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新建大型石油化工项目施工供用电策划及分析

发表时间：2021/6/24 来源：《建筑实践》2021年2月40卷6期作者：吴永康

[导读] 本文结合石油化工企业项目建设实际情况，从用电经济、

^{吴永康

        中化泉州石化有限公司福建省泉州市 362000

         [摘要] 本文结合石油化工企业项目建设实际情况，从用电经济、可靠、供电连续性的角度，阐述了新建大型石化项目现场施工用电的规划布设，分析了供电方案选择时的因地制宜以及供电过程中存在问题的解决办法。

         [关键词]施工用电，供电方案，保护配置，问题及解决方案

1 引言：

        某公司100 万吨/年乙烯及炼油改扩建项目（含100万吨/年乙烯、80万吨/年PX等10余套化工装置及炼油改扩建配套装置）用地红线范围大至呈“┎”形，规划用地面积约（征地红线的围合面积）约6541 亩。经咨询了解到武汉大乙烯（80万吨/年）施工用电设计容量18000kVA，实际最高施工用电负荷约15000kVA，而该乙烯项目比武汉乙烯项目规模大，最高施工用电负荷按照武汉乙烯项目的130%即19500kVA考虑，同时参照该公司炼油项目施工用电数据，设计容量17000kVA，实际最高施工用电负荷8200kVA，约为现场箱变及油变安装总容量的40%，并结合其炼油项目建设实际和施工用电管理经验，兼顾考虑现场区域用电负荷分配不均衡性和预计乙烯项目工序衔接较紧的特点，箱变及油变同时利用系数按照0.65考虑，需要配备箱变及油变总容量30000kVA。

2 前期供电方案选择确定

2.1 箱变、供电线路布设

        箱变主要集中布置在装置红线附近，装置平面相对明确的，箱变设置在装置红线内；装置平面不明确的，箱变设置在装置红线外。油变因为安装便捷，主要负责做应急使用。

        箱变布设从调研了解到的其它项目施工用电情况，并结合该司炼油项目施工用电的实际，要尽量控制电缆敷设量，降低电缆挖断事故风险。采用架空线，路径选择存在以下几个难点：一是会受大件运输影响，需提前明确大件运输道路，架空线在跨越大件运输道路时需改电缆穿管埋地敷设；二是会受到总平中地管和管廊设计深度的影响，由于全厂道路两侧多数设计有一级地管或管廊，如在全厂管廊一侧采用架空线会影响管廊施工周边吊车作业，如在一级地管侧采用架空线，为避免倒杆会影响到大地管土方开挖放坡，也会影响地管施工周边吊车作业；三是会受到装置安装阶段周边吊车作业影响。

        为了克服采用架空线存在的上述困难，减少电缆敷设量，在保障供电可靠性的前提下尽量减少投资，结合该司乙烯项目主要装置布置在“┎”形项目场地的内圈，外围存在多块预留区域的总平面特点，该司“┎”形项目场地外围适宜采用架空线作为主通道，架空线分支供电采用电力电缆埋地敷设，负责各装置及预留区域、罐区的施工供电。架空线路径考虑到大件设备运输需要，规划大件设备运输道路改走电缆穿管埋地敷设。架空线或电缆敷设路径原则上在各单元区块红线外。

2.2 供电方案确定

        结合该司炼油厂区及厂外110kV变电站供电资源，我们比选了如下三个供电方案：

        其中方案一即炼油厂区两回10kV供电方案，考虑到炼油厂区变电所10kV系统供电裕量满足的情况下，分两路从炼油厂区10kV系统供电，一路引自单元变电所八10kV备用开关柜（2台25000kVA变压器，目前用电总负荷约8000kVA），通过电缆埋地敷设至乙烯项目场地后引上接入1#架空线。一路引自区域变电所四10kV备用开关柜（2台25000kVA变压器，目前用电总负荷约9000kVA），通过电缆埋地敷设至乙烯项目场地，引上接入2#架空线。每座变电所分别负责外供负荷约10000kVA，总供电负荷20000kVA。

        方案二，炼油厂区一回35kV供电方案，本方案电源取自220kV总变电所1回35kV备用回路，通过电缆从总变电所35kV馈线柜引出，采用线路-变压器组方式，敷设至新建的35kV预装式变电所35kV变压器高压侧。新建35kV预装变按最高负荷19500kVA并留有20%设计裕量即23400kVA考虑，选择设置35/10.5kV- 25000kVA变压器一台，变压器低压侧通过10kV母线桥接至变电所10kV进线开关柜。10kV系统设计6面馈出开关柜，其中3回引出至乙烯项目场地供电，每回可供电负荷7500kVA，总供电负荷22500kVA。

        方案三，厂外110kV变电站两回10kV供电方案，从其10kV不同母线段分别引出1路10kV电源，每回路供电容量10000kVA，供电总负荷20000kVA。

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在该司乙烯项目东南角新建一座10kV开闭所，开闭所10kV系统采用单母分段方式，每段设计2面馈出开关柜。从10kV开闭所每段引出1根电缆接至10kV 1#、2#架空线，架空线前段采用单杆双回架设，后段采用单杆单回架设，每回考虑供电负荷10000kVA。

        三者综合比较，方案一工期满足要求，投资最低，但施工用电一旦发生故障易给炼油生产带来严重影响：施工用电发生短路接地故障，会使系统电压下降，进而影响到10kV馈出段母线电压降低，可能会造成低压电机低电压动作跳闸，影响生产正常运行；因现场架空线与两所变电所馈出回路速断保护均为0秒，没有选择性，且由于两所变电所馈出回路开关灵敏，容易越级跳闸。方案二工期满足要求，且相对较为经济，现场施工用电发生故障基本不会影响到炼油生产供电系统正常运行：若施工用电发生短路接地故障，会使系统电压下降，进而影响到35kV预装变10kV母线电压降低，由于35kV变压器缓冲了电压降低的突变性影响，对220kV变电所35kV母线电压影响不大，基本不会影响炼油生产正常运行，且设计时可以采用限流措施降低现场施工用电故障对生产供电系统的影响。方案三工期不能满足要求，其施工中涉及地方用地，动土作业协调量较大，施工协调手续多，存在工期不可控风险，且投资最高，但不会影响我司炼油生产正常运行。

经过综合比选，推荐方案二作为100万吨/年乙烯及炼油改扩建项目施工供用电方案。

3 方案在实际中的应用

        按照方案二，新建35kV预装式变电所馈出10kV供电线路采用树干式供电接线。沿化工区两条主干道路側架设10kV铁横担架空线路，过路采用埋地电缆连接，各分支箱变电源就近接自架空线及主干电缆；在项目厂区南侧及“┎”形场地外围采用架空线作为主通道，架空线分支供电采用电力电缆埋地敷设，负责各装置单元的施工供电。

3.1主要设备

        本项目主要设备为箱变，户外运行，单座容量为500kVA、1000kVA两种，同时按进线形式分环网箱变和终端箱变，高峰期现场设置箱式变电站预估50余台，各箱式变电站间采用直埋电缆连接。

3.2继电保护和自动装置设置原则

        架空线杆上保护设备采用跌开式熔断器和杆上真空断路器，变压器保护采用负荷开关和熔断器，低压进线采用框架断路器、低压馈线采用塑壳断路器。

4 项目建设过程中施工用电存在的问题及解决方案

        项目建设高峰期现场布设箱变51台，总容量为35000KVA，满足施工用电需要；箱变布置合理，其半数箱变为500KVA/台，机动灵活，施工用电方便。但随着项目建设逐步展开，施工用电存在的问题也暴露了出来。

4.1局部区域出现了短期用电紧张，通过周边箱变剩余余量调剂，尤其是预制场相对安全区域可临时增加裸油变解决。

4.2到单项工程建设中后期，部分箱变配出回路会出现不够用情况，可以通过协调在施工承包商一、二级箱上接线或一个回路接两路电源，在二级箱再分配等手段解决。

4.3热处理过程是用电大户。压力罐区球罐要严格控制使用电加热进行整体热处理，需要审批其热处理方案，要求用内部燃油燃烧法进行热处理。

4.4乙烯、EO/EG、动力中心、公用管廊的P91等合金、厚壁管道需要焊前预热、层间温度控制及焊后热处理，对电力需求较大，需要在电力分配上予以保障，可通过预留箱变容量较大的回路或多个回路等手段解决。

4.5部分地面供电线路埋地较浅或在地面铺设，到土建后期需要加深埋地。为保证部分装置侧架空线路的安全，在装置土建施工中后期时建议改电缆埋地敷设。

4.6鉴于项目工地接地故障较多（埋设电缆被挖断压断、碰触架空线、电缆绝缘老化等），偶有造成全场大面积供电中断，可通过在原有供电线路基础上加装分界式智能断路器（1、三条架空线分段加装；2、环网箱变到架空线之间T接处），并配合出线开关设置接地保护动作级差，减少故障频次、缩小影响范围，以增强施工用电的可靠、连续性。

5 结束语

        通过对该司100万吨/年乙烯及炼油改扩建项目施工供用电情况的介绍，以期在新建大型工程项目施工供用电方面对大家能起到帮助和指导作用。

参考文献

        [1] GB50173-92 电气装置安装35kV及以下架空电力线路施工及验收规范

        [2]《福建省电力公司10kV配电工程典型设计-配电线路部分》}