石化工藝裝置中供配電線路設計的思考

王淑婷 洛陽瑞銘石化技術有限公司

任珂 洛陽澗光特種裝備股份有限公司

隨著我國科技水平的不斷提高，我國的煉油技術也有了明顯的提高，在石油化工裝置中合理的運用供配電系統(tǒng)可以更有效地提高裝置生產(chǎn)效率，同時也能更環(huán)保、更節(jié)能。而有效地降低電能的消耗也是企業(yè)降低生產(chǎn)成本獲得更高的經(jīng)濟效益和社會效益的基本途徑，能夠有效地提高企業(yè)的市場競爭力，所以工業(yè)中工藝裝置的供配電系統(tǒng)能夠有效地降低工業(yè)企業(yè)的能耗，而作為設計人員，要盡量的做到供配電設計的科學合理，從而使企業(yè)走得更遠，發(fā)展得更快。

一、裝置供配電線路設計應遵循的原則

首先，針對不同的工藝裝置中所產(chǎn)生的不同介質，劃分所用電氣的防爆等級，再確認安全的前提下，合理的設計供配電線路。例如 新建的石化工藝裝置，在工業(yè)區(qū)域的劃分上主要分為兩個區(qū)域，其中包括生產(chǎn)區(qū)和輔助區(qū)兩塊，其中包括有裝置區(qū)、廠房、配電室、控制室、水泵房等，而這些建筑物和構筑物均需要用電，在供配電系統(tǒng)設計的過程中，接線應以簡單、靈活為主，以便在今后使用的過程中方便操作及維護。其次，需要考慮供配電系統(tǒng)構建的成本。最后，在設計供配電系統(tǒng)方案時，應根據(jù)企業(yè)的發(fā)展充分考慮未來生產(chǎn)發(fā)展而引起的負荷變化，并根據(jù)分期建設計劃合理預留設計裕量。對電源的供電能力、變配電所的布局設置及大小、變壓器及開關柜的配置數(shù)量等，都要預留一定的發(fā)展空間。在進行供配電的設計中要嚴格的遵守設計規(guī)范以及考慮到建設單位提出的具體的要求，綜合設計供電方案。

二、供配電系統(tǒng)的設計要點

（一）負荷等級的合理劃分

首先根據(jù)《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》對用電負荷劃分為三個等級，其中一級負荷是不允許中途停電的，特別是對一些石油化工裝置，如果出現(xiàn)電力中斷，則會使產(chǎn)品工藝發(fā)生紊亂，產(chǎn)品性質發(fā)生變化，致使企業(yè)產(chǎn)生重大經(jīng)濟損失；更嚴重的將會產(chǎn)生爆炸，造成人員傷亡，給企業(yè)造成不可估量的損失，一夜回到解放前。所以在進行配電設計前一定要先對用電負荷進行分類，明白負荷的分級及重要性，一般連續(xù)性工藝生產(chǎn)裝置的主要機泵均為一、二類用電負荷。

（二）變配電室的設計

一般配電室采用10kV/0.4kV 的高低壓配電室，在該變配電室中主要分為兩部分，高壓部分和低壓部分；主要設備包括：高壓開關柜，變壓器、低壓開關柜、母聯(lián)柜等，變壓器要選擇全密閉式的，且一般變壓器的數(shù)量宜為偶數(shù)，一般變配電室的數(shù)量為兩臺，在接線方面要尤其注意，一方面，要對高壓的供電系統(tǒng)采用單母線分段的接線模式，并在當?shù)毓╇姴块T的要求下設立母聯(lián)開關的備自投裝置，10Kv 的進線應取自市網(wǎng)中的不同饋線的10kV 架空線路，并且經(jīng)過T 接電纜埋地引來。另一方面，低壓的供配電系統(tǒng)要通過單母線分段模式引進，要設置自投型的母聯(lián)設備，可以實現(xiàn)手動自動轉換。且每臺變壓器經(jīng)電容柜補償后，所帶用電負荷的負荷率不應超過50%，以防止其中一臺變壓器突然損壞，另外一臺變壓器通過母聯(lián)開關合閘，能夠帶動所有用電設備，避免不必要的意外情況發(fā)生。

（三）配電系統(tǒng)設計

電需要載體才能傳輸-電纜或者電線，隨著科技的進步，我們現(xiàn)在所用的電纜可分為鎧裝和非鎧裝，而鎧裝層又分為好幾種材質，根據(jù)不能同的環(huán)境選擇合適的鎧裝層。從配電室到各個工藝裝置及建筑物的配電系統(tǒng)的設計，既要保證安全可靠，還要經(jīng)濟合理，降低成本，還要綜合考慮需要到后期施工及維修的難易度。所有做一個真正安全合理配電系統(tǒng)是需要綜合各方面因素的。首先要根據(jù)工藝負荷的大小和多少來確定所需低壓開關柜的數(shù)量，并合理排布；然后根據(jù)用電設備的位置合理設計敷設路徑，是挖電纜溝還是直接埋地還是敷設電纜橋架，這是一個需要綜合考慮的問題，而這些和企業(yè)的投入息息相關。一般鎧裝直埋最經(jīng)濟，施工最方便，但是電力電纜設計標準中有規(guī)定，少于8 根才可以直接埋地敷設，大于則不可以，直埋的缺點是后期維修不方便且電纜容易被土地的酸堿物所腐蝕，影響電纜的壽命。接下來還有電纜溝，當?shù)厣蠜]有管廊等構筑物或支撐物可以敷設電纜橋架時，則選擇電纜溝時很不錯的選擇，但是電纜溝敷設也面臨后期檢修不便的問題，若出現(xiàn)線路故障則需將電纜溝重新開挖，耗力耗時。而最常見也是最易于施工的敷設方式便是電纜橋架了，它施工簡單，檢修方便，易于維護，同時電纜的使用壽命也比其他兩種方式長一點，但是這種方式造價高，所以在配電系統(tǒng)中選擇合適的線路敷設方式是非長重要的環(huán)節(jié)。

（四）防雷防靜電設計

在配電系統(tǒng)中，防雷防靜電設備的接入是非常必要的，閃電的平均電流是3 萬安培，最大電流可達30 萬安培。閃電的電壓很高，約為1 億至10 億伏特。一個中等強度雷暴的功率可達一千萬瓦，相當于一座小型核電站的輸出功率。帶有電荷的雷云與地面的突起物接近時，它們之間就發(fā)生激烈的放電。而對于一些工藝裝置的生產(chǎn)介質為易燃易爆物品，或者一些存放易燃易爆品的倉庫或廠房，一旦遭受雷擊，就會造成非常嚴重的后果?！督ㄖ锓览自O計規(guī)范》中，一般性的工藝裝置屬于二類防雷建筑，可利用大于0.6 毫米厚且無易燃填充物的壓型鋼板充當接閃器，若壓型鋼板厚度不夠或有易燃填充物，則不能用來充當接閃器，需沿屋檐在頂棚設不大于10*10 或12*8 大小網(wǎng)格的避雷帶，避雷帶與廠房的鋼柱或建筑柱中的主筋連接，利用鋼柱或主筋做避雷引下線，并通過斷接卡與地下主接地網(wǎng)焊接，所有接地線焊接處均應涂防腐漆。低壓配電系統(tǒng)采用TN-S 接地系統(tǒng)，在裝置區(qū)域內(nèi)，電氣設備的工作接地、保護接地及儀表系統(tǒng)的工作接地、保護接地；廠區(qū)的火災報警及視頻監(jiān)控等共用一個接地系統(tǒng)時，接地電阻不大于1 歐姆，若不滿足要求則增加接地極的數(shù)量，直到滿足要求為止。在整個工藝裝置中，所有正常不帶電的金屬設備均應可靠接地。