对石化企业供配电系统设计的探讨

吕春光 王文渤（兰州寰球工程公司，甘肃兰州 730060）

对石化企业供配电系统设计的探讨

吕春光 王文渤（兰州寰球工程公司，甘肃兰州 730060）

石油化工企业是促进我国经济发展的重要企业。随着经济社会的发展需要，我国还会兴建更多的石油化工企业，其中，良好的供配电系统是石油化工企业正常运转的有力保障。针对石化企业供配电问题，本文首先介绍了石化企业供配电的特点，然后分别介绍了供配电的电源要求、主变电所、主要的配供电方式和配电的保护措施，希望我国化工企业能够建立完善的供配电体系，能够更好的满足石化企业的生产需求，有效的促进石化企业的发展。

石油化工；供配电；系统设计

石油化工企业是我国经济发展的有力保障，良好的供配电系统既可以保证生产的需要，又可以保证石油化工企业的安全运转。我国目前的石化企业大部分是由中小企业发展起来的，企业内部的供配电系统不能达到规模所需的要求，随着经济社会的发展，我国将会建设更多的石化企业，良好的供配电系统可以为企业避免许多不必要的损失，因此，设计良好的供配电系统可以有力的保证石化企业的生产需求，同时能够有效的保障石化企业的生产安全，是石化企业安全运行的有力保障。

1 石油化工企业供配电的特点

石化企业的供配电系统是石化企业生产需要的保障，同时也是石化企业安全运行的保障。石化企业的供配电系统特点主要体现在以下几个方面：

1.1 对供电系统安全性要求严格，供电负荷要求平稳

石化企业对供配电的安全要求极为严格，需要保证供配电的安全运转和负荷的稳定，安全是保证石油化工企业正常生产的必备条件。如果几个电力系统发生故障，就会导致石化企业的大面积停产，损害了企业的利益，甚至可能会引起火灾和爆炸等灾难性后果，因此，安全性是石化企业供配电系统必须具备的要求。

稳定的负荷也是石化企业供配电系统必备的要求，必须要达到生产运行后，负荷基本无变化。这需要以异步电动机拖动的风机和机泵对功率因数做出有效的补偿，以保护负荷的稳定性。

1.2 异步电动机的有效运行

供配电负荷是以异步电动机拖动的风机、压缩机和机泵为主。石化企业的供配电运行需要大量的异步电动机。因此，需要对异步电动机的功率因数做出补偿，当采用电容补偿法时，应该将电容组件安装在负荷平稳的主变电所和多区域配电所。这种方式不但可以有效的保证负荷平稳，还可以缩短故障时备用电源的自动投入时间。

1.3 启动难和逐渐扩容的特点

大型的异步电动机启动的时间较长，影响着配电系统的运行。另外，石化企业具有负荷扩容的特点，当石化企业进行扩展改造时，需要对装置进行扩容，因此在设计时需要保留一定的空间以便以后扩容使用。

1.4 具有企业自身的热力发电厂

石化企业都具有自身的热力发电厂，热电厂的规模和企业的发展需求有关联，石化企业的热力发电厂主要用于内部供汽，如果用外部发电厂，一旦发生电力故障，就会导致企业停电、停汽，影响企业的正常运行，造成很大程度的损失，因此，大型石化厂需要具备专用的热力发电厂，其不但可以满足自身的需求，还可以对外售电。

1.5 设计要考虑安全性特点

设计时，要充分考虑石油化工企业的电气系统安全和线路安全，并采取防雷措施，石油化工企业存在很多的易燃易爆品，容易导致火灾和爆炸等灾难，因此在设计时，应该设计合理的供配电系统和安全措施，保证留有足够的安全地带，保证石化企业运行的安全［1］。

2 石油化工企业对供电电源的要求

石化企业的负荷通常大于60MV，具有110KV和220KV两个独立的电源供电系统。其运行方式可以划分为双电源单运行和双电源双运行两种方式。双电源单运行是指只有一个供电电源运行，另一个电源在故障时自动投入，保证供电的持续性，其换电操作方便，但是很容易造成企业生产紊乱。双电源双运行是指两个电源全部运行，其特点是某一个电源停电时产生的影响很小，但是换电倒闸操作起来复杂［2］。

3 对主变电所、电压及供配电方式的要求

石化企业通常以热电厂或变电所作为主变电所，大型石化企业往往具有多个主变电所，企业接线基本在企业外侧以便接入电源，因此，设计时应该根据企业的地理位置等因素综合考虑来选择方案。

石化企业的供配电电压通常是0.4千伏、6千伏、10千伏和35千伏，其供配电方式主要分为以下几个方面：

3.1 主变电所直配供配电

主变电所直配供配电是指从主变电所母线直接向各变电所供配电的方式。其特点是结构简单，容易管理和操作，不需要大量的人员来管理，是大部分石化企业采用的主要方式，但是其具有损耗过大的特点，多条电缆都要从主变电所发出，导致以后的扩容及其不便，因此，必须考虑增加电气设备的投资。

为了维持主变电所短路时母线的残余电压，必须考虑在主变电所母线配出端安装出线电抗器。但是出线电抗器又会给电动机的启动和体统运行带来难题，如果电抗百分值过小，不但限制不住短路电流，而且对母线冲击很大，选择电抗百分值过大，又不能保证电动机的启动。

电流的直配方式需要采用时间阶梯方式，母线配出回路不能安装电流速断保护。导致电路发生短路故障时，各个变电所会出现低压现象，导致电动机停机，为企业的收益带来损失，而且主变电所的回路越多，短路影响的范围越大，企业的损失也就在很大程度上变大。

3.2 多区域配电所供配电

多区域配电所供配电是指，石化企业在电荷集中的区域建立区域配电所，由主变电所向区域配电所供电，再由区域配电所向各装置供配电的方式。该方式主要是减少了主配电所的配出回路，为以后的发展和扩容都带来很大程度的便利，同时也可以减少电气设备的投资，有利于实现集中管理。因为多区域配电所供配电增加一级配出，使母线配出回路过电流保护及各装置的低压保护与主变电所直配供配电相比多出一个时间阶梯，导致母线配出回路同样不能安装过电流速断保护。另外，多区域配电所供配电依然没有解决系统末端电压不稳定的问题，还存在着低压停机的风险，而且母线短路容量的问题也无法解决。

3.3 多区域变电所供配电

多区域变电所供配电同样是在负荷密集处建立多处区域变电所，由主变电所供配电，发送到多处区域变电所，区域变电所将电力系统获得的电压转变为适用的电压再发送给各装置变电所。该供配电方式与多区域配电所和主配电所直配供配电方式相比，增加了多个变压器，这对石化企业供配电体系的建设带来很大的难度。

4 装置变电所供配电方式

单母线分段供配电的方式是装置变电所采用的方法。母线一般装有保护装置，其方式主要有母线直配到负荷、母线配到发电机控制中心后再配到负荷两种。一般用到方式基本是后者，可以减少发电机控制中心开关柜上的投资，同时可以缩小故障范围［3］。

5 石化企业配电设计保护措施

5.1 防雷电保护措施

配电系统的建设中，预防雷电是设计者需要考虑的问题。现在对雷电的防护措施主要是接闪技术，通过在建筑上设立防雷装置来实现的，在石化企业的设计中，应该结合实际情况来考虑。例如要把防雷设备和储油罐等易燃易爆品的防护有机的融合起来，以便达到最佳的防护作用。

5.2 均衡分压防护措施

均衡分压主要是为了消除雷击产生的高压。其主要运用在电气施工控制方面，设计时，要考虑配电的可行性和灵活性，需要设计者根据额定电压情况合理的和设施连接起来，起到能够有效的分担电压的特点，从而在雷击发生的时候，可以有效的解决瞬间高压的问题，可以为石化企业的发展带来安全的保障。

5.3 电气接地技术

配电系统接地可以有效的对电流实行保护作用。石化企业的接地技术主要有两种：浮地和多点接触。浮地技术是电子设备外壳接地。接地技术是当有较强的雷击击中建筑或者设备的时候，会产生极高的电压，接地技术就可以通过接地将电压合理有效的释放出去，从而对设备起到保护作用［4］。

6 结语

良好的配电系统是石化企业正常运行的动力，是石化企业获得收益的有效保障，但是目前的石化企业供配电体系还不能完全适应企业的发展，本文针对这个问题，首先介绍了石化企业的供配电特点，然后分别介绍了石化企业的电源要求和供配电方式，最后介绍了建设供配电体系的保护措施。希望设计师在设计石化企业电力系统时，能够综合的考虑多方面因素，建设合理的供配电系统，以便石化企业能够更好的发展。

［1］李边荣.企业供配电系统的节能问题初探［J］.科技创新与应用，2014，10（30）：155-158.

［2］彦士梅.钢铁企业供配电系统故障隐患及解决措施［J］.企业技术开发，2014，08（12）：71-72.

［3］张磊，刘君.大型石化企业配电系统电气节能研究［J］.电气应用，2013，09（23）：43-46.

［4］郭超杰.石油化工行业低压配电技术应用的质量控制［J］.安装，2013，12（05）：40-41.