淺談大型煉油化工企業(yè)供配電方向分析

蔣德星

摘要：大型煉油化工企業(yè)將如何分配電力以滿足生產(chǎn)需要，進(jìn)一步完善安全可靠的供配電系統(tǒng)，本文結(jié)合作者企業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)，在研究相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，分析了大型煉化企業(yè)的分布特點(diǎn)，如作為可靠性要求高、負(fù)載相對(duì)穩(wěn)定、體積逐漸增大、含電量低的主要是以異步電動(dòng)機(jī)為主，分析了三種供配電方案的優(yōu)缺點(diǎn);根據(jù)大型煉化企業(yè)的配送特點(diǎn)，介紹并詳細(xì)分析了三種主要的配送方式：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，介紹了石油化工企業(yè)三種配電方式進(jìn)行分析比較。

關(guān)鍵詞：煉油化工企業(yè);供配電方式;優(yōu)缺點(diǎn)

一、引言

目前，我國大型煉化企業(yè)基本上是按照大、超大型的總體規(guī)劃逐步擴(kuò)大，但是企業(yè)供配電系統(tǒng)的規(guī)劃進(jìn)度相對(duì)滯后。隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高質(zhì)量發(fā)展，大型、超大型煉化企業(yè)將逐步取代小型煉化企業(yè)，如果企業(yè)的供配電方式規(guī)劃不合理，會(huì)給生產(chǎn)裝置穩(wěn)定運(yùn)行埋下重大隱患，影響企業(yè)的未來發(fā)展。大型煉化企業(yè)應(yīng)如何分配電力以滿足生產(chǎn)需要，同時(shí)也確保安全，可靠、經(jīng)濟(jì)、合理的配電系統(tǒng)運(yùn)行，具有迫切性和新穎性，這與大型煉化企業(yè)配電的特點(diǎn)密切相關(guān)。

我國煉化企業(yè)的主要配電模式包括：主變電站直接配電方案，多區(qū)域配電方案和多區(qū)域變電站。大型煉化企業(yè)配電負(fù)荷大，總運(yùn)行容量一般在60兆瓦以上，電源電壓一般為10kV和220V，并應(yīng)由兩個(gè)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。所謂雙電源單運(yùn)行是某個(gè)供電電源正常運(yùn)行另一個(gè)供電電源作備用，正常電源故障時(shí)，備用電源自動(dòng)啟動(dòng)。該運(yùn)行方式的優(yōu)點(diǎn)是企業(yè)內(nèi)電系統(tǒng)倒閘方便，缺點(diǎn)是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(gè)供電電源均正常運(yùn)行，某個(gè)供電電源故障后母線聯(lián)絡(luò)斷路器自動(dòng)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造成的影響較小，缺點(diǎn)是企業(yè)閘操作很不方便。

二、大型煉化化工企業(yè)供配電的特點(diǎn)

（一）可靠性要求高

對(duì)于連續(xù)經(jīng)營的煉化企業(yè)來說，供配電系統(tǒng)需要可靠運(yùn)行，短時(shí)間的電力系統(tǒng)故障，便可能導(dǎo)致裝置的大范圍波動(dòng)，甚至引發(fā)災(zāi)難性后果。

（二）負(fù)荷相對(duì)平穩(wěn)

煉化企業(yè)的負(fù)荷比較穩(wěn)定，日負(fù)荷曲線浮動(dòng)較小，生產(chǎn)裝置正常運(yùn)行期間，生產(chǎn)負(fù)荷和用電負(fù)荷幾乎沒有變化。

（三）負(fù)荷以異步電動(dòng)機(jī)為主

煉化企業(yè)的用電負(fù)荷主要集中在大型異步電機(jī)方面，在企業(yè)的供配電系統(tǒng)中有大量的異步電機(jī)，因此，應(yīng)對(duì)其功率因數(shù)進(jìn)行有效的補(bǔ)償。采用電力電容補(bǔ)償時(shí)，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)，由于這些變電所內(nèi)的負(fù)荷相對(duì)平穩(wěn)，可縮短裝置備用電源自動(dòng)投入時(shí)間。

（四）大型電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)

主流程風(fēng)機(jī)、進(jìn)料泵、壓縮機(jī)等大型發(fā)動(dòng)機(jī)，雖然起動(dòng)頻次較小，但起動(dòng)時(shí)間長、啟動(dòng)電流大，影響大型煉化企業(yè)的供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

（五）具有企業(yè)自備熱電廠

大型煉化企業(yè)一般建有自備熱電廠，部分企業(yè)甚至建設(shè)了大型火力發(fā)電廠，除了滿足企業(yè)的電力需求外，可以同時(shí)向外部用戶售電。一般企業(yè)自備熱電廠只能提供一定的負(fù)荷和安全的電源，主要功能是為企業(yè)提供蒸汽。因此汽輪機(jī)多以背壓式或抽汽凝汽式為主。一旦電力系統(tǒng)發(fā)生故障造成煉化企業(yè)大面積停電，生產(chǎn)裝置會(huì)立即停止用汽。各發(fā)電動(dòng)機(jī)很難保證此時(shí)的穩(wěn)定運(yùn)行。通常大型煉化企業(yè)的熱電廠既是企業(yè)供配電系統(tǒng)的中心。

（六）逐步擴(kuò)容

煉化企業(yè)的另一個(gè)特點(diǎn)是電力負(fù)荷的逐步增加。在煉化企業(yè)發(fā)展過程中，經(jīng)常會(huì)有新的裝置建設(shè)以及新的產(chǎn)能擴(kuò)張。因此，煉化企業(yè)供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須考慮足夠的擴(kuò)展空間.

我國大型煉化企業(yè)的配電電壓一般為：35kV、10kV、6kV、0.4kV;大型煉化企業(yè)的主要配電系統(tǒng)包括：主變電站直接配電系統(tǒng)，多區(qū)域配電站和多區(qū)域變電站。大型煉化企業(yè)一般在火力發(fā)電廠或通用變電站工作以降低壓力。一些大型煉化企業(yè)有幾個(gè)大型變電站，由電力公司管理。

三、主變電所直配供電的優(yōu)缺點(diǎn)分析

（一）主變電站具有直接配電的優(yōu)點(diǎn)。主變電站的直接供電意味著主變電站對(duì)6（10）kV變電站的直接供電。這種方式分布簡單，易于實(shí)施信息化管理，每臺(tái)設(shè)備均可無人值守，節(jié)省人力資源管理成本，廣泛應(yīng)用于煉化企業(yè).

（二）變壓器變電站直接供電不足，一是損耗大，主變電站直接供電線路大，配電系統(tǒng)損耗大，成本高。煉化企業(yè)配電電纜多，主變電站配電電纜多，增加了投資成本，配電僅從主重心進(jìn)行，配電系統(tǒng)的最終電壓波動(dòng)較大。在電纜短路的情況下，它對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)有重要影響，極易因電壓低而導(dǎo)致數(shù)據(jù)切換和化工生產(chǎn)中斷。

四、多區(qū)域配電所供配電的優(yōu)缺點(diǎn)分析

（一）多區(qū)域配電站配電的優(yōu)勢(shì)。利用電力負(fù)荷相對(duì)集中的地區(qū)，利用多區(qū)域配電站配電，主要變電站向多區(qū)域配電站供電6（10）kV，再到多功能配電站。具有線路少、電纜布線投資少、施工、維護(hù)和擴(kuò)展負(fù)載，功耗低，信息管理方便.

（二）多區(qū)域配電站沒有得到適當(dāng)?shù)姆峙?。首先，勞?dòng)力成本很高。多區(qū)域配電站可以無人看管，但在重要的區(qū)域配電站，它們應(yīng)該是專用的。從主變電站到多區(qū)域配電站，以及從多區(qū)域配電站到額外時(shí)間的變電站，允許變電站自動(dòng)啟動(dòng)低壓和備用電源，變電站主配電回路的過流保護(hù)需要額外的步驟。大電壓波動(dòng)，而配電系統(tǒng)的最終電壓波較大。

五、多區(qū)域變電所供配電的優(yōu)缺點(diǎn)分析

（一）多區(qū)域變電站配電的優(yōu)勢(shì)。與多區(qū)域配電站一樣，多區(qū)域變電站適用于煉化企業(yè)電力負(fù)荷相對(duì)集中的地區(qū)。變壓器壓力降低后，35kV由主變電站通過電纜線路供電，分配到最大數(shù)量的區(qū)域變電站，然后從多區(qū)域變電站到適合建設(shè)大型煉化企業(yè)的各種變電站。其優(yōu)點(diǎn)：一、成功地解決了配電系統(tǒng)端部電壓波動(dòng)大的問題;二是不延長變電站主線過電壓保護(hù)的持續(xù)時(shí)間，變壓器變電站低壓保護(hù)及備用電源自動(dòng)輸入;第三，在電纜回路短路的情況下，低壓停堆的影響不大。

（二）多區(qū)域電廠供配電不足，與主變直接供電和多區(qū)域電廠供配電相比，多區(qū)域電廠供配電增加了變壓器，由此產(chǎn)生了一定的投資成本、建設(shè)成本、運(yùn)行維護(hù)成本。

六、保安電源的設(shè)置

如果石化裝置大面積停電，火災(zāi)爆炸事故很容易發(fā)生。因此，在發(fā)生電源故障時(shí)，必須考慮防火和其他問題。鑒于為了在發(fā)生事故時(shí)增加發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性，應(yīng)在火力發(fā)電廠安裝低循環(huán)負(fù)載分離器，一些生產(chǎn)裝置應(yīng)安裝大型柴油機(jī)油泵和柴油發(fā)電廠，以解決這類問題。

七、結(jié)語

大多數(shù)煉化企業(yè)的供配電系統(tǒng)都是根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況，結(jié)合上述各種供配電方式。建議對(duì)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(duì)于距離主變電所較遠(yuǎn)、負(fù)荷較輕的幾個(gè)生產(chǎn)單元，應(yīng)選擇多區(qū)域配電電站的供配電方式;對(duì)于距離主變電所較遠(yuǎn)或電壓較高的幾個(gè)生產(chǎn)裝置，選擇多區(qū)域變電所的供配電方式;對(duì)于大型煉化企業(yè)，建議新建大型煉化企業(yè)的供配電系統(tǒng)考慮多區(qū)域供配電方式作為主要的供配電方式。在煉化企業(yè)的辦公和生產(chǎn)過程中，供配電系統(tǒng)起著保證和決定性的作用，因此，需要大力發(fā)展煉化企業(yè)的供配電系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

[1]馬維全.化工企業(yè)供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].石化技術(shù)， 2018（4）：14.

[2]張波濤.大型石油化工企業(yè)供配電方式的比較分析[J].決策探索（中）， 2020（08）：22.

[3]夏斌.淺析化工企業(yè)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].機(jī)電信息，2020（14）：117-118.

[4]張洪福.供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)在化工企業(yè)中的作用[J].河南化工，2020，37 （03）：41-43.

[5]潘陽，裴瑩瑩.淺談石油化工企業(yè)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].科技與創(chuàng)新，2016 （04）：86+88.

作者簡介

張波濤，單位：中國石油集團(tuán)東北煉化工程有限公司。