输油管道电力系统.ppt

1、输油管道电力系统,浅析,输油管道介绍,输油管道的组成 输油管道主要有 首站-阀室-清管站-中间加热加压本站-阀室-清管站-阀室-末站（计量站），为了确保管道的运行安全在部分泵站设置了维抢修中心； 目前所采用的管道输送技术都为密闭输送的方式； 管道的上游为采油厂，经过油气集输处理到管道的首站，通过加压、加热进入到管道输送系统；为了避免输送过程中出现油品泄露的事态态扩大化，每隔一定得距离或者在大型河流两岸就设置一个阀室，通过相邻阀室的电动截断阀操作将事故影响降到最低；,输油管道介绍,在整个油品的输送中由于油品所含石蜡等杂质的沉淀，会影响管道的运行安全，所以就在整个管道上设置若干个清管站，通过定期的

2、发送清管器，来保证管道内干净通畅；在油品的长距离输送中，由于管道阻力，管道所在地势和输送温度的影响，会使得管道内的油品压力降低，油品达到凝点，通过综合的计算考虑会在管道的输送路由上设置若干个加压或者加热泵站；,输油管道介绍,通过这一系列措施的保护，油品安全输送到末站（计量站），然后进入到炼厂或者油罐，经过一系列的处理和加工运用到我们的日常生活中；,站场供配电设施,根据站场的功能设置我简单给大家介绍一下； 阀室； 阀室内的主要用电设备有电动阀、通信自动化系统、设有阴极保护装置的阀室有恒电位仪、照明插座、供暖空调等设施；为了满足和保证这部分设备的安全可靠运行，每一个阀室都会设置供电设施，根据管道所

3、经地区的电力供应一般设置10（6）/0.4kV的变配电设施；,站场供配电设施,通过10（6）kV电力线路将电源引接到阀室，通过高压开关柜、变压器、低压柜、配电盘将电源分配给阀室内用电设备，随着科技水平的发展目前整个管道运输中所采用的设备撬装式成为一种趋势，基于箱式变电站的优点：结构紧凑，成套性强，运行可靠，维护方便，造型美观和完善的“五防”功能等优点，,站场供配电设施,还有占地面积小，选址灵活，移动方便，建站周期短，投资小。使得其在目前的输油管道建设中大量的采用 ；目前在中哈管道肯基亚克-库姆科尔部分阀室使用了特瑞德生产的箱式变电站，在投入使用后得到了业主和运行承包商的一致好评； 在没有合适外

4、供电源的地方一般采用太阳能等独立电源给阀室内的用电设备供电,站场供配电设施,清管站； 清管站内的用电设备和阀室的差不多，由于收发球装置的存在，部分管线需要电伴热设备，所以清管站内的变压器容量一般稍大于阀室的变压器，如阀室的变压器容量一般为25kVA、清管站的变压器容量为50kVA； 在阀室、清管站和维抢修中心的设计中；由于目前所有的输油管道都采用全自动化的运行模式；,站场供配电设施,对保障畅通的通信设备要求很高，所以在设有中继站的阀室或者清管站都需要提高负荷的供电等级， 在维抢修中心由于考虑输油主泵房，储油罐等设施的消防，需要安装消防水泵，泡沫泵等重要负荷也需要提高负荷的供电等级，这几个地方除

5、了正常的变配电设施，需要安装撬装式发电机作为重要负荷的备用电源，确保这些重要负荷的用电电源的不间断；,站场供配电设施,有一次和你们康总聊天的时候，听说你们厂正在开发一种把箱变和发电机组合为一体的撬装式的变配电设备，我认为不管从工程建设或者投资上来考虑这是一种趋势，由于发电机需要燃料油，而电气设备又极容易产生火花，所以安全是最需要考虑的，另外作为一种新的设备，有没有国际、国内和行业的标准也需要我们去关注和跟踪，尤其在油气生产行业没有安全标准可循的设备更需要这些标准规范的支持；要不然设备生产出来没有人敢用；,站场供配电设施,首站、中间加热加压站、末站 这些站场的用电设备主要输油主泵、给油泵、加热炉

6、、消防泵、站控设备、通信设备、计量设备、电动阀。锅炉设备、给排水泵、电伴热、阴极保护设备、生活生产用的照明、插座等。由于有大型用电设备的存在这些站场的变配电系统要复杂很多；一般根据其重要性，每个站场都要采用35kV或者更高等级电压的双电源或者独立双电源来供电；,站场供配电设施,我按照从外到内的顺序和大家交流一下这几种站场的供配电系统的组成； 站场所在地区高压变电站的110（35）kV电源经过高压外电线路的输送到达站场的户外开关场，通过门型架-避雷器-隔离开关-电压互感器-电流互感器-六氟化硫断路器-变压器110（35）/10（6）kV -穿墙设备-户内高压柜（无功补偿装置）-高压用电设备；为了

7、保证所有高压设备的安全操作，,站场供配电设施,需要在变电站设置站用变压器和直流操作电源； 为了给站内的低压用电设备供电，从高压柜通过电缆或者母线引接电源到10（6）/0.4kV变压器，通过低压配电柜为整个站场的低压用电设备供电；所有的高低压供电设备都采用微机自动化保护装置来达到站控和远程控制的水平，在国内这种变配电系统一般设置在一个区域，,站场供配电设施,随着技术的进步和土地资源的紧张，建筑式的室内高压变电站和GIS式的变电站得以大量的应用； 我现在所在项目地为哈萨克斯坦，多采用前苏联的规范，地广人稀，多采用直升机巡线的方式，一般在站场的附近需要设置停机坪，所以对高压线与站场的安全距离要求很高

8、不得小于300米，一般都采用两级变电站的方式来供配电；,站场供配电设施,高压电源经过站场外的 110（35）/10（6）kV变电站将电源降压为10（6）kV ，然后采用电缆的连接方式将10（6）kV 电源输送到站场内的10（6）/0.4kV 变电所，由于我项目所在国社会依托条件较差，加之建设工期很紧，前期项目中贵公司的设备运行良好，所以此次我项目11号泵站站内的变配电装置就采用了贵公司生产的高低压箱式变电站；,站场供配电设施,以上就是整个输油管道供配电系统简单的介绍，利用这个机会我再和各位交流一下负荷等级及供电要求、长输管道变压器和应急电源的选择、负荷的计算知识；,负荷等级及供电要求,电力负荷

9、分级及供电需要： 电力负荷分级的依据、原则： 依据对供电可靠性的要求； 若中断供电对政治、经济所造成的损失或影响程度。 负荷分级： 按上述原则，电力负荷被分为三级： 一级负荷：为最重要负荷，它是符合规范供配电系统设计规范第2.0.1条第一中的13条的，定为一级负荷。其中包括特别重要负荷，它是在一级负荷中，当供电中断会发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，还有特别重要场所不允许中断供电的负荷。 二级负荷：也是重要负荷，它是符合上述各条款第二款的，定为二级负荷。 三级负荷：即为不属于一级和二级的负荷。,负荷等级及供电要求,对各级负荷的供电要求： 一级负荷：应由两个电源供电，当一个电源故障时，另一个电源

10、不应同时受到损坏。当一级负荷容量不大时，也可从系统取第二低压电源，或采用柴发机组供电。其中对特别重要负荷，除由两个电源供电外，还应增设单独的应急电源（如UPS电源），该电源严禁接入其它负荷。 二级负荷：宜由两回线路供电。当负荷较小或供电条件困难时也可由10（6）kV及以上专用线路供电（包括架空线路、电缆线路）。特别强调指出，架空线供电为单回路，而采用电缆线路时应用两根等截面的电缆的供电，每根电缆均能承受100%的二级负荷。 油气管道工程的负荷分级： 输油管道： 1按站场分级 一级负荷：首站、末站、减压站、压力和热力不能越过的中间站； 二级负荷：其它各类输油站； 三级负荷：阀室、独立阴保站等。,

11、负荷等级及供电要求,2按单体分级 一级负荷：油泵站（主泵、给油泵、装车（船）泵）、加热炉区、消防泵房、站控室、通信室管道控制中心、计量间、电动阀装置（重要的）等。其中各站场的自控、通信、紧急切断阀、事故照明等为特别重要负荷。 二级负荷：锅炉房、供水设施、油罐区、电伴热等。 三级负荷：污水设施、阴保间、生产及生活的辅助设施等。 输气管道： 1按站场分级 一级负荷：电驱压气站、重要的非电驱的压气站； 二级负荷：其它输气站； 三级负荷：支线站场（根据具体条件而定）。,负荷等级及供电要求,2按单体分级 一级负荷：压缩机房、站控室、通信室ESD阀区等。其中各站场的自控、通信、紧急切断阀、事故照明等为特别

12、重要负荷。 二级负荷：除上述单体外的其它单体负荷。 三级负荷：各站场的生产及生活的辅助设施等。 油气管道供配电系统的设计： 供配电系统设计的主要原则： （1）、选择电源。按负荷分级、容量及当地电网供电条件、选择供电电源及回路数；当不能满足特别重要负荷（一级负荷中）时还要增设应急电源；当外电源不能满足一二级负荷要求时，要考虑设置自备电源多种类型发电机组。 （2）、变配电所应尽力靠近负荷中心，甚至采用35kV直降0.4kV给设备供电； （3）、正常电源与应急电源之间必须采用防止并列的措施（机械的，电气的），以保证应急电源的专用性，也防止发生向系统的反送电；,负荷等级及供电要求,（4）、对一、二级负

13、荷供电的线路，不应考虑一路电源检修或故障时，另一电源又发生故障； （5）、对一、二级负荷供电的线路，两回线路宜采用同一电压等级，并且每回路均应满足全部一、二级负荷要求； （6）、供配电系统设计应简单可靠，同一电压的配电级数不宜多于两级，以便于操作及管理； （7）、在TN系统中低压配电变压器应采用D，yn11接线组别。 2、高压配电系统： （1）关于电压选择（考虑的因素）： 1负荷点用电容量（最终容量）、用电设备类型（特性）、供电距离、供电回路数； 2供电电压通常选10kV、35kV、110kV，配电电压通常选10（6）、35kV; 3尽力减少变配电级数，以简单系统接线，也有利于节能和投资。,负

14、荷等级及供电要求,分类有效接地：直接接地或经低阻抗接地 非有效接地（1）、电阻接地经高阻几百到几千欧 经低阻1020欧 （2）、消弧线圈接地 （3）、不接地 配电方式： 根据对供电可靠性的要求，电源及负荷容量等因素综合考虑。通常采用方式：放射式、树干式、环式、组合式等。,负荷等级及供电要求,（4）油气管道高压配电系统配电方式： 根据本专业特点，主要以大功率高压机泵为主，包括油泵，消防水泵、压缩机组等，综合考虑采用放射式配电方式。 3低压配电系统 （1）电压选择：额定值、标称值、50HZ 220/380V （2）低压系统的分类按带电导体系统的分类 根据相数和带电导体根数分类：6种 三相四线制；三

15、相三相制；两相三线制（两种）；单相二线制；单相三线制。 常用：三相四线制、单相二线制。,负荷等级及供电要求,根据电源点对地关系和负荷侧电气装置外露导电部分对地关系来分类。共有3种TN、TT、IT，其中TN系统又按N线与PE线组合情况分三种TN-S、TN-C-S、TN-C。 （4）主要设计原则： 1低压系统要综合考虑满足各级负荷供电可靠性要求，接线简单、操作方便灵活，并能适应发展变化的需要； 2自变压器低压侧主母线至负荷的配电级数不宜超过三级； 3对油气管道站场负荷，其主要负荷应采用放射式供电；,负荷等级及供电要求,4引入单体建筑物的配电线路，应在进线处、便于操作维护之处加装隔离电器； 5为便于

16、配电系统运行、维修，宜按单体或按楼层设置配电箱（柜），并配置单独电源开关、隔离电器； 6由树干式系统供电的配电箱，它的进线开关应选带保护的开关；由放射式系统供电的配电箱，它的进线开关可选隔离电器。 7含有单相负荷的系统，在系统配置上力求使之三相平衡， 8对容量较大的冲击负荷、季节性负荷的供电，宜采用单体线路供电或单设变压器供电。,长输管道、变压器及应急电源的选择,变压器的选择： 1变压器的选择原则： 1）应选用低损耗、低噪声的节能变压器。所谓节能变压器是指空载、负载损耗相对小的变压器，根据行业标准的要求，某一型号或系列的变压器，新型号的自身功耗应比前一个型号低10%。例如S10型比S9型的空载

17、、负载损耗低10%。建议选S10、S11型变压器。 2）应依据合理的负荷计算结果，根据负荷大小，负荷性质及经济运行等因素来确定变压器的容量和台数。 235KV（或110KV）主变压器的选择： 1）台数和容量的选择： a单电源进线单台变压器的变电所。主变容量应按全站计算负荷的75%85%负荷率选择。,长输管道、变压器及应急电源的选择,b两路电源进线主变压器应为两台。主变压器每台容量应按全站计算负荷的95%100%负荷率选择，要求当一台主变断开退出运行时，另一台主变应能保证全站一、二类负荷的供电。 2）主变容量选择还应满足输油主泵启动条件。启动条件包括下述两个方面内容： a变压器容量应满足输油主泵

18、“先启后停”的切换操作原则。执行该操作原则意味着在输油主泵切换操作期间（时间少于45s）计算负荷又增加了一台主泵电机的容量。当双电源双主变正常分裂运行时，每台主变的实际负荷率只有40%50%，主变远达不到满负荷。,长输管道、变压器及应急电源的选择,即使一台主变故障退出另一台主变带全部负荷事故运行工况时，考虑到变压器允许事故过负载能力（见下表）也不用增大变压器容量：,长输管道、变压器及应急电源的选择,b变压器容量还应满足输油主泵电动机（压缩机驱动非调速电动机）启动要求。泵（压缩机）驱动电动机是否采用直接启动方式，是按供电系统在最小运行方式下由电动机启动计算结果最后决定的，当系统短路容量相对较小时

19、，单纯靠增大主变容量去满足电动机直接启动条件是困难的，也是不经济的，这时建议采用降压软启动方式，而不增加变压器容量的方案是经济合理的。 3）泵站110KV（35KV）变电所，当距上级区域变电所过远，供电线路距离过长，不能满足泵站电压质量要求时，应采用有载调压变压器，总的调压范围应大于最大电压偏移值。我国现行的变压器有载调压按110KV为8*1.25%；35KV为3*2.5%。,长输管道、变压器及应急电源的选择,4）变压器中性点接地方式。35KV为中性点非接地方式，110KV为中性点直接接地方式，中性点需要引出。中性点一般安装单相接地隔离开关和氧化锌避雷器和保护间隙。因压气站和泵站变电所为终端用

20、户变。电网调度部分一般要求泵站110KV主变都不接地运行。 5）110KV变压器中性点的绝缘水平。根据中性点绝缘水平的不同，110KV变压器分为全绝缘或分级绝缘变压器。全绝缘变压器中性点绝缘水平等同110KV绕组绝缘水平；而分级绝缘变压器标准中性点绝缘水平为35KV绕组等级水平。,长输管道、变压器及应急电源的选择,6）选型： 35KV110KV、10型、11型油浸电力变压器，国内厂家推出具有自冷、免维护、高阻抗、前沿焊死等特点的新型结构变压器，这种变压器的储油柜采用了磁力式油位表指示油面的胶囊式储油柜。通过在储油柜中设置胶囊，使变压器油与外界空气相隔绝，胶囊的内腔通过吸湿器与外界空气相通，胶囊

21、能随着储油柜中变压器油体积增减而收缩和膨胀。这样变压器可不用吊芯检查、前沿焊死、免维护。 当然35KV油浸变压器也可选择全密封结构彻底取消了储油柜。,长输管道、变压器及应急电源的选择,变压器产品中最节能的属非晶合金变压器。非晶合金材料是上世纪70年代问世的一种新型合金材料，铁基非晶合金铁芯具有高饱和磁感应强度、低损耗（相当于硅钢片的1/31/5）、低激磁电流、良好的温度稳定性。非晶合金变压器的空载损耗较硅钢S9系列下降75%，空载电流比S9下降50%，负载损耗比S9下降25%。目前非晶合金变压器价格约为同容量S9型的1.31.5倍，在世界发达国家已达推广应用的状况。在我们国家由于这种材料的生产

22、技术还有待突破，材料要从国外引进，从而限制了这种新型节能变压器的推广。 36（10）KV配电变压器的选择 1）台数和容量的选择应参照主变台数和容量的选择原则进行。 2）应按6（10）KV2*2.5%/0.4KV电压变化选择变压器，主变压器变化应为35（110）KV/6.3（10.5）KV。,长输管道、变压器及应急电源的选择,3）应选用D.yn11接线的变压器，有利于抑制三次谐波电流，有利于提高单相接地线路电流值从而提高单相接地线路保护的灵敏度。 4）油气管道站场推荐采用壳装干式节能变压器，宜与低压开关柜布置于一室，变压器防护外壳为IP2x时，变压器防护外壳距低压柜的间距不宜小于0.8m；当变压

23、器的防护外壳为IP3x时，则变压器与低压开关柜可贴邻安装。 5）当配电变压器与其高压配电柜不在同一变配电所内时，变压器的一次侧应装设隔离电器，建议装设环网柜。 二应急电源的选择,长输管道、变压器及应急电源的选择,1应急电源类型：常用于输油气管道站场的应急电源有如下类型 1）自备应急柴油（燃气）发电机组是由柴油（燃气）机拖动工频交流同步发电机组组成的发电设备，能快速自启动，适用于允许中断供电时间为15s以上的负荷。一般使用于一、二类负荷的输油气站场作为备用保安电源。 2）UPS不间断电源是由电力变流器、储能装置（蓄电池）、开关（电子式）、隔离变压器等构成的静止型交流不间断电源装置；适用于允许中断

24、供电时间为毫秒级的负荷。一般使用与输油气站场中通信、自动化、消防等一类负荷中特别重要负荷的供电。 3）EPS应急电源是由充电器、逆变器、蓄电池、隔离变压器、切换开关等组成的应急电源装置。适用于允许中断供电为0.25s以上的负荷。EPS一般在建筑电气中作为消防负荷的保安电源应用较广泛。,长输管道、变压器及应急电源的选择,2应急柴油（燃气）发电机组 1）设置原则 1输油（气）站场属一或二级负荷，已有一路外电源供电，若取得第二外电源有困难或不经济合理时宜设置自备应急发电机组。 2一级负荷等级的大型油库、燃气库或LNG接收站，已有两个独立外电源供电，为保证容量较大的消防和外输泵等特别重要负荷不间断供电

25、，宜设置自备应急发电机组，并接入低压事故母线段。 2）选型及注意事项 1输油站场应选择柴油发电机组，输气站场应选择燃气发电机组。 2应急电源一般只设一台机组，其容量应按应急负荷大小和大容量发电机启动等因素综合考虑确定。,长输管道、变压器及应急电源的选择,3应急电源与正常外电源间应设置电气或机械联锁。防止共其列运行，防止向系统反送电； 4应选择自动化发电机组，宜由发电机组供应商配套提供电源自动切换柜（ATS），保证在市电断后15s内自起动并供电。并具有3次自起动功能，其总计时间不大于30s，市电恢复后，延时自动停机。 5宜选用高速（n1500r/min）发电机组和无刷型自动励磁装置。 6一般选用

26、闭式循环水冷机组，需与土建及暖通专业配合解决进出风及排烟通道。 7注意机组安装地点的环境、气候、海拔高度等因素对机组出力的影响，根据产品技术条件取适当的修正系数。 3）自备应急发电机组容量的确定 1对于一、二级负荷的输油气站场，备用应急发电机组额定功率的90%应大于或等于全站计算保安负荷；即0.9PGPjx PG发电机组额定功率,长输管道、变压器及应急电源的选择,Pjx全站计算有功保安负荷 说明：a.发电机的额定功率系指在标准工况下（大气压101.325kpa，20相对湿度为50%）保证连续运行12小时的功率。如连续运行超过12小时则按90%额定功率使用。 b.还应指出的是，按规范要求，应急发

27、电机应保证一、二级负荷和特别重要负荷的供电，但考虑到输油气站场一般位于偏远地区，现场值班人员工作生活相关的空调、照明、供水等三类负荷在全部负荷中所占比例不大，和从人性化角度考虑建议也列为应急发电机的供电范围，因此应急发电机容量宜按全站计算负荷考虑。 2自备应急发电机单台容量应满足由其供电的最大容量电机起动的需要，,长输管道、变压器及应急电源的选择,3UPS不间断电源 1）输油气站场的通信系统、自动化控制系统、紧急切断阀及事故照明等为一级负荷中特别重要的负荷，应采用不间断电源（UPS）供电。 2）UPS的选择： 1输出功率应按下列条件选择 a单元UPS的输出功率应大于特别重要负荷的最大计算负荷的

28、1.3倍。 b特别重要负荷的最大冲击电流不应大于UPS额定电流的150%。 注：含有紧急切断阀的冲击电流应按电动阀的三相电动机起动电流再加上其他特别重要负荷的额定电流之和计算。 2UPS应急供电时间按2小时确定。 3选型：选择双机并联冗余工业机类型 a每台UPS应设有静态旁路开关，切换时间一般要求为2-10ms。 b输入、旁路要求带隔离变压器。,负荷计算,一、目的 计算出用户的最大需要负荷即用户最大用电功率是变配电设计中选择主变、站变确定备用电源容量，选择开关电器、母线导体、无功补偿容量的计算依据。 二、设备容量的计算： 在计算站场的设备容量时，应先对单台或成组用电设备经过处理再算术相加。 1、单台设备容量一般取其铭牌上的额定功率或额定容量。 2、连续工作的电动机的设备容量即铭牌上的额定功率。 3、短时或周期工作制的电动机应考虑使用系数（应该换算到负载持续率为25%时的额定功率，即：（短时工作制指一个周期内连续工作的小时数不超过2h）,负荷计算,其中： Pe电机额定功率； FCe电机铭牌规定的额定负载持续率。 4