大型化工厂电气综合设计

来源：职称驿站所属分类：电力论文
发布时间：2012-12-16浏览：103次

　　摘要：结合现代大型煤化工设计要求，从设计基础理念出发，从生产发展的角度考虑，综合各装置，公用工程对电气自动化的需求，从经济性，可靠性，安全性等多方面阐述电气的设计要求。

　　关键词：电气,控制,设计

　　在经济高速发展的新时代，供电系统的安全可靠性程度、自动化水平的要求也越来越高。那么如何在保证可靠性的同时降低运行成本呢?从管理角度看有两条途径：一是减人增效，二是实施计算机监控系统改造提高自动化程度，实行无人值班，用现有的运行人力资源去管理更多的资产。要实现以上两条就得从设计开始，选择一个经济可靠、运行稳定、自动控制程度高、调度和通信网络发达的方案。

　　现如今大型的煤化工项止如雨后春笋般冒出。其生产负荷具有不间断的特点，如果故障停电，就会造成化工装置大面积停车的严重后果。因化工装置再开车时间长，所以供电系统的安全可靠性至关重要。

　　在大型煤化工项目中电气专业的设计包括总变电站、各装置变电所、供电系统、装置动力及照明配电、防雷及接地、电气设备及材料选择等多个方面。

　　1 总变电站的设计

　　220kV枢纽变电所、330-500kV变电所宜采用计算机监控，也可采用强电控制。220kV终端变电所和110kV及以下的变电所宜为无人值班方式，所谓无人值守是指站内不设置固定运行、维护人员，运行监测、主要控制操作由远方控制端进行，设备采取定期巡视维护。无人值班变电所不应设主控制室，但可设二次设备间。

　　以某煤制天然气项止为例：

　　其设110kV变电所一座，110 kV双回路电源均引至当地220 kV变电站110 kVⅠ、Ⅱ段母线出线间隔。变电站内设110kV进线2回，出线6回接入煤制天然气项目，采用双母线双分段的接线方式。110kV配电装置就地设置继电器室，继电器室布置有110 kV线路及母线保护设备，监控系统测控柜，电能量系统柜等,采用无人值守方式。

　　1.1 110kV室内布置

　　110kV采用屋内GIS布置，GIS是由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成的组合电器的简称，这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中，在其内部充有一定压力的SF6绝缘气体，故也称SF6全封闭组合电器。

　　1.2 保护方式

　　1.线路保护：110kV线路保护按单套保护配置，保护具有完善的主保护和后备保护功能，无独立的后备保护柜，后备保护中辅以零序电流保护以保护大电阻接地故障。110kV线路采用自动重合闸，重合闸方式采用三相重合闸，三相重合闸应检查无电压或检查同期，重合闸只实现一次重合闸。

　　2系统保护：保护系统是从机组整体出发，使炉、机，电及各辅机之间相互配合，及时处理异常工况或用闭锁条件限制异常工况发生，避免事故扩大或防止误操作，保证人身和设备的安全。

　　在操作员台上设有规程规定的硬手操手动按钮跳闸回路，以备紧急事故情况下使用。

　　2 装置变电所

　　2.1各装置变电所一般以10(6)kV，380V配电系统为主，配电系统为单母线分段接线方式，10V变压器的二次侧可以短时间并列运行，以保证装置能够连续不间断运行。

　　2.2除一级负荷中特别重要负荷外，生产装置区有一、二级负荷的10 kV配电装置，均采用取自不同配电母线段的双回路电源供电，单母线分段分列运行，母联开关设自投装置，每回路均能带100%负荷。

　　2.3有一、二级负荷的10/0.4 kV降压变电所，10 kV变电所采用取自不同配电母线段的双回路电源供电，二台变压器，低压单母线分段运行，对有一级负荷的母联设自投，对二级负荷的母联设手动或自投投入。当其中一台变压器故障时，另一台能带两台变压器的100%二级以上的负荷。

　　2.4三级负荷可采用单回路供电，单台降压变压器，变压器负荷率通常可按60-80%左右选择。

　　变电所选址原则：1接近负荷中心2靠近电源侧3进出线方便4设备检修运输方便5应布置在装置的上风侧6宜避开高温、剧烈震动和积水场所，粉尘、蒸气、水雾、腐蚀性气体等澎湖或其排放点。7防火间距应满足国标要求8不能设置在爆炸危险区域内。

　　2.5装置变电所综合保护

　　装置应具有独立性，完整性，成套性，被保护设备包括电动机、变压器、馈线及电容器等，在装置内应具有被保护设备所必需的保护功能。

　　装置应具有必要的参数监视功能。装置各保护软件在任何情况下都不得相互影响，设有失电报警，能记录必要的信息，并通过接口送出，信息不应丢失，并可重复输出。设统一的网络时钟，具有RS232接口及RS485接口。

　　3 全厂控制

　　根据运行特点，全厂采用DCS+NCS的控制方式，即所有的机组采用DCS控制，电气及网络采用NCS的控制。在生产运行中采用微机监控系统实现对电气元件的监测和监控即由微机监控系统完成对主变压器、高压厂用电源系统及其它设备的监测及控制、CRT/键盘控制、数据采集和信号报警、性能计算分析等功能。并由微机监控系统兼远动终端的数据传输功能。

　　厂级监控信息系统(SIS)能综合厂区内各机组和辅助车间的有关实时信息，它将作为本工程的实时监控和信息管理的中心，通过将各个控制系统连成一体的通讯网络，进行厂级性能计算，最有效的提高运行和管理的安全性及经济性。DCS按照工艺过程的划分进行组态，并遵从控制、联锁、保护功能尽可能分散的原理，其功能包括：数据采集、模拟量控制系统、顺序控制系统、炉膛安全监控系统。

　　4 照明

　　照明方式可分为：一般照明，局部照明和混合照明。

　　照明种类可分为：正常照明、应急照明、值班照明、警卫照明和障碍照明。其中应急照明包括备用和疏散照明。

　　在大型的化工厂内一般都有较高的烟囱，通常60m以上烟囱、高塔安装障碍照明，超过90m高的中间应加装障碍指示灯。

　　对于照明负荷大时，应单独设置照明变压器，采用节能型工业照明自动控制器。

　　道路照明的电源一般由附近变电所供给，按分区集中控制原则设有手动控制和光电控制二种控制方式。

　　应急照明原则上采用EPS供电，应急照明配线困难时采用带蓄电池的应急灯。应急照明时间应不低于30分钟。此外，应急照明占其全部照明灯的数量在主要工艺生产装置区内就不小于15%。

　　现场照明配电箱进线为三相五线制。所有的照明分配电箱配一个主开关，照明分开关应不大于16A。照明配电箱备用回路为20%，每一回路最大启动电流小于开关额定电流的80%。

　　照明配电箱安装高度中心距地1.5m，灯开关的安装高度距地1.3m。

　　腐蚀环境场所采用防腐灯，防爆环境场所采用防爆灯，正常环境场所根据建筑特点采用相应形式的一般灯具。

　　5 接地系统

　　110 kV系统经小电阻接地或经隔离开关接地