關(guān)于石油化工企業(yè)電氣主接線設(shè)置及主變壓器選擇的相關(guān)研究

楊洋

【摘 要】因?yàn)槭突て髽I(yè)的電氣主接線設(shè)置及主變壓器的選擇會(huì)直接關(guān)系到整個(gè)企業(yè)的用電安全與運(yùn)行效率，還是保障石油化工企業(yè)能夠長(zhǎng)時(shí)間高效加工生產(chǎn)和持續(xù)運(yùn)行的基礎(chǔ)，對(duì)石油化工企業(yè)的生產(chǎn)有著重要的影響，所以對(duì)其主接線設(shè)備及主變壓器選擇方面進(jìn)行深入的研究是非常有必要的，可以保證石油化工企業(yè)的運(yùn)行安全。

【關(guān)鍵詞】石油化工企業(yè)；電氣主接線設(shè)置；主變壓器選擇；相關(guān)研究

一、石油化工企業(yè)電氣主接線的主要設(shè)計(jì)

科學(xué)、有效的選擇主變壓器和設(shè)置電氣主接線是保證石油化工企業(yè)運(yùn)行安全和高效的基礎(chǔ)，可以有效地增強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的靈敏程度，使用電更加經(jīng)濟(jì)安全。同時(shí)其對(duì)整個(gè)企業(yè)的供電設(shè)備、電氣計(jì)算、裝置校驗(yàn)、配電分布以及控制防護(hù)等方面都有著極大的影響，甚至還決定著通信調(diào)度的強(qiáng)度以及SCADA系統(tǒng)的設(shè)置，所以說(shuō)探索石油化工企業(yè)電氣主接線設(shè)置是加強(qiáng)電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。如果主接線的設(shè)計(jì)不合理會(huì)嚴(yán)重阻礙企業(yè)的發(fā)展與建設(shè)，給今后的改擴(kuò)建工作帶來(lái)難處，并減小用電的安全與可靠，甚至還會(huì)引發(fā)事故，給企業(yè)帶來(lái)嚴(yán)重的損失。對(duì)于主接線的設(shè)計(jì)原則應(yīng)重點(diǎn)注意以下幾個(gè)方面。

（一）供電的規(guī)模和對(duì)象

對(duì)于主接線的分布和設(shè)置方面來(lái)講，應(yīng)根據(jù)供電的對(duì)象、規(guī)模以及其所具有的地位來(lái)展開(kāi)分布和設(shè)置。因?yàn)槲覈?guó)大多數(shù)的石油化工企業(yè)都是大、中型的聯(lián)合企業(yè)，從生產(chǎn)到后續(xù)的加工環(huán)節(jié)均是非常細(xì)致的布置，將加工的環(huán)節(jié)分成了多個(gè)步驟，而每一步驟都有相應(yīng)的生產(chǎn)設(shè)備、運(yùn)行系統(tǒng)以及輔助設(shè)施，就使得用電負(fù)荷比較樂(lè)觀。由于是多個(gè)步驟，所以變配電所也就會(huì)有多個(gè)，而總變電所就成為了整個(gè)企業(yè)最為關(guān)鍵的部分，必須是專用的，各級(jí)的母線都不能對(duì)外供電。

（二）負(fù)荷的狀況以及性質(zhì)

對(duì)于石油化工企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備來(lái)說(shuō)，其用電的負(fù)荷情況應(yīng)依據(jù)供電的可靠程度以及連續(xù)程度進(jìn)行區(qū)分，通常大部分是一級(jí)負(fù)荷和一級(jí)負(fù)荷當(dāng)中較為重要的負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷。其中，一級(jí)負(fù)荷和一級(jí)負(fù)荷當(dāng)中較為重要的負(fù)荷應(yīng)由2個(gè)電源進(jìn)行供電，因?yàn)楫?dāng)其中一個(gè)電源出現(xiàn)了故障，另外一個(gè)電源就不會(huì)受到影響，這樣就不會(huì)影響設(shè)備的運(yùn)行。另外，還應(yīng)該安裝應(yīng)急的電源，并禁止其他的負(fù)荷接入此系統(tǒng)上。

（三）潮流的分布

依據(jù)總變電所的地理位置以及在電氣主接線當(dāng)中的位置，使得終端變電所也成為了穿越容量的聯(lián)絡(luò)變電所。根據(jù)潮流的分布情況來(lái)看，不僅能夠確定出正常運(yùn)轉(zhuǎn)下和主接線形式改變下電壓的質(zhì)量與功率范圍，還能夠清楚主接線、變壓器的運(yùn)行模式以及用電負(fù)荷等。

（四）電氣主接線的設(shè)置

電氣主接線的設(shè)置應(yīng)該符合當(dāng)改變接線形式時(shí)而不影響各項(xiàng)指標(biāo)的變化，例如倒閘的操作、切換以及運(yùn)行，同時(shí)還應(yīng)減小停電的時(shí)長(zhǎng)或者避免停電。當(dāng)電源恢復(fù)的時(shí)候，應(yīng)防止電荷的影響而再停電。因此對(duì)電氣主接線進(jìn)行設(shè)置時(shí)必須想到配電和母線等設(shè)施出現(xiàn)故障需要退出時(shí)的供電容量，還有安全方面的需求。

（五）主變壓器的數(shù)量

主變壓器的接線形式都是比較簡(jiǎn)捷的內(nèi)橋、外橋以及分段單母線連接，一般設(shè)置為兩臺(tái)，和配電的設(shè)備相對(duì)應(yīng)，布置非常的簡(jiǎn)單，具有很大的可靠性。不過(guò)它也有很大的缺點(diǎn)，就是負(fù)荷沒(méi)法分類，而配電裝置的規(guī)模還非常的大，一旦有大型的機(jī)組電動(dòng)機(jī)以及節(jié)能減耗的發(fā)電機(jī)接入時(shí)，就需要設(shè)置無(wú)功補(bǔ)償和接地補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備，當(dāng)供電的母線失電、外部線路發(fā)生故障以及配電裝置出現(xiàn)故障需要維修時(shí)，就會(huì)由另外一條線路、變壓器以及配電設(shè)備承受負(fù)荷，這樣就會(huì)嚴(yán)重影響供電的安全。因此在對(duì)總變電所進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)多設(shè)一臺(tái)主變壓器、配電設(shè)備，以防備用。

（六）無(wú)功功率的補(bǔ)償

通常用電的負(fù)荷功率應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定的要求，如果功率小于其要求的范圍時(shí)將會(huì)加大費(fèi)用。同時(shí)還要避免輸入過(guò)剩的無(wú)功功率。對(duì)于無(wú)功功率的補(bǔ)償方面，一般使用靜止的電容器以及企業(yè)自備的電站發(fā)電機(jī)組等措施。對(duì)電容器采取總變電所集中補(bǔ)償時(shí)，其指標(biāo)的選取以及電容器的分組，應(yīng)該避免次諧波電流的諧振。

二、石油化工企業(yè)主變壓器的選擇

對(duì)有兩路進(jìn)線的電源以及主接線是分段單母線的總變電所，應(yīng)安置2臺(tái)主變壓器。而對(duì)有兩路進(jìn)線電源，但主接線是雙母線的總變電所來(lái)說(shuō)，最好在主變壓器的容量為小于等于40 MV·A時(shí)設(shè)置2臺(tái)變壓器；對(duì)于超過(guò)40 MV·A，有三路進(jìn)線電源、主接線是三分段單母線的總變電所，應(yīng)安置3臺(tái)主變壓器。對(duì)有兩路或者三路進(jìn)線電源、主接線是雙母線、主變?nèi)萘砍^(guò)40 MV·A的總變電所來(lái)說(shuō)，最好設(shè)置4臺(tái)變壓器，因?yàn)橹髯儔浩鞯娜萘孔詈貌怀^(guò)40 MV·A。

（一）主變壓器的容量

對(duì)于主變壓器的容量來(lái)講，其應(yīng)大于整體的一、二級(jí)負(fù)荷總?cè)萘?。并且符合大型的機(jī)組在不改變接線形式時(shí)降壓運(yùn)行下配電設(shè)備母線以及機(jī)電的需求，同時(shí)不會(huì)給其他的用電負(fù)荷與系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生影響。如果主變壓器為2臺(tái)時(shí)，則要求其每一臺(tái)變壓器都能帶動(dòng)一、二級(jí)負(fù)荷的持續(xù)運(yùn)行。如果主變壓器為大于等于3臺(tái)時(shí)，則應(yīng)確保當(dāng)有一臺(tái)變壓器減少時(shí)，其他的變壓器可以帶動(dòng)全部的負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行，而且還很充足。對(duì)專供大型機(jī)組的線路和變壓器來(lái)說(shuō)，其容量必須達(dá)到負(fù)荷、母線電壓以及機(jī)電電壓的要求，使得設(shè)備能夠正常的運(yùn)行，又能降低成本。

（二）主變壓器的繞組

按照主接線的需求，應(yīng)確定是兩繞組還是三繞組的接線。如果電壓為110 kV的繞組應(yīng)采取Y0接線，依照系統(tǒng)的運(yùn)行要求，應(yīng)選擇直接接地還是不接地，或者和另外一臺(tái)主變壓器進(jìn)行接地式聯(lián)跳。如果全廠的供電電壓等級(jí)為35 kV時(shí)，同時(shí)接地的電容電流超過(guò)了要求范圍時(shí)，則應(yīng)采取YN，yn0，d11的接線方式。如果總變電所的電壓和電力系統(tǒng)相聯(lián)網(wǎng)或者并列運(yùn)行時(shí)，其繞組的方式和系統(tǒng)應(yīng)相同。

（三）主變壓器的阻抗電壓

對(duì)于主變壓器的阻抗電壓選擇應(yīng)重點(diǎn)考慮這幾方面的影響：1.系統(tǒng)在最大和最小運(yùn)行形式之下中壓側(cè)與低壓側(cè)的短路情。2.開(kāi)關(guān)電器的開(kāi)斷以及沖擊峰值電流。3.電纜熱穩(wěn)定性的最小截面積。4.大型電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)模式、主接線形式、母線電壓以及機(jī)端電壓。對(duì)于電動(dòng)機(jī)變壓器的選擇，應(yīng)符合其起動(dòng)條件的要求。

（四）主變壓器的繞組絕緣強(qiáng)度

對(duì)中性點(diǎn)不接地和經(jīng)消弧線圈接地的設(shè)備來(lái)說(shuō)，其主變壓器的繞組形式都應(yīng)為全絕緣。而對(duì)于大于等于110 kV的中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其主變壓器的繞組可設(shè)置為半絕緣。如果設(shè)置為有載調(diào)壓時(shí)，則有載調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)的絕緣需和變壓器的相同。對(duì)于變壓器中性點(diǎn)的調(diào)壓形式來(lái)說(shuō)，因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)的變壓器中性點(diǎn)的絕緣大多數(shù)都是半絕緣的，而分接開(kāi)關(guān)的絕緣程度和中性點(diǎn)應(yīng)相同，所以在選擇時(shí)要注意。

三、總結(jié)

石油化工企業(yè)的總變電所、電力系統(tǒng)和別的行業(yè)不同，通過(guò)以上內(nèi)容我們重點(diǎn)提出了石油化工企業(yè)電氣主接線設(shè)計(jì)及主變電器選擇方面所應(yīng)考慮的幾個(gè)原則，足以看出石油化工電氣主接線設(shè)計(jì)及主變壓器選擇的特點(diǎn)，希望給石油化工企業(yè)帶來(lái)效果。

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（作者單位：大慶石化公司煉油廠）