中海油能源发展股份有限公司惠州石化分公司 广东惠州 516000
摘要：石化企业内采用何种配电方案，既能满足生产需要，又能使配电系统安全、可靠、经济、合理地运行是摆在我们面前急需解决的问题。文章介绍了石化企业内两种主要的配电方案，并对其进行了较详细的分析比较，希望本文的研究能为其他项目的电压等级选择提供参考，促进石化企业建立完善的供配电体系，更好的满足企业的生产需求，促进企业的发展。
关键词：石化企业；设备基建；配电系统；节能减排；运行效果
石油化工企业在我国国民经济的发展中起着十分重要的推动作用，而随着社会经济的发展，我国更加注重石油化工企业的建设。在石油化工企业的正常运行中，配电系统方案选择是工作之中的重要内容，一方面其对于生产的需求有着直接的影响，另外一个方面对于配电系统的安全性、可靠性、合理性以及经济性等都有着重要的意义。因此，重视对石化企业配电系统方案的选择十分必要。文章将针对这一方面的内容展开论述，通过对比两种配电方案，详细的分析石化企业如何科学有效的选择配电系统，在满足基本的需求同时，提升资源的使用效率、保证生产正常稳定的进行。
1 项目概况
该项目为全厂性石化项目，产品既有油品、对二甲苯，又有中间产品为下游化工装置提供原料。根据国家标准GB50052—2009《供配电系统设计规范》的规定，工艺装置中大部分用电负荷和部分公用工程用电负荷属于一级负荷，中断正常供电，将造成重大经济损失，可能引起主要设备损坏，大量产品报废，连续生产过程被打乱，需较长时间才能恢复，企业大量减产。公用工程和辅助设施中的大部分用电负荷为一、二级负荷。全厂小部分负荷为一级负荷中特别重要的负荷。所以对供电的可靠性、连续性和电气系统的稳定行要求很高。
该炼厂用电总负荷总计80.6MW，考虑同时系数0.9后为72.5MW，开工时用电负荷为82.8MW；供电范围为350m。供电方案如下，配电共分4级：220kV，35kV，6（10）kV，0.38及0.22kV。
220/35kV设总变电所1座，2路进线，总变电所设220/35kV、150MV·A变压器两台，为下级35kV变电所供电，35kV母线接线形式为双母线分段。
35/6（10）kV设区域变电所7座，变电所设35/6（10）kV变压器，6（10）kV母线接线形式为双母线分段。
6（10）/0.38kV设装置变电所7座，变电所设6（10）/0.38kV变压器，0.38kV母线接线形式为单母线分段。所有变电所均采用双电源的单母线分段接线，每路按100%负荷考虑。各变电所的电源进线处设开关，以保证操作灵活、检修安全。该项目35kV及以下采用铠装交联聚乙烯铜芯电缆。
2.6kV与10kV配电方案特点
6kV与10kV为石化系统广泛应用的中压配电电压等级，在石化配电系统中起着重要的作用，此电压等级既作为配电间之间的电源输送，也作为大型用电设备直接配电。本项目由区域变电所至各单元变电所的传输电压即为6（10）kV电压等级，传输至各单元变电所之后，可通过变压器为低压负荷供电。同时大功率电动机的配电也采用6（10）kV电压等级，从各变电所的中压母线处直接引致用电设备。可以说6（10）kV电压等级是石化装置配电系统的“中坚力量”。设备制造水平差别不大，目前可以采购到成熟产品。
配电间部分：6（10）kV电源，由区域变电所通过35/6（10）kV变压器，由35kV转变而来。变电所中的6（10）kV配电母线通常采用单母线分段形式，大型电动机及下级变电所/变压器电源均直接引自6（10）kV配电母线，两段母线之间采用备用电源自动投入装置，单段母线均可独立带两段以上的全部用电负荷。中压电源可通过6（10）/0.38kV变压器为低压母线供电，0.38/0.22kV用电设备由低压母线供电，6（10）kV侧采用中性点不接地系统。配电间内的配电设备（如中压开关柜、母线桥等），应满足6（10）kV电压等级的要求，配电原则采用一柜一设备配电。
室外配电部分：6（10）kV用电设备通常为大功率电动机。一般超过160kW或200kW的电动机，如果采用0.38kV配电，由于运行电流、起动电流较大，机端电压损失的比例大，故选用的电缆截面积较大，同时造成的线路损耗较高，经济性较差，且电缆过大也给施工带来了困难，较大的起动电流也给低压电网带来了更大的冲击，所以该部分电动机采用6（10）kV电压配电，节省损耗，降低运行起动电流，减小电缆截面积，并减小电动机起动时对用电系统的冲击。为用电设备配电的6（10）kV电缆截面积需要按电缆长期允许载流量选择，并以短路热稳定校验。6（10）kV供配电电缆最小截面积不应小于95mm2（铜芯）。采用6kV配电情况下，160kW及以上功率电动机由中压配电。而在10kV配电情况下，185kW及以上功率电动机由中压配电。
3.6kV与10kV配电方案对比
（1）电动机起动比较
三相电动机的额定电流In应按式（1）计算。由此可看出10kV电动机电流为6kV电动机电流的1/倍，相应的起动电流也为6kV电压等级下的1/倍。系统在短路容量相同时，10kV为6kV系统短路电流的1/倍。故电动机起动压降计算只与系统短路容量、电动机容量和起动电流倍数有关系，与电压等级无关，即
注：表2中各设备及电缆价格参照国内主力供应商价格计算。
按厂内联合装置不同容量电动机分布情况计算，工程造价增加约315万元，如表2所示。中压电动机价格增加约10%；大容量电动机电缆截面积降低，价格便宜了，但10kV电压等级电缆比6kV贵约6%，抵消后10kV电缆造价略有增加；10kV方案中，160～185kW电动机由6kV改为380V，电动机和开关柜造价均下降，电缆造价增加，抵消后10kV方案投资减少较明显。综合以上结果，该联合装置中压采用10kV造价稍高于6kV。此部分还未包含前文提到的低压变压器容量增加的费用，若包含在内，10kV造价会更高。
（3）运行损耗对比估计
根据变压器损耗公式，如式（2）和式（3）所示，变压器损耗与电压等级无关。在用电负荷不变的情况下，上下级变压器损耗不变。因此在6kV和10kV两种不同方案下，变压器损耗不变。
4 结束语
总之，石化工企业中既能满足生产需要又能安全、合理、经济运行的配电系统是非常重要的。通过以上配电系统选择方案对比分析可知，该项目使用6kV配电，无论是从设备基建的一次投资，还是工厂长年运行的损耗上看，经济性较10kV配电电压等级更佳，在满足基本需求的同时，提升能源的使用效率、保证生产正常稳定的进行，可为其他项目的电压等级选择提供参考。
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论文作者:金宏彪
论文发表刊物:《基层建设》2016年7期
论文发表时间:2016/7/7
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