西門子石化行業(yè)配電解決方案

柴淑云 何友林

（西門子基礎設施與城市業(yè)務領域中低壓集團，北京 100102）

1 西門子石化配電解決方案概述

西門子全集成能源管理（Totally Integrated Power，TIP）為石化行業(yè)提供全集成配電解決方案，主要基于以下3個方面。

1）西門子向客戶免費提供專用工具軟件，為配電系統(tǒng)規(guī)劃設計提供強有力的支持。通過SIMARIS設計軟件，用戶可方便、快速、可靠的計算配電網(wǎng)絡的全部電氣參數(shù)，按計算結果自動選擇和整定保護電器，評價選擇性保護配合，有助于設計和管理人員對配電系統(tǒng)整體和局部能耗的透明化管理。

2）提供了高效、可靠的全系列配電產品和系統(tǒng)，覆蓋從中壓開始到低壓主配電、分配電一直到末端配電?？山M成安全可靠的配電解決方案，適用石化行業(yè)高端配電系統(tǒng)的應用。

3）對石化配電系統(tǒng)可實現(xiàn)信息化的集成功能，通過多功能智能儀表、智能斷路器，智能開關柜等配電產品的靈活多樣的通信方式，實現(xiàn)能源監(jiān)控和管理，并可集成到企業(yè)的自動化系統(tǒng)當中。

2 石化行業(yè)配電系統(tǒng)特點

石化行業(yè)具有電力負荷密度大、供電可靠性要求高等特點。石化工廠必須取到可靠的電源，應根據(jù)地區(qū)供電的具體情況確定工廠的供電方式，大中型工廠可采用外供電的方式， 也可采用外供電和自發(fā)電的綜合方式。大型石化工廠一般由兩個以上獨立的電源供電。大型石化企業(yè)的 35/6(10)kV 配電網(wǎng)，系統(tǒng)中性點多采經(jīng)電阻接地方式；在低電壓側，接地類型的選擇也決定了系統(tǒng)的電磁兼容性。石油化工生產裝置 0.38/0.22kV 配電系統(tǒng)接地形式應采用 TN-S 系統(tǒng)。

石化行業(yè)配電設計時還要考慮變頻器、UPS等造成的諧波影響。當平均功率因數(shù)低于當?shù)毓╇娋忠髸r，應裝設無功功率補償裝置。并根據(jù)無功功率的分布情況，經(jīng)技術經(jīng)濟比較來確定集中補償或分散補償方案。

3 高效的石化行業(yè)配電系統(tǒng)設計

西門子 SIMARIS設計軟件自動計算和選型節(jié)省電氣設計師大量的工作量，確保配電設計高效，配電系統(tǒng)安全、可靠。系統(tǒng)界面如圖1所示。

圖1

1）設計依據(jù)IEC標準規(guī)范。

2）全面的短路電流計算，確保正確選型。

3）詳細的線路電壓降計算，確保電機正常運行。

4）合理的電纜選型計算，節(jié)省投資。

5）直觀明了的保護設備曲線配合評估。

6）電纜（母線槽系統(tǒng)）防火設計。

7）能效評估，可調整線纜或者設備，優(yōu)化能耗。

8）詳細的項目文檔：設備清單，選擇性配合曲線，單線圖等。

4 石化配電解決方案

中壓配電，一般包括進線、饋線、電動機回路及中壓電容器回路等。西門子可提供 35kV 氣體絕緣柜8DA/B10、10kV 空氣絕緣開關柜 NXAirS 、10kV 氣體絕緣開關柜 8DJH，以及10kV真空斷路器3AE系列，能滿足中壓配電線路保護及控制要求。

低壓側，鑒于石化行業(yè) 80% 左右的負載為為電動機，水泵，風機負載，其低壓配電系統(tǒng)通常按動力中心（PC 柜）和電動機控制中心 (MCC) 方式配電，PC 段直接供電給 I 類電動機和容量為75kW 及以上的 II 和 III 類電動機，和相對較大的其它負荷，其余負荷由 MCC 供電。對于 PC 和MCC 供電，西門子可提供通過完全型式試驗的SIVACON S8/8PT 系列低壓配電柜，以及可靠、高效、模塊化的空氣斷路器 3WL 系列和塑殼斷路器3VL 系列，滿足低壓配電線路保護和電動機保護和控制要求。解決方案如圖2所示。

圖2

對于生產輔助建筑物和值班用房用電以及廠區(qū)的照明終端配電和一些小動力配電，西門子可提供安全、高效、節(jié)能的小型斷路器5SY/5SP 系列，漏電保護器5SM2/5SM9或者漏電斷路器 5SU1/5SU9 系列，以及5SM6電弧故障檢測裝置，滿足低壓終端配電的要求。

5 智能石化配電監(jiān)控方案

隨著石油化工的集成自動化水平不斷提高，對供配電的可靠性要求也越來越高。智能化配電系統(tǒng)可以實現(xiàn)能源管理透明化，有效地保障供電可靠性，優(yōu)化負荷分配，節(jié)能增效。

智能配電通常分為三層：現(xiàn)場設備層，通信層和運行監(jiān)控層。在現(xiàn)場設備層，通過 Profibus或者Modbus 現(xiàn)場總線，集成具有通信功能的智能線路保護設備和測量設備。如帶通信模塊的 SENTRON 3WL和3VL智能斷路器，PAC4200/3200/3100等多功能測量儀表；3UF7馬達綜合保護器；SIPROTEC中壓綜合繼電保護裝置等。在通信層通過通信管理機或者PLC，實現(xiàn)信息的上傳下達。在運行監(jiān)控層，西門子的電能管理軟件SENTRON Powermanager，實現(xiàn)配電系統(tǒng)信息的實時監(jiān)控，數(shù)據(jù)存檔、統(tǒng)計分析等。監(jiān)控方案如圖3所示。

圖3

6 結論

如上所述，西門子根據(jù)石化行業(yè)配電系統(tǒng)的需求，為用戶提供了從設計軟件、中低壓配電產品和系統(tǒng)直到配電智能監(jiān)控的集成配電解決方案，確保配電系統(tǒng)運行安全、可靠。到目前為止，在國內已有大量的石化行業(yè)成功應用案例。