石油煉化廠電能質量的一些改進建議

陳猛 張梅生

柯貝爾電能質量技術（上海）有限公司，山東墾利石化 266042

有的時候往往僅僅是會因為幾個周波的電力系統(tǒng)出現(xiàn)異?；蛘呤悄硞€設備出現(xiàn)故障都有可能會造成大范圍內的停車，如果嚴重甚至還有可能會導致安全環(huán)保事故的發(fā)生。電能質量在很大的程度上會對石油煉化企業(yè)的安全生產(chǎn)與經(jīng)濟效益產(chǎn)生影響。為此必須要重視電能質量與其技術管理工作。

1 當前石油煉化廠電能質量現(xiàn)狀

石油煉化企業(yè)的生產(chǎn)介質為高溫、高壓、易燃易爆、有毒、有害以及腐蝕性，同時在生產(chǎn)上表現(xiàn)出了點多、鏈長、面廣等特點，對電能質量提出了相當高的要求。當前石油煉化企業(yè)的電能表現(xiàn)出以下的特點：

石油煉化生產(chǎn)工藝所具有的特殊性對于供電可靠性的要求非常高，電力系統(tǒng)如果出現(xiàn)一點問題就有可能導致化工裝置出現(xiàn)非常嚴重的安全事故并造成巨大的環(huán)境破壞事故。

石油煉化企業(yè)內部電網(wǎng)主要包括了輸電、配電與發(fā)電這三個環(huán)境。因為石油煉化企業(yè)對于配電系統(tǒng)的可要新的要求較高，導致了如果在這個三個環(huán)境中任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都有可能導致連續(xù)運行的石油煉化企業(yè)中的大量生產(chǎn)裝置停工。

在石油煉化企業(yè)中負荷相對平穩(wěn)，日負荷曲線的變化比較小，在生產(chǎn)裝置正常運行之后，負荷幾乎收走甚至是數(shù)月都不會出現(xiàn)變化。因此，主要外部能夠平穩(wěn)供電，不出現(xiàn)任何波動，通常情況下不會出現(xiàn)問題。

大型的石油煉化企業(yè)供電系統(tǒng)容量通常都是在200MV·A以上，用電負荷超過150MW，并且具有較強的自發(fā)電能力，自備發(fā)電機容量通常都在200 MW以上，和外電網(wǎng)連接電壓等級較高，通常都是220KV，聯(lián)絡回路數(shù)也在兩個及以上。

石油煉化企業(yè)的負荷主要都是用大型異步電動機拖動的風機、壓縮機以及個寶貨增安型異步電動機說拖動的機泵為主。其中電動機占用電總負荷的85%以上，同時也含有少量的同步電機。在石油煉化企業(yè)中還存在有一定數(shù)量的非線性負荷，例如變頻器、UPS、直流電源等。

在石油煉化企業(yè)中，煉油催化主風機與乙烯聚合造粒機等各種大型電動機的啟動雖然次數(shù)不多，但是每一次啟動的時間都較長，對母線電壓影響非常大，是石油煉化企業(yè)中供電系統(tǒng)的一個關鍵問題。

因為有大量異步電動機運行，所以通常都會采用電力電容器組對功率因素進行補償。電力網(wǎng)結構較為復雜，供電電壓等級較多，并且變配電站多且分布很散，導致了高壓輸電線路相當復雜，電纜配電系統(tǒng)也非常龐大。石油煉化企業(yè)的用電負荷基本都是一級用電負荷，起重有很多都是一級負荷中的重要負荷，并且配有UPS、EPS或事故柴油發(fā)電機等來作為安保電源。而那些特大型的石化企業(yè)往往還會配有用于緊急啟動的外部熱備用電源。而新建的石化電網(wǎng)電氣自動化水平都較高，并配有相當先進的繼電保護與自動裝置。

大型的石油煉化企業(yè)基本都擁有自己的熱電廠，熱電廠的規(guī)模主要是和企業(yè)的規(guī)模以及企業(yè)所在的地域的需求有很大的關系。有一些規(guī)模較大的熱電廠不僅僅是能夠滿足企業(yè)自身的用電需求，還能夠同時向電力系統(tǒng)或者地方社區(qū)和企業(yè)售電。石油煉化企業(yè)的熱電廠的主要作用是為石化裝置提供蒸汽，所采用的汽輪機也主要是以背壓式、抽汽背壓式或抽汽凝汽式為主。如果電力系統(tǒng)發(fā)生了故障導致石油煉化企業(yè)出現(xiàn)了大面積停電，生產(chǎn)裝置蒸汽用量就會出現(xiàn)較大幅度的波動，在這樣的情況下發(fā)汽輪發(fā)電機就難以穩(wěn)定的運行。這樣的情況就導致了在大型的石油煉化企業(yè)中熱電廠不僅僅是熱電生產(chǎn)中心同時也是企業(yè)的變配電中心。

2 石油煉化企業(yè)電能質量改善建議

2.1 電能改善的基礎性工作

首先必須要對石油煉化企業(yè)供電網(wǎng)絡的運行狀態(tài)進行掌握，對于企業(yè)的電能質量進行實時監(jiān)測，掌握其變化的共同。其次，需要對其出現(xiàn)的變化進行分析診斷，需要在對電能質量數(shù)據(jù)進行詳細分析的基礎上，通過仿真軟件對于電網(wǎng)結構所具有的固有諧振特性進行分析和計算，對于虛假的諧波干擾進行排除。再次，對系統(tǒng)進行合力的設計和改造，變電站的設計與投運都必須要在經(jīng)過了諧波電源負荷以及電能質量要求等各方面的技術咨詢之后才能夠開展，對線路網(wǎng)絡進行改造和建設都需要結合運行負荷的具體特點，這才能夠有效的降低線損，防止設備損失事故的發(fā)生。最后則是開展濾波裝置或者無功補償裝置的研制、調試以及現(xiàn)場測試，以便于更好的了解治理之后的效果，并對經(jīng)驗進行總結。

2.2 對諧波的治理

對諧波進行治理可以分為預防性治理與補救性治理這兩個方面。諧波預防性治理的方法主要有：（1）積極的采用多脈波數(shù)的整流器，這樣可以通過相位抵消或者相位多重變化來對諧波的產(chǎn)生進行減少；（2）對變壓器的聯(lián)接方式進行改變，例如繞組三角形鏈接就可以阻斷零序3次諧波；（3）采取減小諧波磁勢的旋轉設計電機的設計。稀薄的補救性措施：（1）采用無源濾波器，將參數(shù)設定為對某個特定的頻率形成諧振，并將其并聯(lián)在非線性負荷介入電網(wǎng)的位置來對所產(chǎn)生的諧波進行吸收；（2）有源濾波器，在理論上可以對任意頻率范圍內的諧波進行補償，但是價格昂貴；（3）混合型有源濾波器，同時具有有緣濾波器的優(yōu)點以及其所不具備的價格優(yōu)勢。

2.3 對電壓波動與閃變的治理

電壓的波動與閃變主要是因為沖擊性負荷的產(chǎn)生。除了對用電設備的性能進行改善外，還可以通過改善電網(wǎng)的供電能力與安裝補償設備來對電壓波動和閃變進行控制。

改善供電能力的措施主要有：（1）對供電電壓等級進行提高；（2）假設特殊大型負荷群的專用線路；（3）敏感負荷附近使用分散發(fā)電技術。而可以采用的補裝裝置則主要有靜止無功補償器SVC、靜止無功發(fā)生器SVG、

2.4 電壓中斷與驟降可以采取的補救措施

如果是短時間的電壓終端，則可以通過安裝UPS來為負荷供電。在電壓中斷時，UPS能夠提供幾十分鐘到幾個小時不等的不間斷供電，時間的長短主要是取決于UPS電源的電池容量大小。UPS的成本都比較高，很多時候都是只有在容量不大的重要負荷上才會使用。

如果系統(tǒng)發(fā)生了電壓驟降故障，電壓出現(xiàn)迅速跌落的情況時，就需要有反應速度非?？斓难a償裝置。當前可采用的動態(tài)電壓調節(jié)器DVR能夠在毫秒級內使得電壓跌落補償?shù)秸Ｖ?，使得負荷不受到電壓跌落的影響。相對而言，DVR知識補償系統(tǒng)中電壓應為故障而丟失的那一部分，并不需要承擔負荷所需要的全部電壓，因此比UPS的容量要小，而成本也要低很多。

3 結語

總之，良好的電能質量對于石油煉化廠的運行是相當有利的，惡劣的電能質量對于石油煉化廠來講很多時候都是致命的。從危害程度上來看，無論是何種電能質量問題都會為煉化廠帶來巨大的危害。電能從生產(chǎn)到消耗是一個整體，電力系統(tǒng)中的發(fā)、供、用始終都處于動態(tài)的平衡之中，在其中的任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會為電能質量帶來巨大的影響。為此要有效的改善電能質量，需要電力系統(tǒng)所覆蓋的所有單位都共同來進行努力。

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