某油田成品油管道完善工程供配电系统改造方案

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摘要：根据各站用电负荷等级和供电现状，提出各站已有配电系统的改造措施，用以满足新增用电负荷供配电要求。

关键词：变电所、供电现状、配电系统、变压器、配电柜改造、软起、变频控制、动力、照明、防雷、防静电及接地

中图分类号：TM421文献标识码：A

1．依据

1．1 设计单位编制的《某油田成品油管道完善配套工程可行性研究》

1．2 国家及相关行业有关规程规定。

2．电力负荷

2．1 负荷性质

输油首站、中间泵站、储油所末站、生产调度中心（通信、自动化设备负荷）为一级负荷，其它用电负荷等级为二级。

根据规范要求，一级负荷可由同一变电所（双电源进线和双台主变）不同段母线引出的双回路供电；二级负荷可由6kV及以上专线供电，但应设事故保安电源。

2．2 各站负荷统计

a.输油首站新增负荷619.64kW，总负荷达1309.64kW；

c.中间泵站新增负荷1241.03kW(其中6kV负荷1075.5 kW，380V负荷165.53 kW)，总负荷达1291.03kW；

d.储油所末站新增负荷322.6kW，总负荷达454.6kW；

e.生产调度中心负荷92.31kW。

3．供电电源

3．1 供电现状

首站

输油首站目前用电负荷电压0.4kV，运行负荷约690kW。站内有6/0.4kV变配电室1座，其中变压器2台，单台容量1000KVA，1用1备；低压配电室内有12面JK型配电柜，备用柜位较多。现由厂区6kV开闭所I、II段母线上的6#、12#柜供电。 6kV开闭所电源引自炼油厂变电所I、II段母线上配出的架空线：厂一线、厂二线，导线均为2xLGJ-95，每条线路长度3.15km，最大供电能力为3.2MW。目前，厂一线运行负荷1.4MW，厂二线运行负荷0.94MW，6kV开闭所备用出线柜较多，均能满足输油首站本次新增负荷的用电要求。

炼油厂变电所电压等级35/6kV，设有2台主变（8000kVA），35kV电源分别引自北郊变电所（地区电厂送电）、市枢纽变电所（北疆电厂送电），6kV备用出线柜1面，具备给一级负荷供电的条件。

中间泵站

中间站位于北疆炼油厂北厂区，由北厂区35kV变电所供电，目前用电负荷电压为0.4kV，运行负荷约50kW。站内有6/0.4kV变配电室1座，其中变压器2台，1台315KVA,1台250KVA，1用1备；低压配电室内有10面JK型配电柜，由于旧的汽、柴油泵房已停用，备用回路及备用柜位均较多。

北厂区35kV变电所（35/6kV）由北疆热电厂以35kV双回电缆线路送电，线路长约2.1km，并配出2路35kV线路至炼油厂其它变电所。目前35kV出线间隔已用完，并且无扩建余地；主变2台，分列运行，单台容量16MVA，2台主变最大供电能力28.8 MW；6kV配电室I、II段母线上的15340、15454柜向中间泵站供电。从北疆总厂电力调度所得到的数据来看，目前北厂区35kV变电所6kV最大运行负荷11MW，正在建设的加氢装置增加6kV负荷7MW（其中有一部分消防负荷），变电所6kV最大运行负荷将达到15MW，当1台主变故障时，另1台主变将满载运行。

总体来说，北厂区35kV变电所具备向中间泵站这个一级负荷供电的条件，当1台主变故障时，可以考虑限电措施，停次要负荷，并利用另1台主变的过载能力，解决独山子泵站一期供电问题。

末站

本次工程所建的混油装置和装车泵房均在北疆储油所内。储油所内有中心配电室1座（1983年建设），其中10kV配电室1间、变压器室3间、低压配电室1和电容器室各1间。10kV接线为单母线接线，有2路10kV电源，分别引自铁西变和西郊变配出的铁西线、五一线这2条架空线路，在站外改用电缆直埋地敷设引至10kV配电室，这两条电源电缆由于使用时间长，老化严重，耐压试验已不合格，须重新更换。1号变压器型号为S9-800/10；2号、3号变压器型号为SJL-560/10，由于使用时间长、漏油严重，2号变压器勉强可以使用，但3号变压器已不能使用。低压配电室0.4kV接线为单母线分三段接线，有备用回路4路（400A的2路）。储油所近年最大负荷约132kW.

储油所内有低压分配电室4个，均由中心配电室双回路供电，与本次工程有关的是原轻油泵房配电室。该配电室有4面国家明令淘汰的BSL配电屏，并且无备用回路、备用柜位和扩建空间;6面减压起动柜，分别启动原轻油泵房的6台轻油泵，属储油所资产，不能拆除。为满足本工程3台汽油装车泵的供电，必须对内间4面BSL配电屏进行改造。

生产调度中心

生产调度中心位于末站器材库大门外，楼房的0.4kV电源引自器材库院内500kVA箱变配出的0.4kV架空线路，箱变负荷很低。在本次工程中，原来的客房改为办公室、宿舍，安装空调、电脑、饮水机，二楼会议室改为调度中心，安装自动化、通信设备，负荷性质和数量都发生了很大变化，原来的配电系统不能满足要求，需要改造。

3．2 供电电源

输油首站

新建6/0.4 kV 变配电室1座，2路6kV电源引自厂区6kV开闭所Ⅰ、Ⅱ段母线上的5#、11#柜（其中11#柜电流互感器需要更换为变比150/5A的），配出电缆采用YJV-6/6kV3x50 仍沿厂内电缆沟敷设 。2路6kV电源1用1备。

新建成品油罐区离输油首站很远，其用电设备由就近低压电源供电。

中间泵站

新建6 kV 配电室1间，2路6kV电源仍然引自北厂区35kV变电所6kV配电室I、Ⅱ段母线上的15340、15454柜，将这2个柜的油断路器更换为手车真空断路器，电流互感器更换为变比150/5A的，配出电缆更换为ZR-YJV22-6/6kV 3x95，电缆沿厂内电缆沟和综合管架敷设，敷设长度约600m。2路6kV电源1用1备。

末站

储油所的2路10kV电源及中心配电室满足向一级负荷供电的条件，但要做以下改造：10kV油浸纸绝缘电源电缆更换为交联聚乙烯绝缘铜芯电缆（YJV22-8.7/10 kV 3x95）,长度约1km；3号变压器更换为S10-630/10新型节能变压器。2路10kV电源1用1备（热备用）。

混油装置区新建低压配电室1间，设2路0.4 kV 电源，分别引自储油所中心配电室4号、12号低压配电柜备用回路，备用回路开关予以更换。

原轻油泵房的6台轻油泵基本不用，配电室的双回路电源电缆满足本工程新增3台汽油装车泵的用电，故不予更换。原轻油泵房配电室内间的4面BSL配电屏拆除，更换成5面GGD型配电柜，向新增3台汽油装车泵和原有6台轻油泵配电。

生产调度中心

生产调度中心由器材库院内的500kVA箱变配出2路0.4kV电缆线路供电，并在调度中心设UPS，蓄电池的后备时间不少于2h。

4．配电系统

4．1输油首站

（1）新建变配电室（6/0.4kV）距新建外输泵房16m，设2台800 kVA、6/0.4kV变压器，1用1备；0.4kV采用单母线分段接线, 正常运行时母线分段断路器闭合，12面GGD型低压配电柜，双列面对面布置；设集中电容自动补偿，补偿容量为180kvar,补偿后功率因数达0.92以上。

（2）变压器室设6kV负荷开关，做为变压器检修时的隔离电器。变压器绕组接线组别为D,Yn11，其轻瓦斯、重瓦斯、温度信号均引至站控DCS系统，发出多媒体报警。变压器中性点设零序电流互感器，实现变压器低压侧单相接地短路保护。

4．2中间泵站

（1）将原汽油泵房、空压机房改造为高压（6kV）配电室、控制室。6kV采用单母线分段接线，正常运行时母线分段断路器闭合，高压配电室内设10面中置式高压开关柜，单列布置。原6/0.4kV变配电室改由新的6kV配电室供电。

（2）采用FARAD200变电所综合自动化系统，分层分布式结构，其中6kV断路器保护采用耐寒型高可靠性的SEL微机保护装置，安装在开关柜上，实现保护、监控和测量功能。该系统能够实现6kV开关设备、直流柜等的数据自动采集、遥信和遥控，并将数据信息上传站控系统。另外，还设有手动控制系统。

在6kV进线柜上设多功能电子式电能计量表。

（3）6kV断路器操作机构选用弹操，储能、控制回路电压为直流220V，采用容量20AH、微机控制型、铅酸免维护电池直流柜作为直流电源。

（4）6kV外输泵设单机就地电容补偿，补偿容量200kvar，补偿电容与电动机同步投切，以使功率因数达0.9以上。

（5）低压用电仍利用原有低压配电室，对用到的回路开关根据需要做适当改造。在低压配电室内增设2面GGD2低压配电柜，给喂油泵供电。

4．5末站

混油装置区低压配电室毗邻仪控室，采用单母线接线，设配电柜5面，其中进线柜1面，馈线柜4面，低压配电柜单列布置。在中心配电室4号、12号低压配电柜配出回路设电能计量表，作为收费点。

(2) 原轻油泵房配电室内间的4面BSL配电屏拆除，更换成5面GGD型配电柜，其中1面进线柜、3面变频柜（汽油装车泵）、1面馈线柜（原有6台轻油泵配电）。原有机泵的电气线路不作改动。进线柜、变频柜均设电能计量表。

4．6 生产调度中心

由器材库院内的500kVA箱变配出2路0.4kV电缆线路，1路至生产调度中心一层值班室内总动力配电箱，该箱向各层配电箱放射式供电，各层配电箱以树干式向用电设备配电。另1路至调度中心双电源自投箱，该箱专为仪表设备、UPS供电。电能计量表设在箱变配出回路。

5．动力

(1) 配电系统采用放射式为主，树干式为辅的配电方式。

(2) 电力电缆采用阻燃型、交联聚乙烯绝缘铜芯电缆。户外电缆以电缆桥架、电缆沟敷设方式为主，电缆直埋地敷设为辅。户内电缆以电缆沟敷设方式为主，电缆直埋地敷设为辅。

(3) 按规范要求进行爆炸危险区域的划分，选择相应的防爆电气设备，进行防爆电气设计。例如，新建外输泵房、收（发）球间、计量间、装车泵房、工艺泵房等按1区防爆场所要求进行防爆设计，电气设备防爆等级不低于dⅡBT4；爆炸危险区域的电缆沟充砂处理。

(4) 首站、中间泵站的外输泵，1台采用变频器控制，其余采用软起动器启动，变频器、软起动器安装在低压配电柜内；储油所末站汽油装车泵采用变频器控制；中间泵站6kV外输泵及各站其余低压电机采用直接启动方式。

(5) 喂油泵与外输泵设联锁；泵电机可在电机旁及配电柜上实现两地控制，低压电机就地操作柱的停止按钮具有“锁停”功能，高压电机就地操作柱设“紧急停车按钮”，保证检修时的人身和设备安全。

(6) 防爆轴流风机与可燃气体报警装置联动，并设手动控制。

6．照明

(1)外输泵房、收（发）球间、计量间、工艺泵房、加药间等生产建筑照度值为50lx，变压器室照度值为50lx，高低压配电室照度值为75lx，控制室、调度中心照度值为200lx。外输泵房、工艺泵房等处照明以高效节能的防爆荧光灯为主，壁挂安装。

(2) 在正常照明发生事故时，对可能引起操作紊乱而发生危险的场所设置应急照明,主要工作面上的照度维持原有正常照明的10%。这些场所是：高低压配电室、控制室、调度中心、站控室、外输泵房等，应急照明由直流柜、UPS或灯具自带的蓄电池供电，应急照明的持续时间不少于2h。

(3) 输油首站、中间泵站站区内设置高25m ，12x400W高杆灯一套，高杆灯自带控制箱，采用时控方式。

7、防雷、防静电及接地

工艺装置及建、构筑物防雷

外输泵房、收（发）球间、计量间、装车泵房等建筑物按第二类防雷建筑物进行设计，屋顶设置不大于12x8（m）避雷带（φ10镀锌圆钢）网格防止直击雷，接地引下线不少于2处，且按间距不大于18m均匀布置，每根引下线的冲击接地电阻不大于10Ω。

露天布置的工艺设备、成品油储罐属第一类防雷建筑物，其顶板厚度大于4mm，不设避雷针，只设环形防雷接地装置，接地引下线不少于2处，且按间距不大于30m均匀布置，接地电阻不大于10Ω。

电气装置防雷

6kV配电室的6kV电源线、馈出线和每组母线上装设避雷器，以最短的接地线与接地网相连。

为防止雷电过电压，在6kV电动机中性点处装设避雷器，因6kV电动机处于防雷场所，避雷器装于6kV电动机出线柜内。

为保护直配6kV电动机的匝间绝缘和降低过电压陡度,在6kV配电室I、Ⅱ段母线避雷器旁并联电容器，电容器设有短路保护。

防静电

为防止管道和密封容器内静电积聚，进出工艺装置的管道及管道分支处、工艺设备等均需做防静电接地，引至就近接地装置，接地电阻不大于100Ω。

保护接地

下列设备、设施的外露可导电部分均须可靠接地：

高、低压开关柜和变压器、电动机等电气设备外露可导电部分；

电缆金属外皮及其接线盒等；

电力线路的金属保护管、电缆桥架；

防雷电电磁脉冲

为防止雷电过电压对信息设备的损害，在低压配电室配电母线上和UPS电源进线侧装设SPD电涌保护器。

对具有信息设备的站控室、生产调度中心按第三类防雷建筑物进行设计，作等电位联结和屏蔽措施。防雷接地、电气设备接地、信息系统设备接地采用共用接地系统，其接地电阻不大于1Ω。

接地装置

低压配电系统接地型式：TN-C-S系统。 以上各种接地装置尽量连成一体，形成接地网，接地电阻取上述接地装置的最小接地电阻值。为保持接地电阻的稳定性，接地装置中添加一定数量的长效防腐降阻剂。

8、主要设备选型

（1）变频器选用西门子6SE70（或6SE71）系列变频器。

(2) 6kV高压开关柜选用KYN18A-10型中置手车柜，断路器采用真空断路器。

(3) 6kV电容补偿柜选用HVAR-6.6型，电容器为密集型、低介损。（4）微机保护装置选用耐寒型高可靠性的SEL微机保护装置。

（5）直流电源选用GZDWG型微机高频开关电源、铅酸免维护电池直流柜。