西门子石化行业配电解决方案

2014-09-22柴淑云何友林

电气技术 2014年1期

柴淑云何友林

（西门子基础设施与城市业务领域中低压集团，北京 100102）

1 西门子石化配电解决方案概述

西门子全集成能源管理（Totally Integrated Power，TIP）为石化行业提供全集成配电解决方案，主要基于以下3个方面。

1）西门子向客户免费提供专用工具软件，为配电系统规划设计提供强有力的支持。通过SIMARIS设计软件，用户可方便、快速、可靠的计算配电网络的全部电气参数，按计算结果自动选择和整定保护电器，评价选择性保护配合，有助于设计和管理人员对配电系统整体和局部能耗的透明化管理。

2）提供了高效、可靠的全系列配电产品和系统，覆盖从中压开始到低压主配电、分配电一直到末端配电。可组成安全可靠的配电解决方案，适用石化行业高端配电系统的应用。

3）对石化配电系统可实现信息化的集成功能，通过多功能智能仪表、智能断路器，智能开关柜等配电产品的灵活多样的通信方式，实现能源监控和管理，并可集成到企业的自动化系统当中。

2 石化行业配电系统特点

石化行业具有电力负荷密度大、供电可靠性要求高等特点。石化工厂必须取到可靠的电源，应根据地区供电的具体情况确定工厂的供电方式，大中型工厂可采用外供电的方式，也可采用外供电和自发电的综合方式。大型石化工厂一般由两个以上独立的电源供电。大型石化企业的 35/6(10)kV 配电网，系统中性点多采经电阻接地方式；在低电压侧，接地类型的选择也决定了系统的电磁兼容性。石油化工生产装置 0.38/0.22kV 配电系统接地形式应采用 TN-S 系统。

石化行业配电设计时还要考虑变频器、UPS等造成的谐波影响。当平均功率因数低于当地供电局要求时，应装设无功功率补偿装置。并根据无功功率的分布情况，经技术经济比较来确定集中补偿或分散补偿方案。

3 高效的石化行业配电系统设计

西门子 SIMARIS设计软件自动计算和选型节省电气设计师大量的工作量，确保配电设计高效，配电系统安全、可靠。系统界面如图1所示。

图1

1）设计依据IEC标准规范。

2）全面的短路电流计算，确保正确选型。

3）详细的线路电压降计算，确保电机正常运行。

4）合理的电缆选型计算，节省投资。

5）直观明了的保护设备曲线配合评估。

6）电缆（母线槽系统）防火设计。

7）能效评估，可调整线缆或者设备，优化能耗。

8）详细的项目文档：设备清单，选择性配合曲线，单线图等。

4 石化配电解决方案

中压配电，一般包括进线、馈线、电动机回路及中压电容器回路等。西门子可提供 35kV 气体绝缘柜8DA/B10、10kV 空气绝缘开关柜 NXAirS 、10kV 气体绝缘开关柜 8DJH，以及10kV真空断路器3AE系列，能满足中压配电线路保护及控制要求。

低压侧，鉴于石化行业 80% 左右的负载为为电动机，水泵，风机负载，其低压配电系统通常按动力中心（PC 柜）和电动机控制中心 (MCC) 方式配电，PC 段直接供电给 I 类电动机和容量为75kW 及以上的 II 和 III 类电动机，和相对较大的其它负荷，其余负荷由 MCC 供电。对于 PC 和MCC 供电，西门子可提供通过完全型式试验的SIVACON S8/8PT 系列低压配电柜，以及可靠、高效、模块化的空气断路器 3WL 系列和塑壳断路器3VL 系列，满足低压配电线路保护和电动机保护和控制要求。解决方案如图2所示。

图2

对于生产辅助建筑物和值班用房用电以及厂区的照明终端配电和一些小动力配电，西门子可提供安全、高效、节能的小型断路器5SY/5SP 系列，漏电保护器5SM2/5SM9或者漏电断路器 5SU1/5SU9 系列，以及5SM6电弧故障检测装置，满足低压终端配电的要求。

5 智能石化配电监控方案

随着石油化工的集成自动化水平不断提高，对供配电的可靠性要求也越来越高。智能化配电系统可以实现能源管理透明化，有效地保障供电可靠性，优化负荷分配，节能增效。

智能配电通常分为三层：现场设备层，通信层和运行监控层。在现场设备层，通过 Profibus或者Modbus 现场总线，集成具有通信功能的智能线路保护设备和测量设备。如带通信模块的 SENTRON 3WL和3VL智能断路器，PAC4200/3200/3100等多功能测量仪表；3UF7马达综合保护器；SIPROTEC中压综合继电保护装置等。在通信层通过通信管理机或者PLC，实现信息的上传下达。在运行监控层，西门子的电能管理软件SENTRON Powermanager，实现配电系统信息的实时监控，数据存档、统计分析等。监控方案如图3所示。