，每一个功能间隔就是一个控制单元，实现各个单元间隔的遥控、遥测、遥调等功能。这样，可较好地划分组屏方式、组屏层次等，便于维护与管理。在10kV的系统监控保护单元中，其监控保护单元以分散安装为主，每一个间隔之间需要安装一套设备。具体分析如下：
（一）中央控制层
中央控制层是整个操作系统的核心所在，发挥远传、监视、控制、测量与管理等作用，通过通讯层，中央控制层与间隔层相连接，系统以双监控主机为主，通过通讯层及以太网，实现主机通讯需求，再通过2台通讯主机，和间隔层连接，实现各个隔层之间的数据连接，便于远方设备监控和维护系统，并可对其他系统实现通讯，强化管理，如整流系统、直流屏系统、谐波治理系统等，实现与电网中央调度之间的通信作用。
（二）通讯层
通讯层存在中央控制层和间隔层之间，主要包括两台通讯主机。其中通信介质为屏蔽双绞线，以集中控制分散方式为主，间隔层的通讯结构以总线式为主，各道间隔层之间相互独立、互不影响，各自实现功能，即使通讯层或者中央控制层发生障碍，间隔层仍然处于正常工作状态。
（三）间隔层
间隔层以通讯结构为主，实行220kV配电，发挥保护整流装置的作用，以总线式开展工作。对于各个间隔层的保护作用以及测量单元，实现通讯层通讯和总线式结构的有机结合。对于10kV配电室以及供配电系统的控制与保护功能，以总线式结构为主，其中形成环形网，利用光电转换器作用，完成光电转换功能，利用光缆和中央控制层，实现通讯作用。
二、配电网的重构技术
（一）概念界定
通过应用配电网重构技术，可有效优化配电网络的拓扑结构，以此提高系统运行稳定性，减少线损与消耗，实现负荷均匀配置，提高供电质量。一般情况下，配电网重构技术可包括正常运行状态下的网络重构与故障状态下的网络重构两种形式，已成为当前优化供配电、确保供电系统经济性、安全性的主要形式。通过应用配电网重构，可有效满足配电网的节点电压偏差需求与变压器的容量需求，实现馈线热熔，同时有效确定电网的线损状况，确保供电质量，实现供配电网的优化配置与稳定运行。在配电网中，由于涉及大量的联络开关与分段开关，因此有关配电网重构问题，也是多目标、非线性的混合型问题。
（二）实际应用
钢铁企业作为用电大户，往往存在用电效率低下问题。如何降低供配电系统的能耗与线损问题，确保配电系统的经济运行，已成为当前钢铁企业发展必须思考的问题。通过应用配电网重构技术，可优化改进运行方式，降低电网损耗，实现节电目标。在进行配电网重构过程中，将最小线损作为目标函数，将供电质量的提高、负载量的均衡以及系统安全可靠运行等，作为约束条件。通过实行降维处理，将较为复杂的多目标、非线性、混合型优化问题简单化。实际上，配电网重构技术是一项较为复杂、繁琐的理论工程，同时也是解决实际问题的有效途径，如果缺乏必要的工作经验，单纯依赖理论计算，其结果可能增大系统运行风险，造成安全威胁，甚至产生严重后果。因此在实际工程应用中，可考虑采取基于专家系统的配电网重构技术，结合专家经验与知识理论，遵循配电网的重构原则，提高系统运行的稳定性，在安全、可靠运行的前提下，进一步优化供配电结构。
（三）具体方法
优化电网结构，更利于设备安全、稳定运行，降低能源消耗与线损，这也是钢铁企业可持续发展的必经之路，通过确定高压配置的具体地址与方式，合理控制装机容量。
1．实现负荷结构的优化配置，有效控制容量。在钢铁企业生产过程中，由于工艺条件有所不同，因此产品的消耗也有所不同。在规划与设计过程中，可通过单位产品消耗量或者综合系数计算方法，对负荷量进行估算。结合具体的单耗状况、产量等计算总耗电量，为系统调整提供依据。
2．对于电网结构设置来说，应避免产生大容量、低电压或者近电远送等不利的运行方式，确保负荷水平及配置的合理性。适宜应用低压回路的供电方式，实行多布点措施，确保配电点在低压用户供电半径的优化范围之内；随着低压负荷的不断增加，之间降低供电半径。在此过程中，应注意尽量简化网络接线，实现资源的优化配置，合理、灵活地进行调度，避免出现各种网络故障，造成系统长期超负荷或者满载运行。
3．在技术水平允许的情况下，尽量整合新旧系统，确保安全运行；当新系统投入生产后，其负荷率处于较为合理的水平，尽量控制容量。对于轧机等存在较大冲击性负荷的运行情况，可采取无功补偿设备，确保在系统运行过程中的中变压器高压侧功率因数在0.9以上，尽量控制低变压器的容量。
三、变压器的优化运用
变压器作为钢铁企业供配电系统中的关键设备，由于考虑到干式节能变压器的节能、环保等优势，当前已经在诸多企业广泛应用。但是有关变压器的容量选择，必须充分考虑用电设备负荷状况，并从以下两方面降低成本：一方面，在设计变压器的容量过程中，应注意降低供配电系统的裕度。以干式节能变压器的运行来看，其过载能力超过了普通变压器的1倍以上。结合钢铁企业配电系统的运行需求，如果能应用干式节能变压器，设计较小的容量级差梯度、超强过载能力等，提高单台变压器的长期负载率，实现降耗减压、节约成本的目标。另一方面，在设计变压器台数时，尽量控制数量。在满足负载能力，提高可靠性的前提下，如果能控制变压器的数量，既可优化供配电网络结构，也可减少设备的投资费用，降低维护成本。避免由于变压器长期低负荷运行而产生的大消耗问题。因此，在钢铁企业生产中应用干式变压器，可有效降低电量与电费，实现经济效益。
由上可见，钢铁企业作为能耗大户，如何优化供配电系统的运行，提高运行稳定性、安全性、可靠性，已成为当前必须思考的问题，也是构建节约型社会的必经之路，对实现钢铁企业可持续发展具有重要意义。
（作者供职于中国二十冶集团有限公司电装分公司）