稠油联合站SAGD高温密闭脱水试验站供配电实施方案
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摘要：根据SAGD高温密闭脱水试验站电力负荷统计和负荷等级，按防爆环境提出本项目供配电系统实施方案；提出节能、环境保护、职业安全措施。
关键词：电力负荷；配电；防爆区域；电脱水防爆变压器；电动机启动；防雷、防静电及接地。
中图分类号：TM421文献标识码：A
1、方案依据
1.1、工艺专业及相关配合专业提供的设计资料。
1.2、电力工程有关设计规范及规程。
2、方案内容
新建辅助用房、SAGD高温密闭脱水试验装置区、柴油缓冲罐区、天然气补气及尾气处理排放装置区的动力、照明配电及防雷、防静电接地设计。
3、 电力负荷统计
3.1除仪表控制系统和安防用电负荷为二级重要负荷以外，本工程其它用电负荷等级为二级，电压等级为0.38/0.22kV，新增计算负荷为460kW。负荷统计见下表：
序号 负荷
名称 设备额
定功率 (kW) 设备运行(备用)
台数 需要
系数 功率因数(COSφ) 计算负荷 备注
有功功率
Pjs(kW) 无功功率
Qjs(kvar)
一 辅助用房
1) 正反相加药撬
（1） 计量泵 0.75 1(1) 0.6 0.85 0.45 0.279
（2） 齿轮泵 2.2 1 0.6 0.85 1.32 0.82
2) 脱水剂加药橇
（1） 计量泵 0.75 1(1) 0.6 0.85 0.45 0.279
（2） 齿轮泵 2.2 1 0.6 0.85 1.32 0.82
3） 污油集中处
理区加药橇
（1） 计量泵 0.75 1(1) 0.6 0.85 0.45 0.279
（2） 齿轮泵 1.5 1 0.6 0.85 0.9 0.558
4） 掺柴油泵 22 1（1） 0.85 0.9 18.7 9.05 变频
5） 洗砂水提泵 55 1（1） 0.85 0.9 46.75 22.6 变频
6） 空压机 11 1（1） 0.85 0.86 9.35 5.54
7) 液下污水泵 7.5 1 0.85 0.86 6.375 3.78
8） 干燥机 3 1（1） 0.85 0.86 2.55 1.5
9） 轴流风机 0.25 13 0.7 0.85 2.275 1.4
10) 仪表用电 20 1 0.8 16 12 UPS供电
11) 空调 10 0.7 0.85 7 3.9
12) 照明及其它 10 10 0.8 0.98 3.872
小计 121.44 66.7
二 SAGD高温密闭脱水试验装置区
(1) 电脱水装置 120 4 0.7 0.85 397.32 258 折为三相等效负荷
(2) 电伴热 30 0.7 1 21
(3) 照明及其它 10 0.8 0.85 8 4.96
小计 426 263
三 污水提升房
(1) 污水提升泵 30 1（1） 0.8 0.9 24 11.62 变频
(2) 照明及其它 5 5 0.8 0.85 4 2.48
(3) 小计 28 14.1
合计 575 344
有功功率同时系数取0.8，无功功率同时系数取0.85，功率因数0.86 460 292
SAGD预处理高温脱水试验站有功用电量Wn=αnPjsTn=0.73x460x5580=187x104(kWh)
αn=0.73 Tn=5580h
4 、电源现状
新建SAGD预处理部分毗邻重37SAGD集中换热及无盐水处理站东侧而建，属于集中换热及无盐水处理站已建变配电室供电范围。已建变配电室主变容量为2x630kVA（1用1备），12面GGD配电柜，备用柜位4面；无功补偿容量为400kvar；0.4kV低压系统为双电源单母线分段接线方式，可满足二、三级用电负荷的供电需要，目前运行负荷约400kW，加上本工程新增计算负荷为460kW，约占主变总容量的68%。集中换热及无盐水处理站已建变配电系统的2台630kVA变压器一用一备改为并列运行后，即可满足本次工程新增负荷的用电需求。400kvar电容器全部投入后，也可满足本次工程新增负荷后的补偿要求。
5、 供电电源
本工程供电电源依托已建集中换热及无盐水处理站低压变配电系统，分别在0.4kVⅠ段和Ⅱ母线预留柜位上新增2面GGD低压配电柜，作为本次新增负荷的供电电源。
6、供配电方式
6.1 原油处理系统(辅助用房)
6.1.1辅助用房设有0.4kV配电室1间，由已建集中换热及无盐水处理站低压变配电室内新增配电柜各取1路0.4kV电源引入。配电间内设5面GGD型固定式开关柜（1面双电源互投进线柜，3面变频柜和1面配电出线柜），采用单母线不分段接线。
6.1.2仪表控制系统、安全防范系统及其它不允许中断供电的设备，集中设2套UPS不间断电源装置供电，容量分别为（220V,8KVA和5KVA），后备时间为60min。
6.1.3配电系统以放射式为主，辅以树干式的配电方式。配电电缆主要采用室内电缆沟或穿钢管埋地敷设方式至各用电点。
6.2 SAGD高温密闭脱水试验站区
6.2.1热-电化学联合脱水装置4台电脱水防爆变压器0.4kV电源由集中换热及无盐水处理站已建变配电室新增配电柜直配，电脱水防爆变压器配套电控柜安装在辅助用房配电间内。
6.2.2SAGD高温密闭脱水试验站区设2套防爆动力配电箱和2套防爆动力检修电源箱, 为装置区电伴热配电，电源引自辅助用房配电间。
6.2.3站区照明电源引自已建集中换热及无盐水处理站区就近路灯，电源电缆采用直埋地敷设方式至新设路灯。
6.3污水提升泵房
2台污水提升泵电源和控制由辅助用房配电室内设配电柜直配，配电电缆采用电缆沟或直埋地敷设方式引入。
7、 动力与照明
7.1防爆区域划分
按规范要求对新建污水提升泵房、泵房及辅助用房（掺柴油泵房、加药间）等单体进行爆炸危险区域的划分。根据《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》选择相应的防爆电气设备，进行防爆电气设计。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。
7.2电机起动要求
掺柴油泵、洗砂水提升泵、污水回收泵采用变频“一拖二”启动方式，其它低压电动机均采用直接起动方式。变频电机采用两地控制：电机旁就地控制的停止按钮为自锁式（即具有紧急停车功能），以防止检修时电机突然起动危及周围人员安全；配电柜上装设指示电动机工作状态的指示灯和仪表，并设两地控制的选择开关。
7.3配电柜（箱）各配电回路均装设短路保护、过负载保护和接地故障保护。动力与照明回路分开，插座回路设漏电保护。
7.4各场所的照度值按规范要求设计（如掺柴油泵房100lx），各单体均选用节能型灯具，就地控制，集中控制室装设应急照明装置。
7.5 电缆、导线选择及敷设
户外电缆选用YJV22-0.6/1kV型，户内电缆选用YJV-0.6/1kV型，导线选BV-450/750型。户外电缆敷设以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，电缆穿管埋地敷设为辅，直埋地电缆在过公路穿预埋钢管、进出房间时均穿钢管保护。
7.6非防爆场所内，照明导线穿硬塑管在屋面保温层或墙内暗敷设。防爆场所内照明导线穿钢管沿屋面或沿墙明敷设。
8. 防雷、防静电及接地
8.1工艺装置及建构筑物防雷
爆炸危险区域建筑物按第二类防雷建筑物进行设计，屋顶设置不大于12×8或10×10（m）接闪带（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、电脱水装置区、柴油缓冲罐等属第一类防雷建筑物，其顶板厚度大于4mm，不设接闪杆，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。站区路灯和防爆泛光灯接地电阻R≤10Ω。
8.2防静电
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30Ω。4根及以下螺栓连接的法兰及连接过渡电阻R＞0.03Ω法兰、阀门两端采用BVR-450/750V 6mm2导线跨接。
8.3工作和保护接地
下列设备、设施的外露可导电部分均须可靠接地，接地电阻R≤10Ω。
8.3.1配电箱、电动机及电缆金属外皮等电气设备外露可导电部分；
8.3.2室内、外配电装置的金属构架及靠近带电部分的金属围栏；。
8.3.3电力线路的金属保护管，工艺装置的金属构架和水、气、油、暖通等工艺金属管。
8.4接地装置
站区以上各种接地装置连成一体，形成接地网，接地电阻取上述接地装置的最小接地电阻值。接地极采用50×5×2500型镀锌角钢，接地线采用-40×4型镀锌扁钢，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（LX-200G）。
8.5低压配电系统接地型式：TN-S系统。
9. 消防专篇
站内户外以输送可燃液体管道的阀门、螺栓接头、法兰或类似附件为释放源中心，半径为1.0m的空间及地坪以上0.6m长度为3m的空间划分为2区。
站内泵房及辅助间、污水提升泵室内空间为2区，以门窗为泄漏口水平距离为3.0m高度为门窗以上3m及以下的空间划分为2区；脱水装置、柴油缓冲罐自外壁水平、垂直距离为3.0m及以下的空间划分为2区，罐内液体表面至罐顶之间的空间为0区，罐顶部以释放点为中心，半径为1.5m的空间为1区，根据《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-1992，该场所内电气设备防爆等级采用dⅡBT4。
防爆区内单相网络中的相线及中性线均装设短路保护，并使用双极开关同时断开相线及中性线。防爆区域的导线、电缆采用铜芯，向电机供电的电缆按1.25倍的电机额定电流选取截面。所有电气设备按规范要求安装避雷器，防止过电压，插座回路均设有漏电保护器，可防止接地故障引起火灾。
根据《石油与石油设施雷电安全规范》GB15599-2009，站内油储罐顶板厚度大于4mm，不装设接闪杆，采用环形防雷接地装置。辅助用房、污水提升泵房等防雷按二类防雷建筑要求设计，采用接闪带做防直击雷措施，采用环形接地装置做可靠接地，接地电阻R≤4Ω。所有工艺设备、管线均应做防静电保护，电气设备做接地保护，接地电阻R≤10Ω。法兰、阀门两端采用RV-450/750V 6mm2导线跨接，站内接地采用TN-S接地形式。
爆炸及火灾危险场所内所有穿线（电缆）钢管均采用镀锌焊接钢管，敷设方式为明敷或电缆穿钢管埋地敷设，电缆沟内做充砂处理；非防爆场所内所有穿线（电缆）钢管均采用焊接钢管暗敷于墙内及屋面保温层内。防爆房间与非防爆场所之间相联的所有孔洞及所有穿线（电缆）钢管管口均做防爆密封处理。
10.节能专篇
照明选用高效、节能、长寿命光源。
11. 职业安全卫生
动力配电箱选用IP65防护等级，开关设备装于金属柜体内，因此电气故障均控制在金属柜体内，不会对人造成电击伤害。
站内各单体房间照明依据《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）进行照明计算、灯具选择和布置，满足各工作面的照度要求。
为排除电气设备运行产生的余热以及在事故状态下能及时排除油烟等有害气体，配电间按每小时换气次数不少于6次设置轴流风机。
插座回路设漏电保护器，防止接地故障引起火灾和预防人身触电。
12. 环境污染防治专篇
站区照明和动力配电箱运行过程中不产生粉尘、有毒气体，没有污水外排，对环境无影响。
结束语：稠油联合站sagd高温密闭脱水试验站按二级负荷供电，依托站内已建变配电系统。热-电化学联合脱水装置4台电脱水防爆变压器为重要用电负荷设备，其0.4kV电源由集中换热及无盐水处理站已建变配电室新增配电柜直配。按规范要求对罐区、污水提升泵房及掺柴油泵房、加药间等单体进行爆炸危险区域的划分，根据《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》选择相应的防爆电气设备，进行防爆电气设计。对本项目提出消防、节能、环境保护、职业安全措施。