大型煤化工企業供配電系統現狀研究

周榮芹

【摘 要】大型煤化企業內采用何種供配電方式，既能滿足生產需要，又能使供配電系統安全、可靠、經濟、合理地運行是擺在我們面前急需解決的新問題。本文根據大型煤化工企業供配電特點，介紹了煤化工企業內三種主要的供配電方式，并對其進行了較詳細的分析比較。

【關鍵詞】煤化工；企業供配電；系統運行

目前我國的大型煤化工企業（簡稱煤化企業）多數是由中、小型逐步擴容起來的，對于企業內的供配電系統沒有很好地按照大型以及特大型煤化企業統籌規劃。隨著我國經濟建設的飛速發展以及現代生活的需要，還將新建許多大型以及特大型煤化企業，如企業內供配電方式選擇不合理將會給企業帶來極大的經濟損失。因此，大型煤化企業內采用何種供配電方式，既能滿足生產需要，又能使供配電系統安全、可靠、經濟、合理地運行是擺在我們面前急需解決的新問題，也是與大型煤化企業供配電特點息息相關的。

1 大型煤化企業供配電特點

1.1 對供配電的可靠性要求非常高

對連續運行的煤化企業來說，對供配電的可靠性要求是非常高的，僅幾個周波的電力系統故障就能造成大量生產裝置停工，甚至引起災難性的后果[1]。

1.2 負荷相對平穩

煤化企業的負荷是相對平穩的，日負荷曲線的變化很小，生產裝置運行正常后，負荷幾乎數周甚至數月不變。

1.3 負荷以異步電動機為主

煤化企業的負荷主要是以大型異步電動機拖動的風機、壓縮機以及隔爆或增安型異步電動機拖動的機泵為主。由于煤化企業供配電系統內具有大量異步電動機的運行，因此，應對其功率因數進行有效的補償。當采用電力電容補償時，電力電容器組宜安裝在主變電所、多區域配電所或多區域變電所內，因為這些變電所內的負荷相對平穩，而且可縮短裝置變電所故障時的備用電源自動投入時間[2]。

1.4 大型電動機啟動

催化主風機等大型電動機的啟動雖然次數很少，但啟動時間卻較長，是影響大型煤化企業內供配電系統的關鍵問題之一。

1.5 具有企業自備熱電廠

大型煤化企業都具有企業自己的熱電廠，其規模與企業的規模及地域的需求有關，有些規模大的熱電廠除滿足本企業的用電需求外還可向電力系統售電，通常僅能為本企業提供一定負荷及保安電源。煤化企業的熱電廠的主要作用是為企業內供汽[3]，因此汽輪機多以背壓式、抽汽背壓式或抽汽凝汽式為主。一旦電力系統發生故障造成煤化企業大面積停電，生產裝置會立即停止用汽，各發電動機很難保證此時的穩定運行。通常大型煤化企業的熱電廠既是企業供配電系統的中心。

1.6 逐步擴容

煤化企業的另一特點是用電負荷的逐步擴容，增加新裝置及改造擴容是煤化企業司空見慣的事情，因此在設計煤化企業內供配電系統時一定要考慮留有足夠的擴展余地。

2 大型煤化企業對供電電源的要求

大型煤化企業的用電負荷較大，通常總運行容量大于60MVA，供電電壓為（66）110KV，220KV，并應由兩個以上獨立的電源供電，運行方式一般為雙電源單運行或雙電源雙運行[4]。

所謂雙電源單運行供配電方式是某個供電電源正常運行另一個供電電源作備用，正常運行供電電源故障后備用供電電源自動投入確保企業的連續供配電。該運行方式的優點是企業內供配電系統倒閘操作方便，缺點是正常運行供電電源故障后極易造成企業生產的混亂。

雙電源雙運行供配電方式是兩個供電電源均正常運行，某個供電電源故障后母線聯絡斷路器自動投入確保企業的連續供配電。該運行方式的優點是某一供電電源故障后對企業生產造成的影響較小，缺點是企業內供配電系統倒閘操作很不方便。

2.1 大型煤化企業內的主變電所

大型煤化企業通常是以熱電廠或總降壓變電所作為主變電所。一些大型煤化企業內具有數個主變電所，運行方式等事宜通常供電力公司制約。大型煤化企業內主變電所的接線方式通常是單母線分段帶旁路母線及雙母線等，一般位于企業的外側以便輸入供電電源，因此，必須采用電力電纜向生產裝置變電所供電。企業內采用供配電電壓及供配電方式應根據企業的負荷特點及地理位置等因素仔細選擇[5]。

2.2 大型煤化企業內供配電電壓及供配電方式

我國大型煤化企業內供配電電壓通常為：

35KV，10KV，6KV及0.4KV；

大型煤化企業內主要供配電方式為：

●主變電所直配供配電方式；

●多區域配電所供配電方式；

●多區域變電所供配電方式；

2.3 主變電所直配供配電方式

從主變電所6（10）KV母線采用放射式直接供配電至各裝置變電所就構成了主變電所直配供配電方式。

該供配電方式構成簡單，設備管理集中，容易實現全企業的微機化管理及保護，各裝置變電所均可無人值守，人員需求較少，是目前多數煤化企業主要采用的供配電方式。但該供配電方式主變電所配出回路過多，系統供配電損耗很大，另外，目前多采用電力電纜沿系統管架敷設的形式，多條電纜都從主變電所一處配出也給這些電纜的設計、施工、運行以及今后的擴容都帶來了極大的不便。在該供配電方式中每個配出回路都必須按該生產裝置的最大運行負荷考慮，因此，不得不增加電器設備及配出電纜的投資。由于該供配電方式僅從主變電所一處配出，供配電系統末端的電壓波動很大，這給處于企業負荷遠端的儲運及給排水系統的電氣運行造成了一些困難。

3 裝置變電所供配電方式

裝置變電所通常均采用單母線分段的供配電方式，母聯一般裝設備用電源自動投入保護，配出方式則有母線直配至用電負荷與母線配至各電動機控制中心（MCC）再配至用電負荷兩種。國外進口裝置變電所多采用后者，該供配電方式可在MCC開關柜上減少一些投資，而且可縮小在MCC故障時對供配電系統的影響范圍。在設計裝置變電所開關柜時，宜將進線、母聯、電壓互感器、變壓器及補償電容器開關柜集中布置，以方便今后的運行管理[6]。

4 結論

多數煤化企業的供配電系統是根據本企業實際情況，采用上述各種供配電方式的混合形成的。建議對主變電所附近少量負荷較少的生產裝置采用主變電所直配供配電方式；對距主變電所較遠負荷較少的多個生產裝置，采用多區域配電所供配電方式；對距主變電所較遠或供電半徑內負荷較大的多個生產裝置，采用多區域變電所供配電方式。對于采用主變電所以直配及多區域配電所為主供配電方式的大型煤化企業，建議考慮圖-1的主變電所接線方式。對于新建大型煤化企業的供配電系統，建議考慮多區域變電所供配電方式。

參考文獻：

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[2] 詹希鴻.化工企業供配電系統繼電保護的設計與應用[J].科技展望，2015，25（27）：106.

[3]胡利江.化工企業配電系統中諧波的治理措施研究[J].電子技術與軟件工程，2015（16）：241-242.

[4]許航，董云鵬.石化行業供配電系統技術探討[J].電氣應用，2017，36（24）：14-16.

[5]何京宇，范云飛.石油化工企業低壓變配電系統接地設計缺陷分析與改進[J].工業技術創新，2017，04（02）：94-95+98.

[6]薛冰，魏正光.石化企業供配電系統設計研究[J].化工管理，2016（36）：184.

（作者單位：山東華魯恒升化工股份有限公司）