對(duì)石化企業(yè)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的探討

呂春光 王文渤（蘭州寰球工程公司，甘肅蘭州 730060）

對(duì)石化企業(yè)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的探討

呂春光 王文渤（蘭州寰球工程公司，甘肅蘭州 730060）

石油化工企業(yè)是促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要企業(yè)。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展需要，我國還會(huì)興建更多的石油化工企業(yè)，其中，良好的供配電系統(tǒng)是石油化工企業(yè)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的有力保障。針對(duì)石化企業(yè)供配電問題，本文首先介紹了石化企業(yè)供配電的特點(diǎn)，然后分別介紹了供配電的電源要求、主變電所、主要的配供電方式和配電的保護(hù)措施，希望我國化工企業(yè)能夠建立完善的供配電體系，能夠更好的滿足石化企業(yè)的生產(chǎn)需求，有效的促進(jìn)石化企業(yè)的發(fā)展。

石油化工；供配電；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

石油化工企業(yè)是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的有力保障，良好的供配電系統(tǒng)既可以保證生產(chǎn)的需要，又可以保證石油化工企業(yè)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。我國目前的石化企業(yè)大部分是由中小企業(yè)發(fā)展起來的，企業(yè)內(nèi)部的供配電系統(tǒng)不能達(dá)到規(guī)模所需的要求，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，我國將會(huì)建設(shè)更多的石化企業(yè)，良好的供配電系統(tǒng)可以為企業(yè)避免許多不必要的損失，因此，設(shè)計(jì)良好的供配電系統(tǒng)可以有力的保證石化企業(yè)的生產(chǎn)需求，同時(shí)能夠有效的保障石化企業(yè)的生產(chǎn)安全，是石化企業(yè)安全運(yùn)行的有力保障。

1 石油化工企業(yè)供配電的特點(diǎn)

石化企業(yè)的供配電系統(tǒng)是石化企業(yè)生產(chǎn)需要的保障，同時(shí)也是石化企業(yè)安全運(yùn)行的保障。石化企業(yè)的供配電系統(tǒng)特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.1 對(duì)供電系統(tǒng)安全性要求嚴(yán)格，供電負(fù)荷要求平穩(wěn)

石化企業(yè)對(duì)供配電的安全要求極為嚴(yán)格，需要保證供配電的安全運(yùn)轉(zhuǎn)和負(fù)荷的穩(wěn)定，安全是保證石油化工企業(yè)正常生產(chǎn)的必備條件。如果幾個(gè)電力系統(tǒng)發(fā)生故障，就會(huì)導(dǎo)致石化企業(yè)的大面積停產(chǎn)，損害了企業(yè)的利益，甚至可能會(huì)引起火災(zāi)和爆炸等災(zāi)難性后果，因此，安全性是石化企業(yè)供配電系統(tǒng)必須具備的要求。

穩(wěn)定的負(fù)荷也是石化企業(yè)供配電系統(tǒng)必備的要求，必須要達(dá)到生產(chǎn)運(yùn)行后，負(fù)荷基本無變化。這需要以異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的風(fēng)機(jī)和機(jī)泵對(duì)功率因數(shù)做出有效的補(bǔ)償，以保護(hù)負(fù)荷的穩(wěn)定性。

1.2 異步電動(dòng)機(jī)的有效運(yùn)行

供配電負(fù)荷是以異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和機(jī)泵為主。石化企業(yè)的供配電運(yùn)行需要大量的異步電動(dòng)機(jī)。因此，需要對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)做出補(bǔ)償，當(dāng)采用電容補(bǔ)償法時(shí)，應(yīng)該將電容組件安裝在負(fù)荷平穩(wěn)的主變電所和多區(qū)域配電所。這種方式不但可以有效的保證負(fù)荷平穩(wěn)，還可以縮短故障時(shí)備用電源的自動(dòng)投入時(shí)間。

1.3 啟動(dòng)難和逐漸擴(kuò)容的特點(diǎn)

大型的異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的時(shí)間較長，影響著配電系統(tǒng)的運(yùn)行。另外，石化企業(yè)具有負(fù)荷擴(kuò)容的特點(diǎn)，當(dāng)石化企業(yè)進(jìn)行擴(kuò)展改造時(shí)，需要對(duì)裝置進(jìn)行擴(kuò)容，因此在設(shè)計(jì)時(shí)需要保留一定的空間以便以后擴(kuò)容使用。

1.4 具有企業(yè)自身的熱力發(fā)電廠

石化企業(yè)都具有自身的熱力發(fā)電廠，熱電廠的規(guī)模和企業(yè)的發(fā)展需求有關(guān)聯(lián)，石化企業(yè)的熱力發(fā)電廠主要用于內(nèi)部供汽，如果用外部發(fā)電廠，一旦發(fā)生電力故障，就會(huì)導(dǎo)致企業(yè)停電、停汽，影響企業(yè)的正常運(yùn)行，造成很大程度的損失，因此，大型石化廠需要具備專用的熱力發(fā)電廠，其不但可以滿足自身的需求，還可以對(duì)外售電。

1.5 設(shè)計(jì)要考慮安全性特點(diǎn)

設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮石油化工企業(yè)的電氣系統(tǒng)安全和線路安全，并采取防雷措施，石油化工企業(yè)存在很多的易燃易爆品，容易導(dǎo)致火災(zāi)和爆炸等災(zāi)難，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該設(shè)計(jì)合理的供配電系統(tǒng)和安全措施，保證留有足夠的安全地帶，保證石化企業(yè)運(yùn)行的安全［1］。

2 石油化工企業(yè)對(duì)供電電源的要求

石化企業(yè)的負(fù)荷通常大于60MV，具有110KV和220KV兩個(gè)獨(dú)立的電源供電系統(tǒng)。其運(yùn)行方式可以劃分為雙電源單運(yùn)行和雙電源雙運(yùn)行兩種方式。雙電源單運(yùn)行是指只有一個(gè)供電電源運(yùn)行，另一個(gè)電源在故障時(shí)自動(dòng)投入，保證供電的持續(xù)性，其換電操作方便，但是很容易造成企業(yè)生產(chǎn)紊亂。雙電源雙運(yùn)行是指兩個(gè)電源全部運(yùn)行，其特點(diǎn)是某一個(gè)電源停電時(shí)產(chǎn)生的影響很小，但是換電倒閘操作起來復(fù)雜［2］。

3 對(duì)主變電所、電壓及供配電方式的要求

石化企業(yè)通常以熱電廠或變電所作為主變電所，大型石化企業(yè)往往具有多個(gè)主變電所，企業(yè)接線基本在企業(yè)外側(cè)以便接入電源，因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該根據(jù)企業(yè)的地理位置等因素綜合考慮來選擇方案。

石化企業(yè)的供配電電壓通常是0.4千伏、6千伏、10千伏和35千伏，其供配電方式主要分為以下幾個(gè)方面：

3.1 主變電所直配供配電

主變電所直配供配電是指從主變電所母線直接向各變電所供配電的方式。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，容易管理和操作，不需要大量的人員來管理，是大部分石化企業(yè)采用的主要方式，但是其具有損耗過大的特點(diǎn)，多條電纜都要從主變電所發(fā)出，導(dǎo)致以后的擴(kuò)容及其不便，因此，必須考慮增加電氣設(shè)備的投資。

為了維持主變電所短路時(shí)母線的殘余電壓，必須考慮在主變電所母線配出端安裝出線電抗器。但是出線電抗器又會(huì)給電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和體統(tǒng)運(yùn)行帶來難題，如果電抗百分值過小，不但限制不住短路電流，而且對(duì)母線沖擊很大，選擇電抗百分值過大，又不能保證電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)。

電流的直配方式需要采用時(shí)間階梯方式，母線配出回路不能安裝電流速斷保護(hù)。導(dǎo)致電路發(fā)生短路故障時(shí)，各個(gè)變電所會(huì)出現(xiàn)低壓現(xiàn)象，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)停機(jī)，為企業(yè)的收益帶來損失，而且主變電所的回路越多，短路影響的范圍越大，企業(yè)的損失也就在很大程度上變大。

3.2 多區(qū)域配電所供配電

多區(qū)域配電所供配電是指，石化企業(yè)在電荷集中的區(qū)域建立區(qū)域配電所，由主變電所向區(qū)域配電所供電，再由區(qū)域配電所向各裝置供配電的方式。該方式主要是減少了主配電所的配出回路，為以后的發(fā)展和擴(kuò)容都帶來很大程度的便利，同時(shí)也可以減少電氣設(shè)備的投資，有利于實(shí)現(xiàn)集中管理。因?yàn)槎鄥^(qū)域配電所供配電增加一級(jí)配出，使母線配出回路過電流保護(hù)及各裝置的低壓保護(hù)與主變電所直配供配電相比多出一個(gè)時(shí)間階梯，導(dǎo)致母線配出回路同樣不能安裝過電流速斷保護(hù)。另外，多區(qū)域配電所供配電依然沒有解決系統(tǒng)末端電壓不穩(wěn)定的問題，還存在著低壓停機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)，而且母線短路容量的問題也無法解決。

3.3 多區(qū)域變電所供配電

多區(qū)域變電所供配電同樣是在負(fù)荷密集處建立多處區(qū)域變電所，由主變電所供配電，發(fā)送到多處區(qū)域變電所，區(qū)域變電所將電力系統(tǒng)獲得的電壓轉(zhuǎn)變?yōu)檫m用的電壓再發(fā)送給各裝置變電所。該供配電方式與多區(qū)域配電所和主配電所直配供配電方式相比，增加了多個(gè)變壓器，這對(duì)石化企業(yè)供配電體系的建設(shè)帶來很大的難度。

4 裝置變電所供配電方式

單母線分段供配電的方式是裝置變電所采用的方法。母線一般裝有保護(hù)裝置，其方式主要有母線直配到負(fù)荷、母線配到發(fā)電機(jī)控制中心后再配到負(fù)荷兩種。一般用到方式基本是后者，可以減少發(fā)電機(jī)控制中心開關(guān)柜上的投資，同時(shí)可以縮小故障范圍［3］。

5 石化企業(yè)配電設(shè)計(jì)保護(hù)措施

5.1 防雷電保護(hù)措施

配電系統(tǒng)的建設(shè)中，預(yù)防雷電是設(shè)計(jì)者需要考慮的問題。現(xiàn)在對(duì)雷電的防護(hù)措施主要是接閃技術(shù)，通過在建筑上設(shè)立防雷裝置來實(shí)現(xiàn)的，在石化企業(yè)的設(shè)計(jì)中，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況來考慮。例如要把防雷設(shè)備和儲(chǔ)油罐等易燃易爆品的防護(hù)有機(jī)的融合起來，以便達(dá)到最佳的防護(hù)作用。

5.2 均衡分壓防護(hù)措施

均衡分壓主要是為了消除雷擊產(chǎn)生的高壓。其主要運(yùn)用在電氣施工控制方面，設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮配電的可行性和靈活性，需要設(shè)計(jì)者根據(jù)額定電壓情況合理的和設(shè)施連接起來，起到能夠有效的分擔(dān)電壓的特點(diǎn)，從而在雷擊發(fā)生的時(shí)候，可以有效的解決瞬間高壓的問題，可以為石化企業(yè)的發(fā)展帶來安全的保障。

5.3 電氣接地技術(shù)

配電系統(tǒng)接地可以有效的對(duì)電流實(shí)行保護(hù)作用。石化企業(yè)的接地技術(shù)主要有兩種：浮地和多點(diǎn)接觸。浮地技術(shù)是電子設(shè)備外殼接地。接地技術(shù)是當(dāng)有較強(qiáng)的雷擊擊中建筑或者設(shè)備的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生極高的電壓，接地技術(shù)就可以通過接地將電壓合理有效的釋放出去，從而對(duì)設(shè)備起到保護(hù)作用［4］。

6 結(jié)語

良好的配電系統(tǒng)是石化企業(yè)正常運(yùn)行的動(dòng)力，是石化企業(yè)獲得收益的有效保障，但是目前的石化企業(yè)供配電體系還不能完全適應(yīng)企業(yè)的發(fā)展，本文針對(duì)這個(gè)問題，首先介紹了石化企業(yè)的供配電特點(diǎn)，然后分別介紹了石化企業(yè)的電源要求和供配電方式，最后介紹了建設(shè)供配電體系的保護(hù)措施。希望設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)石化企業(yè)電力系統(tǒng)時(shí)，能夠綜合的考慮多方面因素，建設(shè)合理的供配電系統(tǒng)，以便石化企業(yè)能夠更好的發(fā)展。

［1］李邊榮.企業(yè)供配電系統(tǒng)的節(jié)能問題初探［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，10（30）：155-158.

［2］彥士梅.鋼鐵企業(yè)供配電系統(tǒng)故障隱患及解決措施［J］.企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2014，08（12）：71-72.

［3］張磊，劉君.大型石化企業(yè)配電系統(tǒng)電氣節(jié)能研究［J］.電氣應(yīng)用，2013，09（23）：43-46.

［4］郭超杰.石油化工行業(yè)低壓配電技術(shù)應(yīng)用的質(zhì)量控制［J］.安裝，2013，12（05）：40-41.