優化供電結構與國家節能

許繼鋒，陳 渤，拜合提亞爾·拜克力

（中石油克拉瑪依石化有限責任公司，新疆克拉瑪依 834003）

0 引言

2018 年11 月25 日，一場12 級大風席卷克拉瑪依大地，考驗著克拉瑪依地區的供電系統結構安全可靠性。煉油1#變電所失電，克拉瑪依石化有限責任公司整個電力系統瓦解，公司整個裝置生產停工，停電大約半個小時，造成億元級經濟損失。天災是客觀原因，同時也說明克拉瑪依地區電網抗風險能力不強，高壓電網的架空線供電是故障關鍵所在。如何提高克拉瑪依地區電網抗風險能力，特別是大型工廠的用電安全問題，成為擺在技術人員面前的難題。

隨著全球氣候的變暖，克拉瑪依地區的氣候變化讓人越來越琢磨不透，這次三十年不遇的冬季大風讓技術人員措手不及，局部風力13 級造成電網大面積甩負荷，故障線路跳閘后，其他環網線路超負荷跳閘。通過研究電力系統潮流分布，根據給定的運行條件和網路結構確定整個系統的運行方式，防止線路過載或輕載，保證系統的靜態穩定。通過調整運行方式，使電網資源得到充分利用，例如各母線上的電壓（幅值及相角）、網絡中的功率傳輸分布以及功率損耗等。其中，電力系統潮流計算是電力系統穩定計算和故障分析的基礎。

雙線供電、環網供電、直配供電是提高大型工廠安全途徑，環網在大風發生前解網，目的是降低電力系統的越級跳閘或過負荷跳閘，自動重合閘應根據系統的特點核算，并決定是否在大風前退出。如有自備供電的獨山子大石化公司在這方面提供了很好的例證，獨山子石化公司有自備電廠2 座，還有外線備用，保證了電力系統安全可靠。克拉瑪依石化有限責任公司是否可以沿用獨山子石化公司電力系統的發展與保障模式（依托國電克拉瑪依電廠作為克石化公司“自備電廠”）。

1 煉油1#變電所供電方式

克拉瑪依電廠1122 出線(電練線)專供煉油1#變電所，可以說是保證了克拉瑪依石化有限責任公司的電力安全。克拉瑪依電廠到煉油1#變電所距離為36.8 km，采用的是110 kV、LGJ-185 單回路。架空線有一個致命的缺點，那就是大風刮起的廢棄物容易造成線路接地或短路，桿塔也可能因為人為關系造成接地造成線路跳閘。為了降低大風造成的危害，克拉瑪依石化有限責任公司建立了抗風保運機制。不過還應該從本質安全方面來解決問題，減少故障點。分析克拉瑪依石化公司的地理位置及周邊情況，建議從國電克拉瑪依電廠給煉油1#、2#變電所各拉一條高壓電纜，作為主電源（或者備用電源）。

2 改變方案

從國電克拉瑪依電廠到煉油1#、2#變電所，按5 km 計算，電纜投資800 萬元，2 臺100 MVA、220 kV/6 kV 變壓器的價格在2000 萬元，工程土建電纜溝及材料300 萬元、征地等其他不可預見費用500 萬元，總計0.36 億元，解決煉油1#、2#變電所直配線問題（該費用可以協議國電克拉瑪依電廠共同投資）。2017 年，克拉瑪依石化公司生產用電量在5.3 億千瓦時，日均負荷60 MW，電—練線110 kV 線平均運行負荷電流370 A（2018 年11 月28 日17:10，運行電流366 A），計算與實際運行相符合。

目前新疆地區的電力市場是買方市場。由于煉油1#變電所的資產為克拉瑪依石化有限責任公司所有，收回該資產自己管理，有3 個方面的好處：①可以消化熱電廠現在的運行人員，減少費用的支出；②有利企業對電力需求的管理；③為降低生產成本做準備，例如：可以直接與國電克拉瑪依電廠協議電價，按5.3 億千瓦時，購電低0.05～0.10 元/（kW·h），每年可以少支付0.265～0.53 億元。

3 實施前后效益分析

（1）電纜。從國電克拉瑪依電廠給煉油1#變電所按2 km 計算，輸送電流350 A，功率損耗為P=I2×R=3502×3×0.0185 1×2000/800=17 006 W=17 kW。

（2）電廠LGJ-185 的高壓架空線純電阻有功損耗計算。查電工手冊，LGJ-185 線路電阻0.17 Ω/km，P=I2×R=3662×3×0.17×36.8=2 514 086 W=2514.1 kW，2018 年11 月28 日17：00，克拉瑪依電廠1121 出線有功67.5 MW（電流366 A），無功17.3 MV·A，煉油1#變電所進線有功65 MW（電流350 A），無功15 MV·A，克拉瑪依石化公司消耗的負荷60 MW（電流323 A）。

（3）從節約能源的角度來說，改變克拉瑪依石化有限責任公司的供電方式，可以收到如下效益：①克拉瑪依電廠供煉油1#變電所，純電阻可以節約（2514.1-17）×365×24=21 874 475 kW·h；②從國電克拉瑪依電廠到奎屯變電所10 km，220 kV 供電線路線路由4 組LGJ-150 組成，線路單相電阻0.057 5 Ω/kM，按原來400 MW（1166 A）供電，現在340 MW（991 A），年節約電量（11662-9912）×10×3×0.057 5×365×24=5 704 024 kW·h。采用國電克拉瑪依電廠供煉油1#變電所，純電阻節約電量（21 874 475+5 704 024）27 578 499 度。按克拉瑪依供電0.37 元/（kW·h）計算，年為國家節約1020 萬元。

4 結論

不管是從石化公司的安全運行、經濟節能角度，還是從國家的節能方面，該方案均具有可行性。目前，現在克拉瑪依石化公司在做這方面的可行性研究。