對石化企業供配電系統設計的探討

呂春光 王文渤（蘭州寰球工程公司，甘肅蘭州 730060）

對石化企業供配電系統設計的探討

呂春光 王文渤（蘭州寰球工程公司，甘肅蘭州 730060）

石油化工企業是促進我國經濟發展的重要企業。隨著經濟社會的發展需要，我國還會興建更多的石油化工企業，其中，良好的供配電系統是石油化工企業正常運轉的有力保障。針對石化企業供配電問題，本文首先介紹了石化企業供配電的特點，然后分別介紹了供配電的電源要求、主變電所、主要的配供電方式和配電的保護措施，希望我國化工企業能夠建立完善的供配電體系，能夠更好的滿足石化企業的生產需求，有效的促進石化企業的發展。

石油化工；供配電；系統設計

石油化工企業是我國經濟發展的有力保障，良好的供配電系統既可以保證生產的需要，又可以保證石油化工企業的安全運轉。我國目前的石化企業大部分是由中小企業發展起來的，企業內部的供配電系統不能達到規模所需的要求，隨著經濟社會的發展，我國將會建設更多的石化企業，良好的供配電系統可以為企業避免許多不必要的損失，因此，設計良好的供配電系統可以有力的保證石化企業的生產需求，同時能夠有效的保障石化企業的生產安全，是石化企業安全運行的有力保障。

1 石油化工企業供配電的特點

石化企業的供配電系統是石化企業生產需要的保障，同時也是石化企業安全運行的保障。石化企業的供配電系統特點主要體現在以下幾個方面：

1.1 對供電系統安全性要求嚴格，供電負荷要求平穩

石化企業對供配電的安全要求極為嚴格，需要保證供配電的安全運轉和負荷的穩定，安全是保證石油化工企業正常生產的必備條件。如果幾個電力系統發生故障，就會導致石化企業的大面積停產，損害了企業的利益，甚至可能會引起火災和爆炸等災難性后果，因此，安全性是石化企業供配電系統必須具備的要求。

穩定的負荷也是石化企業供配電系統必備的要求，必須要達到生產運行后，負荷基本無變化。這需要以異步電動機拖動的風機和機泵對功率因數做出有效的補償，以保護負荷的穩定性。

1.2 異步電動機的有效運行

供配電負荷是以異步電動機拖動的風機、壓縮機和機泵為主。石化企業的供配電運行需要大量的異步電動機。因此，需要對異步電動機的功率因數做出補償，當采用電容補償法時，應該將電容組件安裝在負荷平穩的主變電所和多區域配電所。這種方式不但可以有效的保證負荷平穩，還可以縮短故障時備用電源的自動投入時間。

1.3 啟動難和逐漸擴容的特點

大型的異步電動機啟動的時間較長，影響著配電系統的運行。另外，石化企業具有負荷擴容的特點，當石化企業進行擴展改造時，需要對裝置進行擴容，因此在設計時需要保留一定的空間以便以后擴容使用。

1.4 具有企業自身的熱力發電廠

石化企業都具有自身的熱力發電廠，熱電廠的規模和企業的發展需求有關聯，石化企業的熱力發電廠主要用于內部供汽，如果用外部發電廠，一旦發生電力故障，就會導致企業停電、停汽，影響企業的正常運行，造成很大程度的損失，因此，大型石化廠需要具備專用的熱力發電廠，其不但可以滿足自身的需求，還可以對外售電。

1.5 設計要考慮安全性特點

設計時，要充分考慮石油化工企業的電氣系統安全和線路安全，并采取防雷措施，石油化工企業存在很多的易燃易爆品，容易導致火災和爆炸等災難，因此在設計時，應該設計合理的供配電系統和安全措施，保證留有足夠的安全地帶，保證石化企業運行的安全［1］。

2 石油化工企業對供電電源的要求

石化企業的負荷通常大于60MV，具有110KV和220KV兩個獨立的電源供電系統。其運行方式可以劃分為雙電源單運行和雙電源雙運行兩種方式。雙電源單運行是指只有一個供電電源運行，另一個電源在故障時自動投入，保證供電的持續性，其換電操作方便，但是很容易造成企業生產紊亂。雙電源雙運行是指兩個電源全部運行，其特點是某一個電源停電時產生的影響很小，但是換電倒閘操作起來復雜［2］。

3 對主變電所、電壓及供配電方式的要求

石化企業通常以熱電廠或變電所作為主變電所，大型石化企業往往具有多個主變電所，企業接線基本在企業外側以便接入電源，因此，設計時應該根據企業的地理位置等因素綜合考慮來選擇方案。

石化企業的供配電電壓通常是0.4千伏、6千伏、10千伏和35千伏，其供配電方式主要分為以下幾個方面：

3.1 主變電所直配供配電

主變電所直配供配電是指從主變電所母線直接向各變電所供配電的方式。其特點是結構簡單，容易管理和操作，不需要大量的人員來管理，是大部分石化企業采用的主要方式，但是其具有損耗過大的特點，多條電纜都要從主變電所發出，導致以后的擴容及其不便，因此，必須考慮增加電氣設備的投資。

為了維持主變電所短路時母線的殘余電壓，必須考慮在主變電所母線配出端安裝出線電抗器。但是出線電抗器又會給電動機的啟動和體統運行帶來難題，如果電抗百分值過小，不但限制不住短路電流，而且對母線沖擊很大，選擇電抗百分值過大，又不能保證電動機的啟動。

電流的直配方式需要采用時間階梯方式，母線配出回路不能安裝電流速斷保護。導致電路發生短路故障時，各個變電所會出現低壓現象，導致電動機停機，為企業的收益帶來損失，而且主變電所的回路越多，短路影響的范圍越大，企業的損失也就在很大程度上變大。

3.2 多區域配電所供配電

多區域配電所供配電是指，石化企業在電荷集中的區域建立區域配電所，由主變電所向區域配電所供電，再由區域配電所向各裝置供配電的方式。該方式主要是減少了主配電所的配出回路，為以后的發展和擴容都帶來很大程度的便利，同時也可以減少電氣設備的投資，有利于實現集中管理。因為多區域配電所供配電增加一級配出，使母線配出回路過電流保護及各裝置的低壓保護與主變電所直配供配電相比多出一個時間階梯，導致母線配出回路同樣不能安裝過電流速斷保護。另外，多區域配電所供配電依然沒有解決系統末端電壓不穩定的問題，還存在著低壓停機的風險，而且母線短路容量的問題也無法解決。

3.3 多區域變電所供配電

多區域變電所供配電同樣是在負荷密集處建立多處區域變電所，由主變電所供配電，發送到多處區域變電所，區域變電所將電力系統獲得的電壓轉變為適用的電壓再發送給各裝置變電所。該供配電方式與多區域配電所和主配電所直配供配電方式相比，增加了多個變壓器，這對石化企業供配電體系的建設帶來很大的難度。

4 裝置變電所供配電方式

單母線分段供配電的方式是裝置變電所采用的方法。母線一般裝有保護裝置，其方式主要有母線直配到負荷、母線配到發電機控制中心后再配到負荷兩種。一般用到方式基本是后者，可以減少發電機控制中心開關柜上的投資，同時可以縮小故障范圍［3］。

5 石化企業配電設計保護措施

5.1 防雷電保護措施

配電系統的建設中，預防雷電是設計者需要考慮的問題。現在對雷電的防護措施主要是接閃技術，通過在建筑上設立防雷裝置來實現的，在石化企業的設計中，應該結合實際情況來考慮。例如要把防雷設備和儲油罐等易燃易爆品的防護有機的融合起來，以便達到最佳的防護作用。

5.2 均衡分壓防護措施

均衡分壓主要是為了消除雷擊產生的高壓。其主要運用在電氣施工控制方面，設計時，要考慮配電的可行性和靈活性，需要設計者根據額定電壓情況合理的和設施連接起來，起到能夠有效的分擔電壓的特點，從而在雷擊發生的時候，可以有效的解決瞬間高壓的問題，可以為石化企業的發展帶來安全的保障。

5.3 電氣接地技術

配電系統接地可以有效的對電流實行保護作用。石化企業的接地技術主要有兩種：浮地和多點接觸。浮地技術是電子設備外殼接地。接地技術是當有較強的雷擊擊中建筑或者設備的時候，會產生極高的電壓，接地技術就可以通過接地將電壓合理有效的釋放出去，從而對設備起到保護作用［4］。

6 結語

良好的配電系統是石化企業正常運行的動力，是石化企業獲得收益的有效保障，但是目前的石化企業供配電體系還不能完全適應企業的發展，本文針對這個問題，首先介紹了石化企業的供配電特點，然后分別介紹了石化企業的電源要求和供配電方式，最后介紹了建設供配電體系的保護措施。希望設計師在設計石化企業電力系統時，能夠綜合的考慮多方面因素，建設合理的供配電系統，以便石化企業能夠更好的發展。

［1］李邊榮.企業供配電系統的節能問題初探［J］.科技創新與應用，2014，10（30）：155-158.

［2］彥士梅.鋼鐵企業供配電系統故障隱患及解決措施［J］.企業技術開發，2014，08（12）：71-72.

［3］張磊，劉君.大型石化企業配電系統電氣節能研究［J］.電氣應用，2013，09（23）：43-46.

［4］郭超杰.石油化工行業低壓配電技術應用的質量控制［J］.安裝，2013，12（05）：40-41.