浅谈制药企业安全供电系统的设计与应用

王蒙蒙

 
摘 要：本篇文章主要针对制药用电所涉及到用电安全以及相关现状进行了介绍，并且与药厂的生产厂房特性加以结合，严格按照质量好的原则进行生产，大限度的避免停电造成设备损坏以及产品报废的可能性，强化药厂的供电管理工作。本篇文章主要针对制药企业安全供电系统研究进行了 详细的探讨，以期为我国药厂用电安全发展作出贡献。 
 
关键词：GMP 洁净厂房；安全供电；应急电源 
 
0.引言 
 
       生物制药厂本身实际上是一个特殊的行业，尤其是在生物制品的生产过程中，都要求要确保生产的连续性。那么在这一基础之上，相关的生产设备本身也就要完全满足持续运转的需求，才能够设计出真正的合格的产品。相关的生产工艺设备本身，不仅仅需要稳定的电源电压，还要求频率的稳定性，进而确保电力不会出现中断现象。下文主要针对制药企业安全供电系统进行了全面深入的研究。 
 
1.供电规范及现状 
 
1.1电力负荷分类 
 
       电力网运行过程中，相关的用电设备所消耗的大量功率，实际上可以称之为是电力负荷。严格按照相关的用电重要性以及供电可靠性的相关要求来说，电力负荷在这一过程中主要可以划分成为以下三种类型：淤中断供电出现之后，必然会导致工业生产蒙受巨大的经济损失，不仅设备被损坏，相关的产品也可能会由于无法在短时间内回复生产而直接报废，严重情况下甚至还可能会导致人员伤亡。而对于制药生产这类连续性要求严苛的工厂来说，其本身的生产过程中也就可以划分为一类负荷；于供电中断之后，带来较大的经济损失，产品减产，需要停顿一定的时间才能够恢复正常生产；盂上述一二类以外的生产，都直接属于三类负荷，例如辅助生车间以及照明负荷等。 
 
1.2基本要求 
 
       依据我国所表现出的相应供电规范，因制药企业呈现出的生产要求严苛性，就要使用两路 10kV 级别的电源来进行供电，并且要尽可能的是从两条不同的上级线路所引下的两路完全独立的供电电源。高压系统的主接线要设置成为单母线，并且要带有各自的独立符合，确保能够分段的运行。中间位置需要设置上相应的联络开关，并且两个电源之间要保持闭锁关系，进而可以达到备用自投的目的。但即便是这方面的情况下，依然会发生一些不可抗力因素，之间导致两路电源都完全中断。所以，要的保证负荷的持续供电，也就是使用15S启动级别的才有发电机，以及不间断电源装置来作为相关核心设备的紧急备用电源。 类负荷：要使用两个完全独立的电源进行供电，进而在其中某一个电源设备出现事故需要抢修的情况下，不会对另外一个电源供电造成影响，要的确保自备电源能够连续性的供应；第二类负荷：要求要提供双回路形式的供电，也就是通过两条线路执行供电工作，在部分条件不允许的情况下，可以直接使用专用的供电线路；第三类负荷：这类生产体系本身在供电上没有任何特殊的需求，并且即便是出现供电中断之中， 所带来的影响也较小，但是需要在尽可能不加大投资力度的情况下，来促使供电所表现出的相关可靠性大幅度提高。生物制药行业一般列为一、二类供电负荷，故投资较大。采用双回路两个独立电源，再设置1台备用发电机，以备应急。部分关键用电设备应配UPS电源（单相或三相)以保证产品质量及设备安全。
具体要求如下：
       （1）供电安全可靠要求供电不中断。对关键生产设备的供电一旦中断，不仅会造成停产， 而且会导致价值较高进口设备的损坏或产品报废。因此，为保证安全生产，要求实行连续供电，并且具有足够的供电能力。
       （2）保证供电质量这主要是指供电频率和供电电压偏离额定值的幅度不超过允许范围。否则，电气设备的远行会不稳定，甚至损坏电气设备。我国规定交流供电标准频率为 50Hz。偏差不超过依±0.2~±0.5，电压不超过依±0.7%。
       （3）供电经济在上述基本要求的基础上，尽量做到供电系统简单、操作方便、基本建 设投资和运行维护费用低.
 
2.供电方式 
 
       某制药企业的研究所，为了是能够达到供电可靠性的标准，使用了双回路形式的供电变电站，电源所表现出的进线为10kV，电压降为380/220V。由于该制药厂较小，只设置了一个变电站，仅需要使用2台变压器即可，进而确保两者能够单独运行。当某一回路的进线在出现变压器故障或 者是进线断电之后，在执行检修工作的过程中，便可以使用联络开关，来使 得重要负荷能够在这一过程中保持更好的供电。而其他中型的及以上的制 药生产企业，就要设置上一所高压配电所，直接使用6-10kV的线来输送到各个变电所之中，并且将电压降低为380/220V来提供供电。 因生物制品车间一、二类负荷较多，考虑到车间供电的可靠性，可将小型企业供电系统用到车间配电站，采用2台变压器供电。当负荷变动较大时，为减少变压器空载损耗，可在负荷低谷时切断1台变压器。当同时起用2台变压器时，每台容量应大于计算负荷的60%或一、二类负荷总容量。 
 
3.配电设施 
 
3.1 电气主接线图 
 
       电气主接线图又叫一次接线图，它是表示电能传送和分配路线的接线图，直接连接的变压器、高压开关、低压开关、互感器等电器设备，叫做一次设备。电气主接线直接影响变配电所的技术经济性能和运行质量，故在确 定生物制药车间变电所的电气主接线时，应满足下列要求：淤能保证其供电可靠性；于接线图力求简明，以便运行操作和消除故障；盂应保证操作时的人身安全和在安全条件下进行维修工作；榆留有维修空间；虞考虑备用电源，满足在生产期间不因停电造成重大损失，备用电源还可用于应急照 明；愚考虑功率因数问题，一般不低于0.9，应在变电站内安装电容器进行集中补偿；舆考虑到生物制药的特殊性，可采用双回路和两台变压器的主接线图。当其中一路进线电源中断时，可通过低压母线联络开关将断电部分的负荷换接到另一路线路上去，保证其中的重点设备继续工作。双回路电源进线应是两个独立的电源。同时增加市电-发电机转换开关，应急电源配电柜。 
 
3.2 变配电站的设备布局 
 
       配电所的设计应方便电缆线的进出，以利电源输出到负荷处，其土建要满足电气要求，配电室门要向外开启，以利安
全。 
 
4.平台概述
 
       AcrelEMS-BP能效管理系统，集电力监控、能源管理、设备运维于一体。平台采用自动化、信息化技术和集中管理模式，对企业的生产、输配和消耗环节实行集中扁平化的动态监控和数据化管理，监测企业电、水、气、冷热量及压缩空气等各类能源的消耗情况，通过数据分析、挖掘和趋势分析，帮助企业针对各种能源需求及用能情况、能源质量、产品能源单耗、各工序能耗、工艺、车间、产线、班组、重大能耗设备等的能源利用情况等进行能耗统计、同环比分析、能源成本分析、碳排分析，为企业加强能源管理，提高能源利用效率、挖掘节能潜力、节能评估提供基础数据和支持。
 
4.1平台组成
 
       安科瑞生物制药能效管理系统是一个深度集成的自动化平台，它集成35KV/10KV 的10KV/O.4KV电力监控系统、智能马达监控系统、能耗管理系统、电气火灾监控系统、防火门监控系统、消防设备电源系统、消防应急照明和疏散指示系统，充电桩管理系统。用户可通过浏览器、手机APP获取数据，通过一个平台即可对制药厂区全局的用电和用电安全进行集中监控、统一管理、统一调度，同时满足用户用电可靠、安全、稳定、高效、有序的要求。
 
4.2平台拓扑图

 
 
4.3平台子系统
 
       （1）电力监控主要针对10/0.4kV地面或地下变电所，对变电所高压回路配置微机保护装置及多功能仪表进行保护和监控，对0.4kV出线配置多功能计量仪表，用于测控出线回路电气参数和用能情况，可实时监控高低压供配电系统开关柜、变压器微机保护测控装置、发电机控制柜、ATS/STS、UPS，包括遥控、遥信、遥测、遥调、事故报警及记录     

 
（2）能耗管理系统
       建立的能耗监测管理系统，对生物制药各点位的能源使用、报警等情况进行实时的监控。以便生物制药用户能够实时的监测各个点位的运作情况，同时能更快速的掌握点位的报警，并为生物制药削峰填谷、调整负载等技改措施提供数据支撑。
 
 
（3）马达监控
       马达监控实现对管廊电机的保护、遥测、遥信、遥控功能，实现对电机过载、短路、缺相、漏电等异常情况的保护、监测和报警。在需要的情况下可以设置联动控制。

 
（4）智慧消防
       智慧消防云平台基于物联网、大数据、云计算等现代信息技术，将分散的火灾自动报警设备、电气火灾监控设备、智慧烟感探测器、智慧消防用水等设备连接形成网络，并对这些设备的状态进行智能化感知、识别、定位，实时动态采集消防信息，通过云平台进行数据分析、挖掘和趋势分析，帮助实现科学预警火灾、网格化管理、落实多元责任监管等目标。实现了无人化值守智慧消防，实现智慧消防“自动化”、“智能化”、“系统化”需求。从火灾预防，到火情报警，再到控制联动，在统一的系统大平台内运行，用户、安保人员、监管单位都能够通过平台直观地看到每一栋建筑物中各类消防设备和传感器的运行状况，并能够在出现细节隐患、发生火情等紧急和非紧急情况下，在几秒时间内，相关报警和事件信息通过手机短信、语音电话、邮件提醒和APP推送等手段，就迅速能够迅速通知到达相关人员。

 
（5）充电桩管理平台
       充电桩在“源、网、荷、储、充”信息能源结构中是必不可缺的。充电桩应用管理同样是校园生活服务中必不可缺的一部分。

 
5.相关平台部署硬件选型清单
 
       5.1电力监控及马达保护系统


 

 
 
       5.2能源管理系统
 



 
       5.3智慧消防系统
 
      (1)电气火灾监控系统

 
       (2)消防设备电源监控系统


 
 
       (3)防火门监控系统


 
       (4)消防应急照明和疏散指示系统






 
 
       5.4充电桩理系统


 
 
6. 结语
       综上所述，在制药企业生产的过程中，由于其生产体系所表现出的特殊性，这直接使得只要工厂有着严苛的用电需求，那么在这一基础之下，供电系统本身就要的确保供电的安全可靠、合理、经济性，这方面的发展对于卫生事业体系的发展来说，起到了一定的推动作用。
 
参考文献 
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[3]刘燕,许建洲,秦维勇.工厂供电实验教学的新模式[J].实验室研究与 探索.2012(11）
[4]安科瑞企业微电网设计与应用手册 2022.05版
[5] 马达，曹永刚.制药企业安全供电系统研究.