陳猛 張梅生

柯貝爾電能質(zhì)量技術(shù)（上海）有限公司，山東墾利石化 266042

有的時(shí)候往往僅僅是會(huì)因?yàn)閹讉€(gè)周波的電力系統(tǒng)出現(xiàn)異?；蛘呤悄硞€(gè)設(shè)備出現(xiàn)故障都有可能會(huì)造成大范圍內(nèi)的停車(chē)，如果嚴(yán)重甚至還有可能會(huì)導(dǎo)致安全環(huán)保事故的發(fā)生。電能質(zhì)量在很大的程度上會(huì)對(duì)石油煉化企業(yè)的安全生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生影響。為此必須要重視電能質(zhì)量與其技術(shù)管理工作。

1 當(dāng)前石油煉化廠電能質(zhì)量現(xiàn)狀

石油煉化企業(yè)的生產(chǎn)介質(zhì)為高溫、高壓、易燃易爆、有毒、有害以及腐蝕性，同時(shí)在生產(chǎn)上表現(xiàn)出了點(diǎn)多、鏈長(zhǎng)、面廣等特點(diǎn)，對(duì)電能質(zhì)量提出了相當(dāng)高的要求。當(dāng)前石油煉化企業(yè)的電能表現(xiàn)出以下的特點(diǎn)：

石油煉化生產(chǎn)工藝所具有的特殊性對(duì)于供電可靠性的要求非常高，電力系統(tǒng)如果出現(xiàn)一點(diǎn)問(wèn)題就有可能導(dǎo)致化工裝置出現(xiàn)非常嚴(yán)重的安全事故并造成巨大的環(huán)境破壞事故。

石油煉化企業(yè)內(nèi)部電網(wǎng)主要包括了輸電、配電與發(fā)電這三個(gè)環(huán)境。因?yàn)槭蜔捇髽I(yè)對(duì)于配電系統(tǒng)的可要新的要求較高，導(dǎo)致了如果在這個(gè)三個(gè)環(huán)境中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，都有可能導(dǎo)致連續(xù)運(yùn)行的石油煉化企業(yè)中的大量生產(chǎn)裝置停工。

在石油煉化企業(yè)中負(fù)荷相對(duì)平穩(wěn)，日負(fù)荷曲線的變化比較小，在生產(chǎn)裝置正常運(yùn)行之后，負(fù)荷幾乎收走甚至是數(shù)月都不會(huì)出現(xiàn)變化。因此，主要外部能夠平穩(wěn)供電，不出現(xiàn)任何波動(dòng)，通常情況下不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。

大型的石油煉化企業(yè)供電系統(tǒng)容量通常都是在200MV·A以上，用電負(fù)荷超過(guò)150MW，并且具有較強(qiáng)的自發(fā)電能力，自備發(fā)電機(jī)容量通常都在200 MW以上，和外電網(wǎng)連接電壓等級(jí)較高，通常都是220KV，聯(lián)絡(luò)回路數(shù)也在兩個(gè)及以上。

石油煉化企業(yè)的負(fù)荷主要都是用大型異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)以及個(gè)寶貨增安型異步電動(dòng)機(jī)說(shuō)拖動(dòng)的機(jī)泵為主。其中電動(dòng)機(jī)占用電總負(fù)荷的85%以上，同時(shí)也含有少量的同步電機(jī)。在石油煉化企業(yè)中還存在有一定數(shù)量的非線性負(fù)荷，例如變頻器、UPS、直流電源等。

在石油煉化企業(yè)中，煉油催化主風(fēng)機(jī)與乙烯聚合造粒機(jī)等各種大型電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)雖然次數(shù)不多，但是每一次啟動(dòng)的時(shí)間都較長(zhǎng)，對(duì)母線電壓影響非常大，是石油煉化企業(yè)中供電系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。

因?yàn)橛写罅慨惒诫妱?dòng)機(jī)運(yùn)行，所以通常都會(huì)采用電力電容器組對(duì)功率因素進(jìn)行補(bǔ)償。電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，供電電壓等級(jí)較多，并且變配電站多且分布很散，導(dǎo)致了高壓輸電線路相當(dāng)復(fù)雜，電纜配電系統(tǒng)也非常龐大。石油煉化企業(yè)的用電負(fù)荷基本都是一級(jí)用電負(fù)荷，起重有很多都是一級(jí)負(fù)荷中的重要負(fù)荷，并且配有UPS、EPS或事故柴油發(fā)電機(jī)等來(lái)作為安保電源。而那些特大型的石化企業(yè)往往還會(huì)配有用于緊急啟動(dòng)的外部熱備用電源。而新建的石化電網(wǎng)電氣自動(dòng)化水平都較高，并配有相當(dāng)先進(jìn)的繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置。

大型的石油煉化企業(yè)基本都擁有自己的熱電廠，熱電廠的規(guī)模主要是和企業(yè)的規(guī)模以及企業(yè)所在的地域的需求有很大的關(guān)系。有一些規(guī)模較大的熱電廠不僅僅是能夠滿足企業(yè)自身的用電需求，還能夠同時(shí)向電力系統(tǒng)或者地方社區(qū)和企業(yè)售電。石油煉化企業(yè)的熱電廠的主要作用是為石化裝置提供蒸汽，所采用的汽輪機(jī)也主要是以背壓式、抽汽背壓式或抽汽凝汽式為主。如果電力系統(tǒng)發(fā)生了故障導(dǎo)致石油煉化企業(yè)出現(xiàn)了大面積停電，生產(chǎn)裝置蒸汽用量就會(huì)出現(xiàn)較大幅度的波動(dòng)，在這樣的情況下發(fā)汽輪發(fā)電機(jī)就難以穩(wěn)定的運(yùn)行。這樣的情況就導(dǎo)致了在大型的石油煉化企業(yè)中熱電廠不僅僅是熱電生產(chǎn)中心同時(shí)也是企業(yè)的變配電中心。

2 石油煉化企業(yè)電能質(zhì)量改善建議

2.1 電能改善的基礎(chǔ)性工作

首先必須要對(duì)石油煉化企業(yè)供電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行掌握，對(duì)于企業(yè)的電能質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，掌握其變化的共同。其次，需要對(duì)其出現(xiàn)的變化進(jìn)行分析診斷，需要在對(duì)電能質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)仿真軟件對(duì)于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)所具有的固有諧振特性進(jìn)行分析和計(jì)算，對(duì)于虛假的諧波干擾進(jìn)行排除。再次，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行合力的設(shè)計(jì)和改造，變電站的設(shè)計(jì)與投運(yùn)都必須要在經(jīng)過(guò)了諧波電源負(fù)荷以及電能質(zhì)量要求等各方面的技術(shù)咨詢之后才能夠開(kāi)展，對(duì)線路網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造和建設(shè)都需要結(jié)合運(yùn)行負(fù)荷的具體特點(diǎn)，這才能夠有效的降低線損，防止設(shè)備損失事故的發(fā)生。最后則是開(kāi)展濾波裝置或者無(wú)功補(bǔ)償裝置的研制、調(diào)試以及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，以便于更好的了解治理之后的效果，并對(duì)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)。

2.2 對(duì)諧波的治理

對(duì)諧波進(jìn)行治理可以分為預(yù)防性治理與補(bǔ)救性治理這兩個(gè)方面。諧波預(yù)防性治理的方法主要有：（1）積極的采用多脈波數(shù)的整流器，這樣可以通過(guò)相位抵消或者相位多重變化來(lái)對(duì)諧波的產(chǎn)生進(jìn)行減少；（2）對(duì)變壓器的聯(lián)接方式進(jìn)行改變，例如繞組三角形鏈接就可以阻斷零序3次諧波；（3）采取減小諧波磁勢(shì)的旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)電機(jī)的設(shè)計(jì)。稀薄的補(bǔ)救性措施：（1）采用無(wú)源濾波器，將參數(shù)設(shè)定為對(duì)某個(gè)特定的頻率形成諧振，并將其并聯(lián)在非線性負(fù)荷介入電網(wǎng)的位置來(lái)對(duì)所產(chǎn)生的諧波進(jìn)行吸收；（2）有源濾波器，在理論上可以對(duì)任意頻率范圍內(nèi)的諧波進(jìn)行補(bǔ)償，但是價(jià)格昂貴；（3）混合型有源濾波器，同時(shí)具有有緣濾波器的優(yōu)點(diǎn)以及其所不具備的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。

2.3 對(duì)電壓波動(dòng)與閃變的治理

電壓的波動(dòng)與閃變主要是因?yàn)闆_擊性負(fù)荷的產(chǎn)生。除了對(duì)用電設(shè)備的性能進(jìn)行改善外，還可以通過(guò)改善電網(wǎng)的供電能力與安裝補(bǔ)償設(shè)備來(lái)對(duì)電壓波動(dòng)和閃變進(jìn)行控制。

改善供電能力的措施主要有：（1）對(duì)供電電壓等級(jí)進(jìn)行提高；（2）假設(shè)特殊大型負(fù)荷群的專用線路；（3）敏感負(fù)荷附近使用分散發(fā)電技術(shù)。而可以采用的補(bǔ)裝裝置則主要有靜止無(wú)功補(bǔ)償器SVC、靜止無(wú)功發(fā)生器SVG、

2.4 電壓中斷與驟降可以采取的補(bǔ)救措施

如果是短時(shí)間的電壓終端，則可以通過(guò)安裝UPS來(lái)為負(fù)荷供電。在電壓中斷時(shí)，UPS能夠提供幾十分鐘到幾個(gè)小時(shí)不等的不間斷供電，時(shí)間的長(zhǎng)短主要是取決于UPS電源的電池容量大小。UPS的成本都比較高，很多時(shí)候都是只有在容量不大的重要負(fù)荷上才會(huì)使用。

如果系統(tǒng)發(fā)生了電壓驟降故障，電壓出現(xiàn)迅速跌落的情況時(shí)，就需要有反應(yīng)速度非?？斓难a(bǔ)償裝置。當(dāng)前可采用的動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器DVR能夠在毫秒級(jí)內(nèi)使得電壓跌落補(bǔ)償?shù)秸Ｖ?，使得?fù)荷不受到電壓跌落的影響。相對(duì)而言，DVR知識(shí)補(bǔ)償系統(tǒng)中電壓應(yīng)為故障而丟失的那一部分，并不需要承擔(dān)負(fù)荷所需要的全部電壓，因此比UPS的容量要小，而成本也要低很多。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，良好的電能質(zhì)量對(duì)于石油煉化廠的運(yùn)行是相當(dāng)有利的，惡劣的電能質(zhì)量對(duì)于石油煉化廠來(lái)講很多時(shí)候都是致命的。從危害程度上來(lái)看，無(wú)論是何種電能質(zhì)量問(wèn)題都會(huì)為煉化廠帶來(lái)巨大的危害。電能從生產(chǎn)到消耗是一個(gè)整體，電力系統(tǒng)中的發(fā)、供、用始終都處于動(dòng)態(tài)的平衡之中，在其中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)為電能質(zhì)量帶來(lái)巨大的影響。為此要有效的改善電能質(zhì)量，需要電力系統(tǒng)所覆蓋的所有單位都共同來(lái)進(jìn)行努力。

[1]羅安.電網(wǎng)諧波治理和無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)及裝備[M].北京：中國(guó)電力出版社，2006.

[2]龍敏賢，楊承編.企業(yè)能源管理[M].廣州：華南理工大學(xué)出版社，2001.

[3]王斌，張濤.淺談石化企業(yè)電氣節(jié)能降耗[J].科技傳播，2010，（05）.