大型石油化工企业供配电系统

大型石油化工企业供配电系统摘要：大型石化企业内采用何种供配电方式，既能满足生产需要，又能使供配电系统安全、可靠、经济、合理地运行是摆在我们面前急需解决的新问题。本文根据大型石油化工企业供配电特点，介绍了石油化工企业内三种主要的供配电方式，并对其进行了较详细的分析比较。关键字：石油化工企业供配电1前言目前我国的的大型石油化化工企业（简简称石化企业业）多数是由由中、小型逐逐步扩容起来来的，对于企企业内的供配配电系统没有有很好地按照照大型以及特特大型石化企企业统筹规划划。随着我国国经济建设的的飞速发展以以及现代生活活的需要，还还将新建许多多大型以及特特大型石化企企业，如企业业内供配电方方式选择不合合理将会给企企业带来极大大的经济损失失。因此，大大型石化企业业内采用何种种供配电方式式，既能满足足生产需要，又又能使供配电电系统安全、可可靠、经济、合合理地运行是是摆在我们面面前急需解决决的新问题，也也是与大型石石化企业供配配电特点息息息相关的。2大型石化企企业供配电特特点2.1对供配配电的可靠性性要求非常高高对连续运行行的石化企业业来说，对供供配电的可靠靠性要求是非非常高的，仅仅几个周波的的电力系统故故障就能造成成大量生产装装置停工，甚甚至引起灾难难性的后果。2.2负荷相相对平稳石化企业的的负荷是相对对平稳的，日日负荷曲线的的变化很小，生生产装置运行行正常后，负负荷几乎数周周甚至数月不不变。2.3负荷以以异步电动机机为主石化企业的的负荷主要是是以大型异步步电动机拖动动的风机、压压缩机以及隔隔爆或增安型型异步电动机机拖动的机泵泵为主。由于于石化企业供供配电系统内内具有大量异异步电动机的的运行，因此此，应对其功功率因数进行行有效的补偿偿。当采用电电力电容补偿偿时，电力电电容器组宜安安装在主变电电所、多区域域配电所或多多区域变电所所内，因为这这些变电所内内的负荷相对对平稳，而且且可缩短装置置变电所故障障时的备用电电源自动投入入时间。2.4大型电电动机启动催化主风机机等大型电动动机的启动虽虽然次数很少少，但启动时时间却较长，是是影响大型石石化企业内供供配电系统的的关键问题之之一。2.5具有企企业自备热电电厂大型石化企企业都具有企企业自己的热热电厂，其规规模与企业的的规模及地域域的需求有关关，有些规模模大的热电厂厂除满足本企企业的用电需需求外还可向向电力系统售售电，通常仅仅能为本企业业提供一定负负荷及保安电电源。石化企企业的热电厂厂的主要作用用是为企业内内供汽，因此此汽轮机多以以背压式、抽抽汽背压式或或抽汽凝汽式式为主。一旦旦电力系统发发生故障造成成石化企业大大面积停电，生生产装置会立立即停止用汽汽，各发电动动机很难保证证此时的稳定定运行。通常常大型石化企企业的热电厂厂既是企业供供配电系统的的中心。2.6逐步扩扩容石化企业的的另一特点是是用电负荷的的逐步扩容，增增加新装置及及改造扩容是是石化企业司司空见惯的事事情，因此在在设计石化企企业内供配电电系统时一定定要考虑留有有足够的扩展展余地。3大型石化企企业对供电电电源的要求大型石化企企业的用电负负荷较大，通通常总运行容容量大于60MVA，供电电压压为（66）110KV，220KV，并应由两两个以上独立立的电源供电电，运行方式式一般为双电电源单运行或或双电源双运运行。所谓双电源源单运行供配配电方式是某某个供电电源源正常运行另另一个供电电电源作备用，正正常运行供电电电源故障后后备用供电电电源自动投入入确保企业的的连续供配电电。该运行方方式的优点是是企业内供配配电系统倒闸闸操作方便，缺缺点是正常运运行供电电源源故障后极易易造成企业生生产的混乱。双电源双运运行供配电方方式是两个供供电电源均正正常运行，某某个供电电源源故障后母线线联络断路器器自动投入确确保企业的连连续供配电。该该运行方式的的优点是某一一供电电源故故障后对企业业生产造成的的影响较小，缺缺点是企业内内供配电系统统倒闸操作很很不方便。4大型石化企企业内的主变变电所大型石化企企业通常是以以热电厂或总总降压变电所所作为主变电电所。一些大大型石化企业业内具有数个个主变电所，运运行方式等事事宜通常供电电力公司制约约。大型石化化企业内主变变电所的接线线方式通常是是单母线分段段带旁路母线线及双母线等等，一般位于于企业的外侧侧以便输入供供电电源，因因此，必须采采用电力电缆缆向生产装置置变电所供电电。企业内采采用供配电电电压及供配电电方式应根据据企业的负荷荷特点及地理理位置等因素素仔细选择。5大型石化企企业内供配电电电压及供配配电方式我国大型石石化企业内供供配电电压通通常为：35KV，10KV，6KV及0.4KV；大型石化企企业内主要供供配电方式为为：主变电所直配供供配电方式；；多区域配电所供供配电方式；；多区域变电所供供配电方式；；6主变电所直直配供配电方方式从主变电所所6（10）KV母线采用放放射式直接供供配电至各装装置变电所就就构成了主变变电所直配供供配电方式。该供配电方方式构成简单单，设备管理理集中，容易易实现全企业业的微机化管管理及保护，各各装置变电所所均可无人值值守，人员需需求较少，是是目前多数石石化企业主要要采用的供配配电方式。但但该供配电方方式主变电所所配出回路过过多，系统供供配电损耗很很大，另外，目目前多采用电电力电缆沿系系统管架敷设设的形式，多多条电缆都从从主变电所一一处配出也给给这些电缆的的设计、施工工、运行以及及今后的扩容容都带来了极极大的不便。在在该供配电方方式中每个配配出回路都必必须按该生产产装置的最大大运行负荷考考虑，因此，不不得不增加电电器设备及配配出电缆的投投资。由于该该供配电方式式仅从主变电电所一处配出出，供配电系系统末端的电电压波动很大大，这给处于于企业负荷远远端的储运及及给排水系统统的电气运行行造成了一些些困难。为了在主变变电所配出线线短路时维持持主变电所6（10）KV母线的残余余电压，以及及限制装置变变电所的短路路容量，也不不得不在主变变电所母线配配出端安装出出线电抗器。出出线电抗器的的安装又给大大型电动机启启动及供配电电系统运行等等带来了一系系列问题。大大型电动机回回路出线电抗抗器的选择是是一个非常严严格的问题，电电抗百分值选选择小了，不不但短路电流流限制的不够够，而且大型型电动机启动动时对主变电电所6（10）KV母线的冲击击也很大；选选择大了，又又不能保证大大型电动机启启动时的机端端电压及启动动力矩。因该该供配电方式式从主变电所所至装置变电电所是采用电电力电缆直配配方式，主变变电所的短路路阻抗与装置置变电所的短短路阻抗几乎乎相等，不能能用短路电流流的幅值来选选择装置变电电所内故障与与主变电所出出线电抗器及及其系统电力力电缆故障，过过电流保护必必须采用时间间阶梯方式，所所以主变电所所母线配出回回路不能安装装过电流速断断保护。当某某一装置变电电所发生短路路故障时，会会造成在主变变电所该段6（10）KV母线下各装装置变电所的的大量低压电电动机因瞬时时低电压停机机，这会给生生产造成混乱乱，而且主变变电所配出的的回路越多影影响范围越大大。由于大型型石化企业的的大型异步电电动机很多，因因此，除多区区域变电所供供配电方式外外，在计算主主变电所低压压侧母线短路路电流时应考考虑多台大型型异步电动机机的影响。该该供配电方式式的主变电所所6（10）KV母线的短路路容量及变压压器容量不能能太大，否则则无法选择电电气设备。对对于6KV系统，变压压器容量不易易大于31.5MMVA；对于10KV系统，变压压器容量不易易大于50MVA。有效的处处理方法是将将主变电所6（10）KV母线分成多多段，以降低低主变电所每每段母线的短短路容量。大型石化企企业典型主变变电所直配供供配电方式电电力系统接线线简图见图-1。在该简图图中，电力系系统的供配电电电源侧采用用了双电源单单运行供配电电方式，四台台变压器的容容量应相同，而而低压侧决不不能简单的看看作四台变压压器的连接，各各变压器的低低压侧通过主主母线、旁路路母线、母联联断路器及旁旁路断路器组组成数个环状状接线，它具具有高度的灵灵活性和可靠靠性。该接线线可看作是具具有紧密连接接的两个独立立变电所，而而且仅增加了了LB23一台断路器器并结合旁路路母线，主变变电所的运行行最大负荷既既可从各变压压器总容量的的50%增至66%，既正常运运行时各变压压器的负荷率率均为66%，某台变压压器故障后，该该变压器负荷荷通过母联断断路器、旁路路母线及旁路路断路器分别别由另外两台台变压器各负负担33%，而且对故故障变压器所所担负的任何何装置变电所所的两段进线线，还都是由由主变电所的的两台独立的的变压器分别别供出的。大大型电动机的的启动是采用用两台变压器器短时并联的的方式完成的的，对主变电电所母线冲击击很小，而且且只有该接线线才能确保在在单台变压器器故障后仍能能有两台变压压器并联完成成大型电动机机的启动。图-1典型主主变电所直配配供配电方式式电力系统接接线简图7多区域配电电所供配电方方式在石化企业业内用电负荷荷集中的多处处区域建立区区域配电所，由由企业主变电电所以6（10）KV电压向这些些区域配电所所供配电，再再由这些区域域配电所向各各装置变电所所供配电即形形成了多区域域配电所供配配电方式。该供配电方方式与主变电电所直配供配配电方式相比比仅是在主变变电所的配出出方式有所不不同。配出回回路数的减少少，给这些电电缆的设计、施施工、运行以以及今后的扩扩容都带来了了一定的方便便，也减少了了电器设备及及配出电缆的的投资，系统统供配电损耗耗也有所降低低，设备管理理还很集中，可可较容易地实实现全企业的的微机化管理理及保护。除除一些重要区区域配电所外外，一般区域域配电所及各各装置变电所所也是无人值值守。该供配配电方式也是是目前一些石石化工企业采采用的供配电电方式。由于于该供配电方方式增加一级级配出，使主主变电所母线线配出回路过过电流保护及及各装置变电电所的低电压压保护与备用用电源自动投投入与主变电电所直配供配配电方式相比比必须还要增增加一个时间间阶梯。主变变电所母线配配出回路也不不能安装过电电流速断保护护。另外，该该供配电方式式仍没有解决决供配电系统统末端的电压压波动很大及及主变电所母母线配出端电电抗器的问题题。瞬时低电电压停机问题题依然存在，大大型电动机回回路也仍然需需要主变电所所6（10）KV母线经出线线电抗器直配配的供配电方方式，而且主主变电所母线线的短路容量量及变压器容容量受限问题题也无法解决决。区域配电所所的容量还要要受到主变电电所母线出线线电抗器容量量的限制。简简单的解决方方法见图-2，从主变电电所母线增加加S3回路与L13和L23母联断路器器，可将S1和S2回路的负荷荷率从50%增至100%，L13和L23母联断路器器也应增设备备用电源自动动投入保护。图-2典型区区域变电所供供配电方式改改造电力系统统接线简图8多区域变电电所供配电方方式同多区域配配电所供配电电方式相似，区区域变电所供供配电方式也也是在石化企企业内用电负负荷集中的多多处区域建立立区域变电所所，将电力系系统获得的电电源电压经数数台主变压器器变压为石化化企业内可接接受的35KV电压，由企企业主变电所所用35KV电力电缆向向这些区域变变电所供配电电，再由这些些区域变电所所经过变压器器变压后，再再向各装置变变电所供配电电即形成了多多区域变电所所供配电方式式。大型石化化企业典型多多区域变电所所供配电方式式电力系统接接线简图见图图-3。该供配电方方式是以35KV为主供配电电系统，解决决了供配电系系统末端的电电压波动很大大及主变电所所母线配出端端电抗器的问问题，而且主主变电所母线线的短路容量量及变压器容容量受限问题题也得到了解解决。主变电电所母线配出出回路可安装装过电流速断断保护，缩短短了断开35KV电力电缆短短路故障的时时间。从主变变电所经35KV电力电缆与与变压器配至至各大型电动动机，使各大大型电动机与与其供配电的的变压器组成成了电动机—变压器组，设设计人员可根根据各大型电电动机的有关关参数很容易易地选择变压压器的容量及及阻抗电压百百分值。该供供配电方式不不必增加主变变电所母线配配出过电流保保护及各装置置变电所的低低电压保护与与备用电源自自动投入的时时间阶梯，瞬瞬时低电压停停机的影响范范围也有所减减小。虽然该该供配电方式式是以35KV为主供配电电系统，但在在主变电所附附近的生产装装置（见图-3装置1变电所）还还应采用主变变电所直配供供配电方式。但但由于在企业业内增加了335KV电压等级，而而且该供配电电方式与上述述两个供配电电方式相比增增加很多变压压器，这给企企业内供配电电系统的设计计、施工、运运行管理及检检修试验增加加了很大的难难度，目前我我国大型石化化企业还很少少采用该供配配电方式，但但却是今后新新建大型及特特大型石化企企业主要采用用的方式。图-3典型多多区域变电所所供配电方式式电力系统接接线简图9装置变电所所供配电方式式装置变电所所通常均采用用单母线分段段的供配电方方式，母联一一般装设备用用电源自动投投入保护，配配出方式则有有母线直配至至用电负荷与与母线配至各各电动机控制制中心（MCC