方明
中国石化安庆石化公司 安徽安庆 246002
摘要：安庆石化配电系统主要分为四个总变向全厂负荷供电，除炼油新区配电系统区域变电所为35kV变电所，其他区域变电所均为6kV变电所，由于6kV线路安全等级低，受雷击、设备故障、负荷分配等多种因素影响，出现过多次跳闸情况，影响变频器、UPS、电机等电力设备的安全运行，系统存在隐患，威胁生产装置的安全生产，因此需对安庆石化配电系统运行情况进行分析，对存在问题提出改进设想，消除隐患，确保配电系统安全可靠。
关键词：配电系统; 主网架构;运行评价;改进设想
1 安庆石化配电系统运行状况
1.1 总体情况
安庆石化配电系统主要分为四个区域，有2个110kV变电站，2个35kV站，分别为炼油老区配电系统（35kV）、炼油新区配电系统（110kV）、腈纶区域配电系统（110kV）、化肥区域配电系统（35kV），其电源均取自安庆石化热电厂，主要配电方式有两种，现以两个变电所来举例说明，一种是炼油老区配电系统，区域变电所均为6kV变电所（总变馈出6kV电缆至区域变电所6kV进线柜）；另一种是炼油新区配电系统，区域变电所为35kV变电所（总变馈出35kV电缆至区域变电所变压器高压侧）。
1.2 炼油老区配电系统（35kV）
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图1-1 炼油老区配电系统单线图
区域变电所均为6kV变电所，总变每段各有一路6kV馈线至区域变电所6kV进线柜，区域变电所6kV系统为单母线分段运行，两段母线间设有母联开关，允许合环操作，系统电容电流较大。
1.3 炼油新区配电系统（110kV）
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图1-2 炼油新区配电系统单线图
总变每段各有一路35kV馈线电缆至区域变电所35/6.3kV变压器高压侧， 6kV母线为单母线双回路分段运行方式，母联分段开关采用快速切换装置，母联开关热备用，允许合环操作。6kV系统相互独立，系统电容电流较小。
2 安庆石化配电系统分析评价
2.1 炼油老区配电主网架构不合理
除炼油新区外，其他区域变电所均为6kV变电所，整个6kV系统较大，且6kV系统为中性点不接地系统，电容电流较大，已经超过30A，如果发生系统单相接地故障，其所在6kV系统分段会整体单相接地，整个系统零序电流将会很大，可能会引起弧光谐振、铁磁谐振、互感器烧毁等次生事故，而且由于系统较大，增加接地故障时排查难度，如果在排查过程中其他相由于过电压导致另一绝缘薄弱点被击穿，将会发生接地短路现象，影响整套装置的安全运行，已不符合我国电气设备设计规范DL/T620中规定，3kV—10kV电网如果接地电容电流大于30A，需要采用中性点经消弧线圈接地方式。
如果区域变电所为35kV变电所，6kV侧如果发生单相接地情况，只会影响本区域6kV系统中的一段，不会过变压器，且系统电容电流较小，容易排查，影响会控制在较小的范围内。
2.2 抗电压波动能力不足
6kV系统作为最直接和电气设备连接的系统，电动机、变频器等设备故障率较高， 6kV电缆数量太多、中压电缆设施隐患治理困难，配电线路主保护为过流保护，上下级延时动作，切除故障时间长。6kV系统一旦发生短路，影响面大，进而导致整个6kV系统晃电。
如果区域变电所为35kV变电所，主保护采用差动保护或线变组保护，故障切除时间短，晃电只会影响单个区域，对其他区域35kV系统波及较小，影响会控制在较小的范围内。
2.3未根据工艺情况进行负荷分配
2.3.1 我厂现在循环水、空压机等公用工程部设备，电源均取自同一变电所，且负荷运行并不是一开一备，需要开几台才能满足负荷要求，且设备功率不完全相同，变电所一段母线故障或需要检修时，另一段母线所带设备不能满足负荷要求；
2.3.2 我厂腈纶纺丝等设备，只要一台设备发生故障，其整个工艺都需要停工，其电源目前取自两段母线，因此只要有一段母线发生晃电，整条生产线都会停车，非计划停工的可能性反而增大；
3 建议改进措施
3.1 配电主网架构改进
我国电气设备设计规范DL/T620规定，35kV电网如果单相接地电容电流大于10A，3kV—10kV电网如果接地电容电流大于30A，都需要采用中性点经消弧线圈接地方式，并且采用过补偿方式。
中性点经消弧线圈接地的系统在正常工作时，中性点的电位为零，消弧线圈两端没有电压，所以没有电流通过消弧线圈。当某一相发生金属性接地时，消弧线圈中就会有电感电流流过，补偿了单相接地电流，如果适当选择消弧线圈的匝数，就使消弧线圈的电感电流和接地的对地电容电流大致的相等，就可使流过接地故障电流变得很小，从而减轻了电弧的危害。
另外可以增设弧光接地系统，发生单相接地时，直接将该相变为金属性接地，防止接地点燃起间歇性电弧，引起弧光过电压，但此设备存在两个主要问题，一是接地相判断错误，会导致接地短路，二是排查接地点时，需将弧光接地装置短暂复位，不然电容电流判断不出，因此需要选择经过市场考验的产品。
3.2 通过技术措施提高系统抗晃电能力
3.2.1 将配电线路由架空线改为电缆输电，架空输电所线路易受到雷电过电压或线下作业施工影响，导致架空输电线路发生闪络、线路跳闸事故，改为电缆输电，电缆线路为桥架敷设或电缆沟敷设(铺沙盖砖)，将大大较少受外界侵害的可能性，保证供电可靠性。
3.2.2 配电线路主保护为过流保护，且上下级延时动作，切除故障时间长，应推广差动保护、线变组保护、快切装置等新设备和技术的应用。
我厂炼油新区6kV系统均配置快切自投装置，自2012年投用以来，已经历过变压器故障、综保装置误动等多次考验，均成功切换，对现场生产无任何影响，2019年11月我厂利用大修机会，在化肥6kV系统、腈纶6kV系统共上四套快切装置，除过流保护外，均启动快切，保障生产装置稳定生产。
3.2.3 采用抗晃电接触器，当电网出现电压波动时，会造成其操作线圈短时断电或电压过低，导致线圈对铁心的吸力小于释放弹簧的弹力，接触器释放或者工作在临界弹跳区，造成大批电动机跳闸；抗晃电接触器可以实现延时释放，但是不宜使用过多以避免设备群启时变压器过流保护跳闸。
3.2.4 利用设备的再启动功能，目前综合保护装置和变频器基本具有再启动功能，其又分为瞬时再启动和分批再启动，应根据生产工艺要求，核算系统容量，提出低压电动机启动批次和启动数量。
3.2.5 对关键的DCS控制系统、电气自动化监控系统、大型同步机组的励磁电源、进口大型机组励磁柜的控制电源、关键装置的电动滑阀、各分批再启动装置的控制电源、机泵状态通讯传送柜等，均需采用UPS不间断电源供电，最大限度的保障了关键设备供电的可靠性。
3.3 根据工艺情况进行负荷分配
应根据负荷的特点，对其电源进行合理分配
3.3.1 对采用主、备泵的生产工艺应采用分段供电，当一段母线故障或需要检修时，另一段母线所带的机泵应能满足负荷要求；
3.3.2 对循环水、空压机等公用工程部设备，需要开几台才能满足负荷要求，且设备功率不会完全相同，此时应考虑一段母线故障或需要检修时，另一段母线所带设备应能满足使用要求，必要时其电源可以取自不同的、相邻的变电所；
3.3.3 对腈纶纺丝等设备，只要一台设备发生故障，其整个工艺都需要停工，其所有设备电源建议取自同一段电源，降低因晃电等电源故障导致装置非计划停工的可能性；
4 结束语
电气系统为装置提供生产所需的电力，同时也是为装置稳定生产作服务，提高电气主电网安全等级，通过技术措施避免电压波动和闪变影响设备正常运行，通过设计时合理安排电源分配，可以有效提高供电系统的电能质量，避免因电气原因影响装置运行，为装置长满优安全稳定生产提供可靠的电力保障。
参考文献：
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[2] 刘介才.工厂供电[M].2版.北京：机械工业出版社，2009.
[3] 中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册[M].3版.北京：中国电力出版社，2005.