壓氣站供配電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計

摘 要：壓氣站在天然氣的開發(fā)、利用中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，合理、優(yōu)化的供配電系統(tǒng)是維持壓氣站正常運轉(zhuǎn)所必需的。設(shè)計規(guī)范對壓氣站的負荷分級與供電系統(tǒng)都有規(guī)定，但每個站的情況各不相同，這就要求我們在做設(shè)計時應(yīng)具體問題具體分析。文章結(jié)合具體工程實例，闡述了對其供配電系統(tǒng)進行優(yōu)化的方法，并對優(yōu)化方案作了簡單分析。

關(guān)鍵詞：壓氣站；供配電系統(tǒng)；優(yōu)化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.02.079

1 綜述

近些年來，隨著我國能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整及采油工藝的需要，天然氣的開發(fā)、利用越來越廣泛。在這其中，作為生產(chǎn)的一個重要環(huán)節(jié)，天然氣壓氣站發(fā)揮著非常關(guān)鍵的作用。天然氣壓氣站主要用于管道輸送、油田氣驅(qū)采油等工藝場所，功能是給天然氣增壓以維持所需要的流量。壓氣站的主要設(shè)備為壓縮機組，按驅(qū)動方式的不同分為變頻電機驅(qū)動和燃氣輪機驅(qū)動，使用相應(yīng)壓縮機組的壓氣站分別稱為電驅(qū)壓氣站和燃驅(qū)壓氣站。無論是哪種壓氣站，都需要可靠的生產(chǎn)電源。合理、優(yōu)化的供配電系統(tǒng)是維持壓氣站正常運轉(zhuǎn)所必需的，也是一個值得研究的課題。

2 壓氣站的供電要求

（1）負荷等級。依據(jù)國標《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》[1]及《輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范》[2]的規(guī)定，天然氣壓氣站的整體用電負荷等級至少應(yīng)為二級，同時站內(nèi)還包含應(yīng)急負荷。結(jié)合工程實踐，重要輸氣干線中的壓氣站，因其中斷供電的影響范圍比較大，建議按一級負荷考慮；其他站場可按二級負荷考慮。（2）供電要求。一級負荷壓氣站的供電系統(tǒng)應(yīng)由雙重電源供電，這兩個電源相互獨立，當一個發(fā)生故障時，另一個不應(yīng)同時受到損壞。二級負荷壓氣站宜由兩回線路供電，在負荷較小或地區(qū)供電條件困難時，可由一回6kV及以上專用的架空線路供電。站內(nèi)應(yīng)急負荷應(yīng)配置應(yīng)急電源。

3 壓氣站供配電系統(tǒng)優(yōu)化

就每個具體的壓氣站來說，由于站場規(guī)模、壓縮機數(shù)量及驅(qū)動方式的不同，外部供電條件的差異，其供配電系統(tǒng)的配置也應(yīng)因地制宜。合理的供配電系統(tǒng)不但可以增加供電可靠性和靈活性，還能提高運行效率，節(jié)省能源。下面結(jié)合工程實例，探討一下壓氣站供配電系統(tǒng)的優(yōu)化方案。

（1）工程概況。FGL壓氣站位于某沙漠油田，負責(zé)將天然氣注入地層，為氣舉采油提供氣源。該站始建于二十多年前，為了維持所需的運行指標，近期進行了升級改造。站內(nèi)安裝三列壓縮機組，燃氣輪機驅(qū)動，軸功率為14MW，低壓用電負荷情況見表1。根據(jù)生產(chǎn)及檢修需要，三列機組可靈活組合運行。由于位置偏遠，當?shù)毓╇姉l件有限，整個油田僅有一座66/10kV變電站，單電源引自附近的一座燃氣發(fā)電站。改造前該站的供配電系統(tǒng)接線如圖1所示，由單臺變壓器為全站低壓負荷供電。

（2）供配電系統(tǒng)優(yōu)化。依據(jù)設(shè)計規(guī)范，F(xiàn)GL壓氣站用電負荷等級為二級。結(jié)合當?shù)氐墓╇姉l件，采用一回10kV專用架空線路供電，同時為站內(nèi)應(yīng)急負荷配備應(yīng)急發(fā)電機組及UPS。依據(jù)《20kV及以下變電所設(shè)計規(guī)范》[3]的規(guī)定，宜裝設(shè)兩臺及以上變壓器。

在本次升級改造中，我們對其供配電系統(tǒng)進行了優(yōu)化設(shè)計，首先為每列機組配置一臺專用變壓器，其余負荷均由公用變壓器供電，全站設(shè)四臺變壓器，各負其責(zé)；同時將公用MCC的接線方式由單母線改為分段單母線。詳見圖2所示。

與繼續(xù)采用原來的接線方式相比，雖然增加了部分投資，其優(yōu)點也是很明顯的：（1）運行更加靈活、可靠；（2）變壓器小型化，可采用干變設(shè)于室內(nèi)，布置安裝更加簡單、方便；（3）使設(shè)備檢修、維護更方便，降低了停電對生產(chǎn)的影響；（4）不帶負荷的變壓器可暫時關(guān)閉，降低了功耗，更加節(jié)能、環(huán)保。

4 結(jié)語

每個壓氣站的具體情況是不同的，外部供電條件也存在差異，在對其供配電系統(tǒng)進行設(shè)計時，我們應(yīng)依據(jù)規(guī)范深入研究，具體問題具體分析，力求設(shè)計方案更加合理、優(yōu)化。

參考文獻：

[1]供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范[S].GB50052-2009：4-5.

[2]輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范[S].GB50251-2015：46-48.

[3]20kV及以下變電所設(shè)計規(guī)范[S].GB50053-2013：4-8.

作者簡介： 張華（1974-），男，山東滕州人，工程碩士，高級工程師，主要從事電氣工程設(shè)計。