塔西南化肥廠供電系統(tǒng)安全可靠性分析

摘 要：由于化肥廠供電系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行是確保化肥裝置正常運(yùn)行的關(guān)鍵，目前化肥廠合成低壓配電室兩段低壓母線獨(dú)立運(yùn)行，化肥裝置正常運(yùn)行情況下，化肥事故母線電源從合成低壓二段母線提供，并且化肥廠合成裝置、尿素低裝置、循環(huán)水裝置、水處理配裝置的最重要負(fù)荷掛在事故母線上，化肥供電系統(tǒng)瓦解或合成二段低壓進(jìn)線開關(guān)故障跳閘，在事故母線失電時(shí)，黑啟動(dòng)機(jī)組自動(dòng)啟動(dòng)事故母線帶電，確保事故母線上設(shè)備連續(xù)供電。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)安全；事故母線；方案；

中圖分類號(hào)：U223 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-3520（2014）-09-00-02

一、化肥廠供電系統(tǒng)概況

（一）高壓供電系統(tǒng)概況

目前電力工程部主電源供電方式為高壓系統(tǒng)分為十段，段間連接采用分裂電抗器及主變連接方式，高壓以6KV和35KV母線通過分裂電抗器和一臺(tái)主變相互連接形成單元擴(kuò)展式接線方式，塔西南化肥廠高壓供電系統(tǒng)是6KV單母線分段接線，正常運(yùn)行情況下電力工程部主配電室Ⅴ、Ⅵ母線上的6052和6067聯(lián)絡(luò)線通過化肥廠6KV母線進(jìn)線開關(guān)DH6023、DH6028柜向化肥廠供電。請看電源供電系統(tǒng)一次接線圖。

（二）低壓供電系統(tǒng)概況

目前化肥廠廠區(qū)所有的（合成配電室、尿素低配室、循環(huán)水配電室、水處理配電室、成品配電室）配電室，低壓系統(tǒng)采用雙母線分段運(yùn)行方式，正常情況下，各配電室低壓Ⅰ段進(jìn)線開關(guān)與Ⅱ段進(jìn)線開關(guān)處于合閘位置，低壓母聯(lián)開關(guān)處于斷開位置，兩段分段運(yùn)行；在特殊情況或電力系統(tǒng)瓦解或全部聽電時(shí)，為化肥重要裝置的連續(xù)運(yùn)行和緊急處理，合成低壓配電室設(shè)計(jì)了低壓事故母線，作為化肥廠合成裝置、尿素裝置、循環(huán)裝置、水處理裝置、成品裝置的關(guān)鍵設(shè)備的緊急供電電源。

二、目的和重要性

由于化肥廠供電系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行是確?；恃b置正常運(yùn)行的關(guān)鍵，目前化肥廠合成低壓配電室兩段低壓母線獨(dú)立運(yùn)行，化肥裝置正常運(yùn)行情況下，化肥事故母線電源從合成低壓二段母線提供，并且化肥廠合成裝置、尿素低裝置、循環(huán)水裝置、水處理配裝置的最重要負(fù)荷掛在事故母線上，化肥供電系統(tǒng)瓦解或合成二段低壓進(jìn)線開關(guān)故障跳閘，在事故母線失電時(shí)，黑啟動(dòng)機(jī)組自動(dòng)啟動(dòng)事故母線帶電，確保事故母線上設(shè)備連續(xù)供電。2011年1月8日化肥廠低壓配電室低壓二段進(jìn)線開關(guān)跳閘事故母線失電時(shí)，黑啟動(dòng)事故電源切換之前，事故母線上運(yùn)行中泵機(jī)的交流接觸器已經(jīng)釋放，造成整個(gè)化肥裝置短亭，影響了化肥裝置的正常運(yùn)行（此項(xiàng)隱患是油田公司級QHSE整改項(xiàng)），因此塔西南化肥廠供電系統(tǒng)安全可靠性分析很重要。

三、造成低壓事故母線停電的隱患分析

在目前運(yùn)行情況下導(dǎo)致化肥廠供電系統(tǒng)瓦解和低壓事故母線失電的因素分析如下：

1、由于5#、6#機(jī)檢修或其它原因沒有開機(jī)時(shí)，燃機(jī)6KVⅤ、Ⅵ段母線和3#主變?nèi)我稽c(diǎn)發(fā)生故障，3#主變高壓測開關(guān)3503跳閘導(dǎo)致化肥廠供電系統(tǒng)瓦解。

2、由于5#、6#機(jī)檢修或其它原因沒有開機(jī)時(shí)，燃機(jī)6KVⅤ、Ⅵ段母線和3#主變?nèi)我稽c(diǎn)發(fā)生故障，3#主變低壓測開關(guān)6561跳閘導(dǎo)致化肥廠供電系統(tǒng)瓦解。

3、由于5#、6#機(jī)中開任意一臺(tái)機(jī)組，燃機(jī)6KVⅤ、Ⅵ段母線和3#主變?nèi)我稽c(diǎn)發(fā)生故障，3#主變高壓測開關(guān)3503跳閘導(dǎo)致化肥廠供電系統(tǒng)瓦解。

4、由于5#、6#機(jī)中開任意一臺(tái)機(jī)組，燃機(jī)6KVⅤ、Ⅵ段母線和3#主變?nèi)我稽c(diǎn)發(fā)生故障，3#主變低壓測開關(guān)6561跳閘導(dǎo)致化肥廠供電系統(tǒng)瓦解。

5、由于機(jī)組開機(jī)運(yùn)行中6#機(jī)沒有開機(jī)時(shí)，3#分裂電抗器分支開關(guān)跳閘導(dǎo)致低壓事故母線失電。

6、燃機(jī)國產(chǎn)高配室化肥二段聯(lián)絡(luò)線發(fā)生故障6067開關(guān)跳閘導(dǎo)致低壓事故母線失電。

7、由于化肥廠6KV二段母線發(fā)生故障DH6028跳閘導(dǎo)致低壓事故母線失電。

8、由于化肥廠合成氨裝置2#廠變發(fā)生故障原因DH6004開關(guān)跳閘導(dǎo)致低壓事故母線失電。

9、由于合成二段低壓進(jìn)線開關(guān)故障跳閘導(dǎo)致低壓事故母線失電。2011年1月8日化肥廠合成低壓二段進(jìn)線開關(guān)跳閘后事故母線失電，整個(gè)化肥裝置亭產(chǎn)事件是隱患中已經(jīng)發(fā)生的事故母線失電導(dǎo)致化肥裝置停產(chǎn)事故，以上隱患中任意發(fā)生一起導(dǎo)致化肥裝置停產(chǎn)。請看隱患查找圖。

四、低壓事故母線連續(xù)供電的可行性方案分析

方案一：化肥廠事故母線室增設(shè)一套UPS電源。主電源正正常時(shí)，通過整流器為電池充電，將能量儲(chǔ)存在電池中，主電源異常時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)不間斷的切換到電池工作模式，由電池通過逆變器輸出交流電向負(fù)載供電，主電源恢復(fù)后系統(tǒng)自動(dòng)不間斷的恢復(fù)正常工作模式。（請看原理圖）

UPS逆變器電源系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：

1. UPS電源系統(tǒng)提高自動(dòng)控制系統(tǒng)用電的可靠性，

2. UPS電源系統(tǒng)運(yùn)行效率高，噪音低，切換時(shí)間很短。

3. 在線式電源供電持續(xù)長，一般為幾個(gè)小時(shí)，完全可以滿足，主電源故障處理時(shí)間。

UPS逆變器電源系統(tǒng)缺點(diǎn)：

化肥廠事故母線所帶設(shè)備容量是300KW左右，為了事故情況負(fù)荷變化，可以考慮UPS電源容量為正常負(fù)荷1.2倍，因此化肥廠事故母線室設(shè)計(jì)300KVA到350KVA的UPS內(nèi)變器電源，電源價(jià)格較貴、投資大，該方案不可行。

方案二：化肥廠廠區(qū)合成配電室低壓母聯(lián)自動(dòng)投入系統(tǒng)進(jìn)行回復(fù)調(diào)試，得到某一段低壓進(jìn)線開關(guān)故障跳閘時(shí)，低壓母聯(lián)自動(dòng)投入及時(shí)回復(fù)供電目的。

低壓母線自動(dòng)切換系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：

化肥廠所有配電室的低壓母聯(lián)自動(dòng)投入系統(tǒng)投入使用時(shí)，如果某一段低壓進(jìn)線故障跳閘時(shí)2秒鐘內(nèi)母聯(lián)自動(dòng)投入失電母線帶電。

低壓母線自動(dòng)切換系統(tǒng)缺點(diǎn)：

1、完成低壓母線自動(dòng)切換的控制任務(wù)必須由多個(gè)中間繼電器和繼時(shí)間繼電器共同承擔(dān)，中間繼電器的線圈動(dòng)作電壓是廠變提供的，如果低壓母線自動(dòng)切換過程中廠用電系統(tǒng)電壓出現(xiàn)波動(dòng)，可能會(huì)影響正常運(yùn)行母線，降低供電可靠性。

2、化肥廠低壓母線自動(dòng)切換系統(tǒng)，只能在低壓進(jìn)線開關(guān)上面停電才能切換，進(jìn)線開關(guān)跳閘不實(shí)現(xiàn)切換功能。

3、某一段低壓進(jìn)線失時(shí)，母聯(lián)自動(dòng)切換時(shí)間2秒鐘左右，速度慢，切換過程中交流接觸器已經(jīng)釋放，還是操作人員啟動(dòng)泵機(jī)，影響了低壓系統(tǒng)連續(xù)供電，該方案不可行。

方案三：化肥廠低壓事故母線失電時(shí)，化肥廠800KW黑啟動(dòng)機(jī)組自動(dòng)啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)低壓事故母線的恢復(fù)供電，因?yàn)榛蕪S黑啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)至連鎖開關(guān)自動(dòng)切換事故母線帶電時(shí)間，最快13秒左右，黑啟動(dòng)事故電源切換之前，事故母線上運(yùn)行中泵機(jī)的交流接觸器已經(jīng)釋放，低壓裝置停車。比如：2011年1月8日化肥廠合成低壓二段進(jìn)線開關(guān)跳閘后事故母線失電，黑啟動(dòng)機(jī)組自動(dòng)啟動(dòng)事故母線帶電之前，化肥裝置亭產(chǎn)，該方案不可性。

方案四：在化肥廠低壓事故母線增設(shè)自動(dòng)切換備用電源，電源從燃機(jī)國產(chǎn)高配室3段母線6037線路搭接一條高壓電纜，連接為化肥廠廠區(qū)供電變壓器的高壓側(cè)，該變壓器低壓側(cè)增設(shè)低壓開關(guān)與化肥低壓事故母線進(jìn)線開關(guān)互相自動(dòng)切換。請看接線圖。

備用電源自動(dòng)切換系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：備用電源自動(dòng)切換裝置是一種由微處理器控制，用于電力系統(tǒng)中正常供電與備用電源自動(dòng)切換的裝置，可使電源連續(xù)供電。

當(dāng)正常供電電源斷路器斷開時(shí)，備用電源斷路器會(huì)自動(dòng)閉合，當(dāng)正常供電電源恢復(fù)正常時(shí)，備用電源會(huì)自動(dòng)斷開，正常供電斷路器將閉合投入供電。

從接收到電壓存在與否的輸出對斷路器開合的執(zhí)行命令的時(shí)間延時(shí)，由內(nèi)部的微處理器來實(shí)現(xiàn)。從正常供電斷路器斷開，并備用斷路器閉合的延時(shí)時(shí)間，其調(diào)節(jié)范圍是0.5秒至30秒，完全適合化肥廠連續(xù)供電的要求，該方案比較可行。

方案五：在化肥聯(lián)絡(luò)線6067移動(dòng)為6046柜，并恢復(fù)或更新化肥合成低壓母聯(lián)自動(dòng)切換系統(tǒng)。目前3#主變提供化肥廠兩條聯(lián)絡(luò)線6052和6067，此運(yùn)行方式下，合成低壓母聯(lián)自動(dòng)切換及某一條化肥廠進(jìn)線發(fā)生短路時(shí)，化肥系統(tǒng)瓦解的隱患加大，化肥廠兩條聯(lián)絡(luò)線6052和6067不同主變提供時(shí)，防止事故的擴(kuò)大，進(jìn)一步提高化肥系統(tǒng)的穩(wěn)定性。該方案比較可行，請看接線圖：

五、經(jīng)濟(jì)效益

1、化肥廠事故母線得到雙電源，保證化肥裝置正常生產(chǎn)。

2、進(jìn)一步提高化肥廠低壓系統(tǒng)供電連續(xù)性和可靠性，防止部分停電引起化肥裝置短亭。

作者簡介：阿不力米提.吐拉甫， 1988年7月畢業(yè)于新疆工學(xué)院電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)被分配塔西南電力工程部. 1994年取得工程師職稱，1999年取得高職工程師職稱，參加工作至目前從事過生產(chǎn)管理、技術(shù)管理、設(shè)備管理等工作。