时间：2013-11-29 分类：电力
摘要：通过对油气集输联合站用电现状以及存在的用电安全隐患分析，结合工艺专业对本次改造用电需求，对原有1号和2号变配电室改造方案进行对比分析，从供电可靠性方面考虑，推荐合理、安全、经济、技术可行的配电改造方案。
关键词：二级负荷,低压配电柜,更换开关,变频器,软起动柜,放射式供电,方案对比
1、现状：
1.1、该站始建于1991年，设计能力为50万吨/年，目前处理量为12万吨/年，该站作为东风地区唯一的原油处理站，担负着各个区块产出原油的处理任务。
1.2联合站负荷等级为二级，站内已建有10/0.4kV变配电室2座，分别为消防泵房变配电室(简称1号)和综合变配电室(简称2号)，10/0.4kV杆架式变电站1座(简称3号)，三者均为1991年设计，1992年建成投用。1号变配电室和2号变配电室均为10kV双回路供电，1号变配电室2路10kV电源均引自油联线;2号变配电室2路10kV电源由1号变配电室10kV侧负荷开关上口并接引来，目前变压器停运，0.4kV电源转由1号变配电室提供;3号杆架式变电站10kV电源引自就近东联架空线。10kV电源电缆沿站内电缆沟敷设至各变配电室，变压器室内均设有户内负荷开关，均由采油六厂进行管理及维护，同时1号变配电室还承担该区块输气首站供电任务，在输油首站配出回路上设有有功电能计量。3座变配电室电能计量在东风临变东联线10kV出线处。
1.3、1号变配电室毗邻消防泵房建造，位于站内西南部，主要负责消防泵房、2号变配电室、输气首站、生活水泵房、锅炉房、站区照明等设备供电，具体负荷见表1。该配电室由1间配电室和2间变压器室组成。变压器室内设SL7型400kVA变压器各1台，变压器运行方式为1用1备，0.4kV侧采用单母线接线方式;配电室内设6面PGL型固定式开关柜(2进3出1补偿)，3面XJ01-115型自耦减压起动箱，3面出线柜内已无备用回路，配电室无预留配电盘位。该变配电室目前所带负荷为252kW，变压器负荷率为63%，所带最大1台泵为110kW的消防泵，该泵采用自耦减压启动柜控制。
1.4、2号变配电室毗邻车库布置，位于站内中西部，主要负责站内电脱水、综合泵房、加药泵房、四合一分离器间、化验室、值班房、污水泵房等供电，具体负荷内容见表1。该变配电室由1间配电室和2间变压器室组成。变压器室内设SL7型400kVA变压器各1台，目前停运，0.4kV侧采用单母线接线方式。配电室内设7面PGL1型固定式开关柜(2进3出2补偿)，配电室内无预留备用盘位。该配电室0.4kV电源由1号变配电室提供，所带最大1台泵为22kW的综合泵，该泵采用JJ1B-22/380 减压启动柜控制。目前该配电室有2路100A熔断器备用回路，有3路400A( DZ10-600/3300)开关备用回路。
1.5、3号杆架式变电站建在转油泵房附近，主要负责转油泵房供电，变压器容量为100kVA，杆架式变电站下设电能计量箱和铁壳开关HH3-200/3各1只。转油泵房配电间设有1台落地式动力配电箱，为3台37kW装车泵、2台7.5kW卸油泵、1台2.2kW污油泵及照明配电， 3台37kW装车泵配有ATS48D75Q软起动柜。
2、联合站配电系统存在的问题:
2.1、1号变配电室存在问题：(1)低压配电间配电柜为PGL型配电柜，该柜防护等级为IP00，开关、母线均为裸露布置，柜后无防护门，柜底无底板。当上方或后方有金属物体掉落时，会造成主母线短路的恶性事故，当后方有非电工人员时，因人体接触裸母线，易造成人身伤害，1997年就曾经烧伤1名操作工，并且柜内开关元件均为淘汰产品，柜面上所安装的各种测量表计均不能正常工作。(2)进线开关整定值无法调整，0.4kV主母线故障时，容易越级跳闸至变压器上侧。(3)2#柜消防泵备用回路被占用。(3)配电柜内已有开关回路经过10多年，大部分已被作业区更换过，有4种型号开关，多数开关整定值起不到保护设备的作用，因此原配电柜存在着较大的安全隐患。(4)3台110kW消防泵自耦减压启动柜XJ01-115内开关、接触器等元器件均为淘汰产品，维护工作量较大，维护费用高。(5)1号变配电室作为联合站及输气首站供电中心，当消防泵起动时对母线电压的冲击，会使其它用电负荷出现电压不稳定的现象。(6)2004年作业区对站区部分照明灯具进行更换过，操作人员通过关断配电柜内空气开关来实现对站区照明的控制，工作量较大，也不利于人身安全，开关频繁损坏。基于以上原因，6面PGL型低压配电屏和3台自耦减压启动柜均应进行更换并增加站区照明时控装置。
2.2、2号变配电室存在的问题：(1)低压配电间配电柜存在的问题同1号变配电室。(2)作为二级负荷的原油处理部分仅有1路0.4kV电源，电源电缆VV-0.6/1kV 3x95+1x50接在进线柜框架断路器开关(DW10-1000/3， 1000A)下口。该电缆的上级开关为315A，不能起到保护该电缆的作用。为了确保供电的可靠性，2号变配电室须增设1路0.4kV电源， 更换7面PGL型低压配电屏。
2.3、加药泵房0.4kV电源引自综合配电室3#PGL柜，配电间设有1台落地式动力配电箱，为8台0.55kW加药泵及照明配电。加药泵房泵房存在问题：(1)配电箱内螺旋式保险RL1-15、交流接触器CJ10-5等元器件均为淘汰产品，且目前8路电机回路的元器件仅有3路较全，维护工作量较大。(2)照明配电板为明装板，没有防护外壳，配电元件裸露，极易造成操作人员触电。基于以上原因，落地式动力配电箱及照明配电板均应进行更换。#p#分页标题#e#
2.4、综合泵房0.4kV电源引自综合配电室2#PGL柜，配电间设有1台落地式动力配电箱，为1台1.5kW污油泵、3台22kW综合泵、2台7.5kW回脱泵及照明配电，无备用回路。 3台综合泵采用JJ1B-22/380 减压起动柜启动。综合泵房存在问题：(1)配电箱内开关DZ10-100/3300、交流接触器CJ10-20等元器件均为淘汰产品;(2)JJ1B-22/380 减压起动柜外壳锈蚀严重，箱内元器件均为国家淘汰产品，且元器件无备品备件。(3)照明配电板为明装板，没有防护外壳，配电元件裸露，极易造成操作人员触电。基于以上原因和为了满足本次工程改造要求，落地式动力配电箱、明装照明配电板及3台启动箱须进行更换。
2.5、化验室存在问题：作业区新增5台1.0kW窗式空调后，总配电箱及电源电缆已不能满足用电，须更换照明配电箱及电源电缆。
2.6、值班房存在问题：作业区新增9台1.0kW窗式空调，总照明配电箱及电源电缆已不能满足用电，须更换照明配电箱及电源电缆。
2.7、转油泵房配电间设有1台落地式动力配电箱，为3台37kW装车泵、2台7.5kW卸油泵、1台2.2kW污油泵及照明配电， 无备用回路。3台37kW装车泵配有2004年新更换的ATS48D75Q软起动柜。转油泵房存在问题：(1)配电箱内开关DZ10-100/3300、交流接触器CJ10-20等元器件均为淘汰产品;(2)照明配电板为明装板，没有防护外壳，配电元件裸露，极易造成操作人员触电。(3)室内防爆荧光灯吊装位置不合理，灯具损坏后不易维修，已烧坏。基于以上原因，落地式动力配电箱、明装照明配电板均应进行更换，转油泵房重新布照明灯及更换灯具。
3、工艺新建和改造内容
3.1、恢复该站50万吨/年处理原油能力。
3.2、在已建分离器操作间旧址上新建1座分离器操作间。
3.3、将已建转油泵房内设备拆除，更换为3台功率为37kW的装车泵(2用1备)，更换为2台功率为37kW(7.5kW)卸油泵(1用1备)，37kW卸油为工艺方案(一)， 7.5kW卸油为工艺方案(二)，两种泵各上1台变频器。房屋利旧。
3.4、将已建综合泵房内设备拆除，更换为2台功率为7.5kW的底水回掺泵(1用1备)为工艺方案(一)，上1台变频器。更换为2台功率为7.5kW的底水回掺泵(1用1备)及2台功率为22kW的提升泵(1用1备)为工艺方案(二)，两种泵各上1台变频器。房屋利旧。
3.5、在转油泵房附近新建1座加热炉操作间。
3.6、已建电脱水间停远。
4、联合站改造前后电力负荷统计对比：
4.1、联合站为二级负荷。
4.2、改造前、后电力负荷统计对比表：
改造后计算负荷为324kW，比改造前负荷增加了72kW，1号变配电室变压器负荷率由63%提高到81%，因此1号变配电室2台变压器满足本次工程改造供电要求，而由1号变配电室引至2号变配电室的低压电源电缆VV-0.6/1kV 3x95+1x50不能满足本次工程改造供电要求，须进行更换。本次方案仅针对工艺改造方案做对应配电方案，同时解决该站目前存在的问题。
5、供配电内容：
5.1、根据工艺专业改造内容，结合站区供配电系统现状及负荷情况，整个站利用1号配电室以放射式为主，辅以树干式的方式供电。
5.1.1、3号杆架式变电站拆除，转油泵房0.4kV电源改接到2号变配电室。转油泵房落地式动力配电箱、及照明配电板拆除，新增2面GGD1型配电屏和1套照明配电箱。37kW装车泵和卸油泵均采用变频器一拖二控制。引至机泵的电源电缆、控制电缆、控制按钮均拆除重新敷设，泵房照明灯具改为壁装安装方式。
5.1.2、综合泵房0.4kV电源引自2号变配电室，综合泵房配电间落地式动力配电箱、3台(JJ1B-22/380)减压启动柜及照明配电板拆除，新增1面GGD1型配电屏和1套照明配电箱。工艺方案一中，7.5kW底水回掺泵采用变频器一拖二控制。工艺方案二中，7.5kW底水回掺泵和22kW提升泵均采用变频器一拖二控制。引至机泵的电源电缆及控制电缆、控制引至机泵的电源电缆及控制电缆、控制按钮均拆除重新敷设。综合泵房更换照明灯具并重新靠墙布置。
5.1.3、新建分离器操作间在已建分离器操作间旧址上重建，电源电缆利旧，0.4kV电源引自2号变配电室。
5.1.4、新建加热炉间照明、加热炉等用电负荷由转油泵房配电间动力配电箱直配。
5.1.5、新建分离器操作间和加热炉间防雷按二类防雷要求设计;工艺管线及设备均做防静电接地，接地电阻不大于10Ω，所有法兰、阀门两端均做防静电跨接;低压接地系统采用TN-C-S形式，电力设备工作、保护接地电阻不大于10Ω。
5.2、根据该站目前配电系统存在的问题以及解决本次工程改造供电要求，电气专业提出以下2种改造方案。
5.2.1、改造方案一：
拆除1号变配电室6面PGL型低压配电柜和3台XJ01-115型自耦减压起动箱，3台消防泵软起动柜并柜，新更换成9面GGD2型低压配电柜(2进6出1补偿)，原接在1号变配电室的各单体0.4kV电源电缆改接到新更换的配电柜上。
拆除2号变配电室7面PGL型低压配电柜，新更换成5面GGD2型低压配电柜(1进4出)，原接在2号变配电室的各单体0.4kV电源电缆改接到新更换的配电柜上。#p#分页标题#e#
5.2.2、改造方案二：
1号变配电室6面PGL型低压配电柜和2号变配电室7面PGL型低压配电柜不进行更换，仅对其改造，内容如下：
1号变配电室2#柜增加(CM1-630L/3300)塑壳开关2只，4#柜增加2只(CM1-400L/3300)塑壳开关和1套站区照明时控装置，3台消防泵自耦减压启动柜(XJ01-115)更换成3台软起动柜。
2号变配电室更换1#和7#进线柜断路器(DW10-1000/3)为(CM1-630/3300)，2号变配电室2路0.4kV电源由1号变配电室2#柜新增塑壳开关(CM1-630L/3300)引接，电源电缆采用(YJV-0.6/1kV3x150+1x70)接在新更换的(CM1-630/3300)断路器电源侧。电脱水装置取消后，2#柜4路(DZ10-250/3300)空气开关更换成2只(CM1-400L/3300)和2只(CM1-225L/3300)塑壳开关作为备用回路。
化验室和办公室更换电源电缆及总配电箱，0.4kV电源引自2号变配电室。
6、方案比选：
配电改造方案一优点是：将1号和2号变配室低压配电柜进行更换后，提高了供电可靠性，维修及管理方便。缺点是：投资较高，更换配电柜时，对生产运行有一定的影响。
配电改造方案二优点是：投资较省，对生产运行基本无影响。缺点是：供电可靠性较低，开关型号不统一，不利于维修及管理。
综合以上2个方案从可行方面均可行，但是从供电可靠性方面考虑，推荐配电改造方案一。
7、主要工程量：
7.1、配电改造方案一
7.1.1、更换14面PGL型低压配电柜为GGD2型配电柜，其中3面含ATS/110KW软启单元
7.1.2、新增3面GGD型6SE6430变频器配电柜。
7.1.3、更换5套照明配电箱。
7.1.4、新增1套站区照明时控装置。
7.1.5、新增1套防爆照明配电箱。
7.1.6、拆除杆架式变电站1座。
7.2、配电改造方案二
7.2.1、更换2套框架断路器(DW10-1000/3)为(CM1-630/3300)
7.2.2、增加2只(CM1-630L/3300)塑壳开关、4只(CM1-400L/3300)塑壳开关、2只(CM1-225L/3300)塑壳开关、4只(CM1-100L/3300)塑壳开关。
7.2.3、新增3面GGD型ATS/110KW软启动柜。
7.2.4、新增3面GGD型6SE6430变频器配电柜。
7.2.5、更换5套照明配电箱。
7.2.6、新增1套站区照明时控装置。
7.2.7、新增1套防爆照明配电箱。
7.2.8、拆除杆架式变电站1座。
8、供、用电系统技术指标及节能措施：
8.1、年有功耗电量1.56x106kWh
8.2、优选供电方案。
8.3、采用电机调速技术提高系统效率;根据负荷增长情况，合理匹配负荷，提高负载率;设计照明时，选用合理方案，综合考虑灯具照明技术特性及其长期运行的经济效益。
8.4、采用国家推广的新型节能产品。
8.5、选用软起动方式，降低电机起动时对电网的冲击，延长电机使用寿命。
8.6、拆除1座100kVA杆架式变电站，每年节省基本电费15600(元)。
9、设备选型：
9.1、低压配电柜选用GGD2型。
9.2、软起动单元选用施耐德ATS型。
9.3、变频单元选用西门字6SE6430型。
10、技术标准：
10.1、《供配电系统设计规范》(GB50052-2009)
10.2、《10kV及以下变电所设计规范》(GB50053-94)
10.3、《低压配电设计规范》(GB50054-2011)
10.4、《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》(GB50058-92)
10.5、《建筑物防雷设计规范》(GB50057-2010)
10.6、《油气田变配电设计规范》(SY/T0033-2009)
10.7、《石油与石油设施雷电安全规范》(GB15599-2009)
10.8、《油气集输设计规范》(GB50350-2005)
10.9《石油储备库设计规范》GB50737-2011
参考文献：中国电力出版社《工业与民用配电设计手册》，第三版。
