大型煤化工企業(yè)供配電系統(tǒng)現(xiàn)狀研究

周榮芹

【摘 要】大型煤化企業(yè)內(nèi)采用何種供配電方式，既能滿足生產(chǎn)需要，又能使供配電系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、合理地運(yùn)行是擺在我們面前急需解決的新問題。本文根據(jù)大型煤化工企業(yè)供配電特點(diǎn)，介紹了煤化工企業(yè)內(nèi)三種主要的供配電方式，并對其進(jìn)行了較詳細(xì)的分析比較。

【關(guān)鍵詞】煤化工；企業(yè)供配電；系統(tǒng)運(yùn)行

目前我國的大型煤化工企業(yè)（簡稱煤化企業(yè)）多數(shù)是由中、小型逐步擴(kuò)容起來的，對于企業(yè)內(nèi)的供配電系統(tǒng)沒有很好地按照大型以及特大型煤化企業(yè)統(tǒng)籌規(guī)劃。隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展以及現(xiàn)代生活的需要，還將新建許多大型以及特大型煤化企業(yè)，如企業(yè)內(nèi)供配電方式選擇不合理將會給企業(yè)帶來極大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，大型煤化企業(yè)內(nèi)采用何種供配電方式，既能滿足生產(chǎn)需要，又能使供配電系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、合理地運(yùn)行是擺在我們面前急需解決的新問題，也是與大型煤化企業(yè)供配電特點(diǎn)息息相關(guān)的。

1 大型煤化企業(yè)供配電特點(diǎn)

1.1 對供配電的可靠性要求非常高

對連續(xù)運(yùn)行的煤化企業(yè)來說，對供配電的可靠性要求是非常高的，僅幾個周波的電力系統(tǒng)故障就能造成大量生產(chǎn)裝置停工，甚至引起災(zāi)難性的后果[1]。

1.2 負(fù)荷相對平穩(wěn)

煤化企業(yè)的負(fù)荷是相對平穩(wěn)的，日負(fù)荷曲線的變化很小，生產(chǎn)裝置運(yùn)行正常后，負(fù)荷幾乎數(shù)周甚至數(shù)月不變。

1.3 負(fù)荷以異步電動機(jī)為主

煤化企業(yè)的負(fù)荷主要是以大型異步電動機(jī)拖動的風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)以及隔爆或增安型異步電動機(jī)拖動的機(jī)泵為主。由于煤化企業(yè)供配電系統(tǒng)內(nèi)具有大量異步電動機(jī)的運(yùn)行，因此，應(yīng)對其功率因數(shù)進(jìn)行有效的補(bǔ)償。當(dāng)采用電力電容補(bǔ)償時，電力電容器組宜安裝在主變電所、多區(qū)域配電所或多區(qū)域變電所內(nèi)，因?yàn)檫@些變電所內(nèi)的負(fù)荷相對平穩(wěn)，而且可縮短裝置變電所故障時的備用電源自動投入時間[2]。

1.4 大型電動機(jī)啟動

催化主風(fēng)機(jī)等大型電動機(jī)的啟動雖然次數(shù)很少，但啟動時間卻較長，是影響大型煤化企業(yè)內(nèi)供配電系統(tǒng)的關(guān)鍵問題之一。

1.5 具有企業(yè)自備熱電廠

大型煤化企業(yè)都具有企業(yè)自己的熱電廠，其規(guī)模與企業(yè)的規(guī)模及地域的需求有關(guān)，有些規(guī)模大的熱電廠除滿足本企業(yè)的用電需求外還可向電力系統(tǒng)售電，通常僅能為本企業(yè)提供一定負(fù)荷及保安電源。煤化企業(yè)的熱電廠的主要作用是為企業(yè)內(nèi)供汽[3]，因此汽輪機(jī)多以背壓式、抽汽背壓式或抽汽凝汽式為主。一旦電力系統(tǒng)發(fā)生故障造成煤化企業(yè)大面積停電，生產(chǎn)裝置會立即停止用汽，各發(fā)電動機(jī)很難保證此時的穩(wěn)定運(yùn)行。通常大型煤化企業(yè)的熱電廠既是企業(yè)供配電系統(tǒng)的中心。

1.6 逐步擴(kuò)容

煤化企業(yè)的另一特點(diǎn)是用電負(fù)荷的逐步擴(kuò)容，增加新裝置及改造擴(kuò)容是煤化企業(yè)司空見慣的事情，因此在設(shè)計(jì)煤化企業(yè)內(nèi)供配電系統(tǒng)時一定要考慮留有足夠的擴(kuò)展余地。

2 大型煤化企業(yè)對供電電源的要求

大型煤化企業(yè)的用電負(fù)荷較大，通?？傔\(yùn)行容量大于60MVA，供電電壓為（66）110KV，220KV，并應(yīng)由兩個以上獨(dú)立的電源供電，運(yùn)行方式一般為雙電源單運(yùn)行或雙電源雙運(yùn)行[4]。

所謂雙電源單運(yùn)行供配電方式是某個供電電源正常運(yùn)行另一個供電電源作備用，正常運(yùn)行供電電源故障后備用供電電源自動投入確保企業(yè)的連續(xù)供配電。該運(yùn)行方式的優(yōu)點(diǎn)是企業(yè)內(nèi)供配電系統(tǒng)倒閘操作方便，缺點(diǎn)是正常運(yùn)行供電電源故障后極易造成企業(yè)生產(chǎn)的混亂。

雙電源雙運(yùn)行供配電方式是兩個供電電源均正常運(yùn)行，某個供電電源故障后母線聯(lián)絡(luò)斷路器自動投入確保企業(yè)的連續(xù)供配電。該運(yùn)行方式的優(yōu)點(diǎn)是某一供電電源故障后對企業(yè)生產(chǎn)造成的影響較小，缺點(diǎn)是企業(yè)內(nèi)供配電系統(tǒng)倒閘操作很不方便。

2.1 大型煤化企業(yè)內(nèi)的主變電所

大型煤化企業(yè)通常是以熱電廠或總降壓變電所作為主變電所。一些大型煤化企業(yè)內(nèi)具有數(shù)個主變電所，運(yùn)行方式等事宜通常供電力公司制約。大型煤化企業(yè)內(nèi)主變電所的接線方式通常是單母線分段帶旁路母線及雙母線等，一般位于企業(yè)的外側(cè)以便輸入供電電源，因此，必須采用電力電纜向生產(chǎn)裝置變電所供電。企業(yè)內(nèi)采用供配電電壓及供配電方式應(yīng)根據(jù)企業(yè)的負(fù)荷特點(diǎn)及地理位置等因素仔細(xì)選擇[5]。

2.2 大型煤化企業(yè)內(nèi)供配電電壓及供配電方式

我國大型煤化企業(yè)內(nèi)供配電電壓通常為：

35KV，10KV，6KV及0.4KV；

大型煤化企業(yè)內(nèi)主要供配電方式為：

●主變電所直配供配電方式；

●多區(qū)域配電所供配電方式；

●多區(qū)域變電所供配電方式；

2.3 主變電所直配供配電方式

從主變電所6（10）KV母線采用放射式直接供配電至各裝置變電所就構(gòu)成了主變電所直配供配電方式。

該供配電方式構(gòu)成簡單，設(shè)備管理集中，容易實(shí)現(xiàn)全企業(yè)的微機(jī)化管理及保護(hù)，各裝置變電所均可無人值守，人員需求較少，是目前多數(shù)煤化企業(yè)主要采用的供配電方式。但該供配電方式主變電所配出回路過多，系統(tǒng)供配電損耗很大，另外，目前多采用電力電纜沿系統(tǒng)管架敷設(shè)的形式，多條電纜都從主變電所一處配出也給這些電纜的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行以及今后的擴(kuò)容都帶來了極大的不便。在該供配電方式中每個配出回路都必須按該生產(chǎn)裝置的最大運(yùn)行負(fù)荷考慮，因此，不得不增加電器設(shè)備及配出電纜的投資。由于該供配電方式僅從主變電所一處配出，供配電系統(tǒng)末端的電壓波動很大，這給處于企業(yè)負(fù)荷遠(yuǎn)端的儲運(yùn)及給排水系統(tǒng)的電氣運(yùn)行造成了一些困難。

3 裝置變電所供配電方式

裝置變電所通常均采用單母線分段的供配電方式，母聯(lián)一般裝設(shè)備用電源自動投入保護(hù)，配出方式則有母線直配至用電負(fù)荷與母線配至各電動機(jī)控制中心（MCC）再配至用電負(fù)荷兩種。國外進(jìn)口裝置變電所多采用后者，該供配電方式可在MCC開關(guān)柜上減少一些投資，而且可縮小在MCC故障時對供配電系統(tǒng)的影響范圍。在設(shè)計(jì)裝置變電所開關(guān)柜時，宜將進(jìn)線、母聯(lián)、電壓互感器、變壓器及補(bǔ)償電容器開關(guān)柜集中布置，以方便今后的運(yùn)行管理[6]。

4 結(jié)論

多數(shù)煤化企業(yè)的供配電系統(tǒng)是根據(jù)本企業(yè)實(shí)際情況，采用上述各種供配電方式的混合形成的。建議對主變電所附近少量負(fù)荷較少的生產(chǎn)裝置采用主變電所直配供配電方式；對距主變電所較遠(yuǎn)負(fù)荷較少的多個生產(chǎn)裝置，采用多區(qū)域配電所供配電方式；對距主變電所較遠(yuǎn)或供電半徑內(nèi)負(fù)荷較大的多個生產(chǎn)裝置，采用多區(qū)域變電所供配電方式。對于采用主變電所以直配及多區(qū)域配電所為主供配電方式的大型煤化企業(yè)，建議考慮圖-1的主變電所接線方式。對于新建大型煤化企業(yè)的供配電系統(tǒng)，建議考慮多區(qū)域變電所供配電方式。

參考文獻(xiàn)：

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[6]薛冰，魏正光.石化企業(yè)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[J].化工管理，2016（36）：184.

（作者單位：山東華魯恒升化工股份有限公司）