(中石化石油工程设计有限公司山东东营257000)
摘要:大型石化站场中,往往存在许多重要的工艺负荷,需要在全厂停电时仍然供电,以保证工艺装置的安全,这就需要由备用电源对其进行供电。伊朗雅达中心处理站就是这样一个典型的站场,本文通过对雅达中心处理站内备用电源的设置,讨论大型石化站场中备用电源的一般设置方法。
关键词:石化站场;备用电源;柴油发电机
概述
伊朗雅达中心处理站主电源由5台天然气及柴油双燃料发电机组成,共有11kV、6kV、400V共三种电压等级的负荷,共设3座变电所,主变主要负责11kV负荷及一部分附近区域400V负荷,北变主要负责6kV负荷及附近区域400V负荷,重要400V负荷主要集中在西变,本文通过对西变电所备用电源的设置进行讨论。
1备用电源介绍
当正常电源被切断时,由于非安全原因用来维持电气装置或其某些部分所需的电源。备用电源目前共有几种:
(1)自备应急柴油发电机组;它是以柴油机为动力,拖动工频交流同步发电机组成的发电设备。快速自启动的发电机组,适用于允许中断供电时间为15s以上的建筑。备用电源的工作时间应按生产技术上允许的停电时间考虑,当与自动启动的发电机组配合使用时,不宜少于l0min。
(2)自备应急燃气轮发电机组;它是以燃气轮机为动力,拖动工频交流同步发电机组成的发电设备。
(3)UPS不间断电源;它主要以电力变流器储能装置(蓄电池)和开关(电子和机械式)构成的保证供电连续性的静止型交流不间断电源装置。适用于允许中断供电时间为毫秒级的负荷。
在伊朗雅达项目中,由于站内重要负荷较多,共有1751kW,且有较多动力负荷,最大且最重要的动力负荷为200kW的热煤炉紧急关断泵,由于伊朗当地柴油价格低廉,考虑到稳定性与经济性,技术成熟的自备应急柴油发电机组是首要选择。
2备用柴油发电机选型
备用柴油发电机组的标定容量为经大气修正后的12h标定容量,其容量应能满足重要负荷的总计算负荷,并按发电机容量能满足一级负荷中单台最大容量电动机起动的要求进行校验。备用发电机一般选用三相交流同步发电机。伊朗雅达项目低压配电系统电压等级为400V,所以发电机其标定输出电压为400V。
1)根据静态负荷选择
本站需要备用电源供电的重要负荷计算为1751kW,按下式进行计算:
重要负荷如有特殊要求,可在该母线上增设一台柴油发电机用于全厂停电情况。
在雅达西变电所内,由于重要负荷总计算负荷为2188.75kVA,占西变总负荷的50%以上,如果全都由图1中母线C供电,剩余负荷均分后接在A、B两段母线上,其中一台变压器出线故障时,另外一台变压器要负载相邻段母线的负荷,则该变压器需要供电负荷为3000kVA,变压器过负荷,显然是不合理的。由于伊朗国内变压器生产能力的限制,已经没有更大容量的11/0.4kV变压器可以选择,由于没有强制性条文规定由备用电源供电的负荷均连接在同一条母线上,本项目中,尝试将备用电源供电的重要负荷分为3部分,分别连接至A,B,C三段母线上,将备用发电机接至母线C上,再通过发电机控制盘的逻辑判断,在3台变压器都没电时,控制母联断路器合闸,以实现发电机对所有重要负荷供电的可能。
3)备用电源的逻辑判断
在2台变压器回路供电的变电所中,增加1台备用发电机,示意图见下图。
其中√表示关合,╳表示断开。
该逻辑判断是由发电机的控制柜统一执行的,并与各断路器进行连锁控制,实现不同情况下的逻辑功能。在主电源全部停电后,发电机自动启动,并与母线C自动连接,但由于母线AB的情况未知,故不建议自动合闸母联断路器,应由工作人员确认无危险后手动合闸。
4)备用电源的切除
在主电源来电后,备用电源的切除需要发电机与变压器自动并网后再进行自动断开相应断路器,这在逻辑上并不难以实现。
但在雅达项目中,并未实现该功能,原因在于考虑到维修人员的安全,停电时,可能维修人员仍在工作,忽然的断路器操作,可能对其造成电击伤害,故在该项目中,备用电源的切除是由操作人员手动完成的,这也造成了自动化程度不高的弊端,但是考虑到安全性的重要性,仍然坚持了该逻辑设计。
4结语
本文仅为笔者经历的在某些大型石化站场中较为常见的备用电源的配置方案,其中仍有许多不成熟的地方需要改进,但相信随着备用电源在不同石化站场中的应用,以及各位同仁不懈的研究过程中,备用电源在石化站场中的应用也将更趋成熟。
参考文献:
[1]备用电源自动投入装置应用中的误动问题分析及应对措施[J].宋国堂,于海鹏,赵文静,王莉.电力自动化设备.2010(07)
[2]备用电源自动投入装置在变电站中的应用分析[J].钟梅芳.广东科技.2014(10)
[3]焦化厂35kV变电所备用电源自动投切装置回路改造[J].蔡霖.建材与装饰.2017(04)
作者简介:
张文龙(1985.5-),男,山东东营人,上海交通大学学士,工程师,单位:中石化石油工程设计有限公司,研究方向:电气工程