李文颖
11011119840926****，北京 100020
摘要：临兴西煤层气脱水增压站项目位于山西省吕梁地区的临县境内，该项目地处偏僻，市政供电成本较高；另外，煤层气脱水增压站工作环境为爆炸区。这样势必要求该项目的供配电系统设计合理、经济、安全、可靠。
关键词：低压配电；天然气发电机组；防止爆炸和火灾；防雷防静电接
1 工程概况
中澳能源临兴西煤层气田位于山西省吕梁地区的临县。考虑到厂址地区的具体条件和工程进度要求，本工程采用模块化、橇装化设计，并具有较高的自动控制水平。
2 配电系统
2.1 变配电室选址
临兴西煤层气处理站地处偏僻，缺少电力供应，设计考虑利用煤层气进行发电，利用就近的农用电作为备用电源。
场区近似为150米乘150米的方形。根据工艺设备布置图，配电室应满足：1）接近负荷中心，2）进出线方便，3）运输设备方便，4）远离爆炸危险的区域。
经过综合性考虑，配电室选择在非爆炸危险区，配电室正南方为燃气发电机组，满足电源电缆距离近、易敷设的要求；与工艺装置满足安全距离。
2.2 负荷计算
按照《供配电系统设计规范》GB50052-2009中规定，确定总体负荷等级为二级。负荷计算采用需要系数法。
据电力负荷统计计算，其中生产系统中用电设备功率之和254.9kW；辅助生产系统中用电设备功率之和138.0kW；
生产系统的需用系数取0.85，该系统功率因数取0.80。辅助生产系统的需用系数取0.85，该系统功率因数取0.80。
则生产系统有功功率=216.67kW，无功功率=162.5kvar，视在功率=270.83kVA；
辅助生产系统有功功率=117.3kW，无功功率=87.975kvar，视在功率=146.625kVA；
取同时系数(K∑P=1，K∑q=1)
脱水增压站有功功率=333.965kW，无功功率=250.47kvar，视在功率=417.46kVA；
采用集中无功自动补偿方式以提高功率因数，补偿后功率因数达到0.92，其需要补偿容量=63.45kvar故取90kvar。
3 配电设备的选择
3.1 电气系统配电形式
本工程考虑供电可靠性以及成本的因素，设计采用几种供配电方式的混合形式，在负荷较为集中的区域采用以放射式为主的供电方式，在负荷比较分散且重要程度不高的区域采用树干式供电方式。
3.2 配电室电气设备选择
根据负荷计算，电气系统设计如下：两台燃气发电机组2×500kW，一用一备；变压器选择500kVA，以保证重要负荷或特殊负荷非生产期用电；母线选择单母线分段，燃气发电机进线与变压器进线设计电气联锁，确保燃气发电机组孤岛电网运行。
根据燃气发电机出口端三相短路电流值，选择配电室进线柜内进线断路器的分段能力，燃气发电机超瞬态电抗。计算如下：
将数值带入上述公式可得燃气发电机出口端三相短路电流为6.387kA；该项目配电室进线断路器分断能力取25kV。
变配电室的配电设备选择如表1所示
.png)
3.3 电缆的选择
站内动力电缆选择CU/XLPE/SWA/PVC/FR型，控制电缆选择CU/PVC/SWA/FR型。电缆敷设方式以桥架为主,个别零星电缆处采用直埋地敷设方式。
按照载流量选择电缆截面积：
按电压损失校验电缆截面：
为计算电流A；-负荷功率因数角；-线路点电压；-负荷；-线路长度；三相线路每1A.km的电压损失百分数，%（A.km）。
3.4 站场内防爆电气设备选择
防爆设计的第一步就是对站内区域进行危险区域划分。根据《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-2014中，爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间进行划分，以便正确选择和安装危险环境中的电气设备，达到安全经济使用的目的，所以脱水增压站属于2区，站内的释放源属于第二级释放源。
防爆设计的的第二个关键步骤是选择适宜的电气元件，原则仍然是安全与经济的结合，及环境和社会可以承受等综合因数综合考量。电气元件选型为ExdⅡBT6 Gb
3.5 全站接地及防雷防静电接地
电气接地系统组成包括：电气工作接地系统；电气设备保护接地系统；仪表接地系统；防雷防静电保护接地系统。
A.防雷
燃气发电机房按第一类防雷建筑物考虑，分别在发电机房周围设置三根独立式避雷针以保护发电机房不遭雷电侵害。在厂房四周设一圈接地极，用作设备接地，防雷接地和设备接地的接地电阻不大于10欧姆。脱水增压站属于第三类防雷建筑物，站内最高设备为压缩机（高8米），站内工艺设备，管线的壁厚为6mm，均大于4mm（美国API规定大于4.8mm），故站内可以不做辅助避雷设备，可以利用设备本身作为防雷装置引线。
B.防静电
静电是有规律的，是可以防护的。工艺设备、管道及设备非带电金属外壳应按规程进行防静电接地，接地电阻不大于30欧姆。当操作人员在触碰站内设备之前，应穿好绝缘鞋，并触碰静电接地球后（消除人体静电），方能进行操作。
C.接地
站内设计统一接地网络，接地电阻为1欧姆。
4 结束语
随着石油化工企业的规模不断扩大，安全性对电气设备选择和控制方式的拟定有较大的影响。企业在关注自身经济效益的同时，需要完善自身的安全机制，保障石化企业电气系统设计与线路安装的安全性，防止造成巨大的经济损失。临兴西煤层气脱水增压站的设计，降低了配电线路上的能量损耗，降低了电气设备自身能耗，满足了当前国家节能减排的要求。
参考文献：
[1]杨永国，秦勇，姜波等.煤层气项目风险性分析方法及应用研究[J].天然气工业，2001，21（3）.
[2]王竞男，石化装置低压配电系统接地故障保护的探讨[J]，2095-817X（2015）04-0051-006.
[3]李井泉，交联聚乙烯（XLPE）绝缘电缆在低压配电网中的应用分析[J]，1008-9446（2000）03-0027-04
[4]杜银昌，发电机出口端短路电流计算方法分析[J]，1000-4882（2007）S-0378-04