煉化企業(yè)電站廠用電系統(tǒng)分析

謝安娜

摘要：對于電氣運(yùn)行來說，電廠廠用電是整個電廠生產(chǎn)鏈中和重要的一環(huán)，其可靠安全運(yùn)行是保障電廠穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。通過電力系統(tǒng)的合理布局、統(tǒng)籌配置，可以在一定程度上消除電力供給過程中的不安全隱患。本文對煉化企業(yè)電站廠用電系統(tǒng)的安全改造進(jìn)行簡要分析和說明，并提出相關(guān)整改措施，同時對未來煉化企業(yè)電系統(tǒng)改造提出設(shè)想。

關(guān)鍵詞：廠用電;供電系統(tǒng);安全可靠性;

1 引言

在煉化企業(yè)的電站中，廠用電既要承擔(dān)自身老鍋爐裝置輔助設(shè)備的供電任務(wù)，也要為向本廠鍋爐設(shè)備和全煉化生產(chǎn)鏈條提供軟化水的化水單元提供持續(xù)供電。因此，提高廠用電的安全可靠運(yùn)行，避免因老化、絕緣下降造成的設(shè)備故障現(xiàn)象，降低系統(tǒng)中的能量損耗，防范因設(shè)備落后可能導(dǎo)致人身觸電事故的發(fā)生已變得刻不容緩。

2電站廠用電系統(tǒng)現(xiàn)狀

2.1現(xiàn)運(yùn)行系統(tǒng)：

某煉化企業(yè)電站的廠6kV和380V電力系統(tǒng)主要為原燃油爐供電。廠用電系統(tǒng)電源取自主6kV系統(tǒng)，經(jīng)由廠變0#-4#再向廠用電系統(tǒng)配電。廠6kV系統(tǒng)共分為5段母線，分別為4段工作段和1段備用段，均為單母線分段接線方式，有47臺開關(guān)柜。廠380V系統(tǒng)由5個變配電室組成，分別是5段工作段和1段備用段，均為單母線分段接線方式，有開關(guān)柜35臺。

近年由于1#～4#爐拆除，廠6kv母線段已只有兩三個高壓開關(guān)柜在運(yùn)行，廠380V除Ⅲ段、Ⅳ段開關(guān)柜運(yùn)行負(fù)荷較多外，其他段閑置率也較高，所以廠用電變壓器（共5臺）負(fù)載率極低。而原廠用電的系統(tǒng)錯綜復(fù)雜將大大增加操作人員的誤操作率，使安全操作大打折扣，廠用電的平穩(wěn)安全運(yùn)行難以保障。（見附圖1）

2.2原運(yùn)行情況下存在的隱患問題：

2.2.1低壓配電系統(tǒng)環(huán)境惡劣。其電站原廠380V系統(tǒng)配電室位于動力爐廠房下方一樓，周圍布置有蒸汽管線，電纜溝與工藝管溝聯(lián)通，經(jīng)常有漏水并有蒸汽串入低壓配電室，導(dǎo)致低壓柜內(nèi)產(chǎn)生凝露、地面積水。變電所內(nèi)部的嚴(yán)峻環(huán)境，極易造成所內(nèi)設(shè)備受潮絕緣強(qiáng)度下降，造成短路現(xiàn)場的發(fā)生，設(shè)備保護(hù)誤動作或拒動，嚴(yán)重影響廠380V系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

2.2.2原配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且閑置率高。原廠6kV系統(tǒng)的4個工作段與備用段由聯(lián)絡(luò)線將其互相連接;廠380系統(tǒng)的5個工作段與備用段由聯(lián)絡(luò)線將其互相連接。隨著原廠6kV和380V系統(tǒng)的1#～4#爐拆除，1～6#發(fā)電機(jī)組的淘汰，大部分電機(jī)回路已停用，配電室內(nèi)的配出柜使用率已不足50%。

2.2.3設(shè)備故障率高、安全系數(shù)低。廠6kV Ⅰ段、Ⅲ段和廠380V Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段設(shè)備均產(chǎn)于70年代，已是國家明令淘汰的電氣產(chǎn)品。開關(guān)互換性差，零部件多已停產(chǎn)，開關(guān)柜不能滿足電氣“五防”安全操作要求，斷路器接觸電阻大，開斷短路電流的能力均已下降，部分電纜還為鋁芯電纜。廠用電設(shè)備使用年限已長，普遍存在設(shè)備、絕緣老化嚴(yán)重的問題，尤其二次回路的絕緣老化，還易造成誤動或拒動，設(shè)備防護(hù)等級低，開關(guān)滅弧能力差，這些都易引發(fā)短路故障，影響供電安全。

2.2.4能耗大。原廠6kV系統(tǒng)電源取自主6kV系統(tǒng)，為了限制廠6kV系統(tǒng)短路時短路過大，減小故障情況下的事故波及范圍，保證主6kV系統(tǒng)母線壓降，故主6kV至廠6kV系統(tǒng)的五個配出回路均設(shè)置了出線電抗器。也因?yàn)槌鼍€電抗器的阻抗原因，加之廠用電設(shè)備利用率低等諸多原因，現(xiàn)每年約損失電能達(dá)35萬度，能源損耗非常大。

2.2.5未來對主系統(tǒng)升級改造難度大。現(xiàn)電站動力爐新區(qū)主要采用35kV線路-變壓器組供電方式，正逐步減少原主6kV系統(tǒng)的配出。電站Ⅰ站110kV的2臺主變現(xiàn)為三繞組變壓器，隨著不斷新增裝置，主變壓器己不能滿足N-1原則。而現(xiàn)在廠6kV系統(tǒng)電源現(xiàn)均取自主6kV系統(tǒng)，如果不改變廠6kV系統(tǒng)供電電源，將直接影響主6kV配電系統(tǒng)的取消、主供電系統(tǒng)的完善和主變壓器的擴(kuò)容更新等一系列升級改造工作。

3隱患問題整改升級方向

3.1 廠用電一次系統(tǒng)改造

電站廠用電一次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對全廠供電安全可靠性起決定性作用。結(jié)合前面提到的現(xiàn)有廠用電系統(tǒng)的諸多弊端，受停電時間制約和空間的限制，無法就地進(jìn)行改造，即采取另建變電所的方式。同時為了逐步取消電站原主6kV配電系統(tǒng)，完善主供電系統(tǒng)，方便主變壓器的擴(kuò)容，廠用電電源不再取自主6kV配電系統(tǒng)，采用35kV電源進(jìn)行供電。

廠用電6kV系統(tǒng)由原五段合并為二段，采用單母線分段形式，廠6kV系統(tǒng)共設(shè)置30臺高壓開關(guān)柜。廠380V系統(tǒng)，所有低壓回路合并由兩臺1600kVA變壓器配電，廠380V系統(tǒng)采用單母線分段形式，共設(shè)置24臺低壓開關(guān)柜。（見附圖2）

一次系統(tǒng)的整體改造，將原有繁復(fù)的廠用電系統(tǒng)更換為簡易系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，讓運(yùn)行操作人員操作更直接簡單，設(shè)備相互間影響更小，快切保護(hù)實(shí)施有效，電氣安全運(yùn)行環(huán)境得到改善，人身、設(shè)備安全得以實(shí)現(xiàn)。

3.2改善廠用電能耗。

依托現(xiàn)有新系統(tǒng)的建成，取消電抗器的使用，并且每段母線加裝容量為2400kVar的高壓無功補(bǔ)償裝置，改善電壓質(zhì)量，降低線路損耗，將大大的提高廠用電的電能質(zhì)量與利用率，提升經(jīng)濟(jì)效益。

3.3保護(hù)系統(tǒng)的配置。

廠6kV系統(tǒng)加裝中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地裝置。此接地方式能降低單相接地工頻過電壓，迅速切除故障線路，有效的抑制弧光過電壓;廠380V系統(tǒng)采用中性點(diǎn)直接接地方式。在此接地方式下若發(fā)生一相接地時，就行成單相接地，瞬間接地電流使斷路器跳閘切除故障。

35kV電纜至廠用電主變壓器段設(shè)置光差保護(hù)為主保護(hù)，在最短時間內(nèi)將線路或變壓器故障斷開。廠6kV系統(tǒng)和380V系統(tǒng)母聯(lián)增設(shè)快速保護(hù)切換裝置，提高系統(tǒng)抗晃電能力。廠變保護(hù)及機(jī)泵保護(hù)裝置全部更新。電動機(jī)控制回路由原來的交流電源改為直流電源。

3.4增加五防系統(tǒng)和綜合自動化系統(tǒng)。

廠6kV系統(tǒng)增加微機(jī)五防設(shè)備，其將大大提升運(yùn)行人員現(xiàn)場操作的安全可靠性，減少誤操作、誤入隔間或設(shè)備隱患等有可能造成的人身傷害的概率。綜合自動化系統(tǒng)極大程度的實(shí)現(xiàn)在線自動化監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行、控制和故障信息管理的功能。讓運(yùn)行人員及時掌握系統(tǒng)及設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，預(yù)判和解決可能發(fā)生的故障問題，抓住保障廠用電系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行的主動權(quán)。

4結(jié)束語：

原廠6kV及380V系統(tǒng)改造后將大大提高其系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性，開關(guān)柜重新融合整合，供電結(jié)構(gòu)更加簡單，可以有效降低操作事故，廠6kV母聯(lián)增加快切裝置，使保護(hù)更加完善，提高系統(tǒng)抗晃電能力。新增高壓開關(guān)柜具有電氣五防功能，淘汰了原有的落后電氣設(shè)備，確保了電氣系統(tǒng)的本質(zhì)安全，并且使電氣檢維修工作量大大減少，有效避免電氣設(shè)備、人身傷害事故發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

①煉化企業(yè)電站電氣系統(tǒng)一次圖

②2014年創(chuàng)新科技導(dǎo)報(bào)：《對宏偉熱電廠廠用電系統(tǒng)運(yùn)行可靠性研究》

③2018年大科技：《探討提高發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)可靠性的方法》