简介： 合理地选择、配置总变电所的电气主接线是与供电可靠性、调度、操作的灵活性、用电的安全性以及经济性密切相关的，它对全厂供配电网络的设置、电气计算、设备选择与校验、配电装置的布置、控制方式、继电保护乃至通信调度管理、SCADA系统的设置都具有决定性的作用，应该说电气主接线是电气规划设计的首要问题，不合理的主接线会成为企业发展扩容的严重制约瓶颈，会给以后改造扩建带来诸多困难，且降低供电的可靠性，会给安全运行带来事故隐患，以致于影响到工艺生产装置的连续性，造成重大的经济损失。
合理地选择、配置总变电所的电气主接线是与供电可靠性、调度、操作的灵活性、用电的安全性以及经济性密切相关的，它对全厂供配电网络的设置、电气计算、设备选择与校验、配电装置的布置、控制方式、继电保护乃至通信调度管理、SCADA系统的设置都具有决定性的作用，应该说电气主接线是电气规划设计的首要问题，不合理的主接线会成为企业发展扩容的严重制约瓶颈，会给以后改造扩建带来诸多困难，且降低供电的可靠性，会给安全运行带来事故隐患，以致于影响到工艺生产装置的连续性，造成重大的经济损失。
主接线设计的应着重考虑解决如下问题。
（1）供电范围及对象
总变电所按其供电负荷的对象、范围及其在石油化工企业所占的地位来确定其主接线的规模与配置。石油化工企业大多为大中型联合企业，从炼油生产装置到后续石油化工生产装置的精细深加工，由诸多分厂组成，每个分厂又有生产装置、储运系统、辅助设施和生活设施等，其用电负荷容量也较为可观，既是分厂,总变电所或区域性变配电所也不止一个。较单一的炼油型、化工产品加工型工厂为数不多，一般规模较小。石油化工企业的总变电所属于全厂重要设施，要求为专用，各级母线均不考虑向外部（企业所属的生活区或服务设施除外）供电。
（2）负荷情况和负荷性质
石油化工生产装置的用电负荷根据其对供电可靠性、连续性的要求来划分，绝大部分为一级负荷及一级负荷中特别重要负荷、二级负荷。一级负荷及一级负荷中特别重要负荷的供电电源应由两个电源供电，且当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。一级负荷中特别重要负荷除由两个电源供电外，尚应增加应急电源，并严禁其他负荷接入应急电源系统。应急电源系统在总变电所的主接线设计中不考虑，由生产装置的配电系统设置。
（3）潮流分布的变化
根据总变电所所处的地理位置，在电气网络主接线中所处的位置，终端变电所（包括带配出线的终端变电所）还是具有穿越容量的联络变电所，依据系统潮流分布计算结果，确定正常运行时及系统主接线运行方式改变时的电压质量、功率传递范围，明确主接线、自动装置的操作和运行方式、用电负荷调配情况等。
（4）电气主接线配置
电气主接线的配置应当满足在接线方式改变时，倒闸操作便捷、切换可靠和迅速，尽量缩短停电时间或不停电。在电源恢复时，避免用电负荷的再次停电。主接线的设置应考虑在主设备、配电装置和母线设备故障需退出运行时的供电容量及可靠性要求。
（5）主变压器台数
主变压器的台数在主接线较为简单的内桥、外桥和分段单母线接线方式，通常设置两台，与其配电装置对应，接线和布置上比较简明，有一定的供电可靠性。缺点是负荷无法分类，二次侧中压配电装置规模较大、大型机组电动机接入、节能降耗发电机的接入、需设置无功补偿装置、接地补偿装置，在上一级供电母线失电、检修，或外部电源线路故障、检修或主变压器及其二次侧中压配电装置故障检修时，将由另一段线路、变压器及配电装置带全部负荷运行，降低了供电可靠性。总变电所在前期规划设计时，若有条件可考虑多台主变压器、多段配电装置考虑设置或预留。
（6）计量设置及接线要求
用户与供电部门的分界点通常以计量点为界。总变电所的用电量计量按照计量点的位置分为高压侧计量方式和低压侧计量方式。高压侧计量方式根据计量装置的设置，分为接入系统电源侧计量和受电侧（用户侧）计量。对于接入系统电源侧的计量，计量装置由接入系统供电部门负责实施；对于设置在用户的计量装置由总变电所设计考虑，计量装置（包括计量柜）要求按照独立、专用来设置。电压互感器准确度不低于0.5级（尽可能选用0.2级），电流互感器应为独立线圈、准确度不低于0.2级，电流比应选用带中间抽头的电流互感器，以满足不同负荷情况下的准确度要求。用户低压侧6（10）kV电压等级的电压、电流互感器应独立设置。
（7）电力调度隶属关系
总变电所高压配电装置的电源进线开关、分段或母联开关的调度隶属关系要明确，对于大中型石油化工联合企业的枢纽变电站，其电源进线开关、分段或母联开关的调度权通常由电力系统调度，由电力系统供电的110 kV总变电所、电源进线开关、分段或母联开关的调度权的归属关系应在供用电协议合同书中明确，从供电安全可靠性、操作便利灵活性上讲，归属用户较为有利。
（8）大型机组供电方式
随着石油化工企业生产装置大型化的进程，大型机组的供电方式成为主接线必须慎重对待的问题，大型机组的电动机容量与主变压器相比，通常占1/5～1/3 ，有的甚至接近或达到1/2。因此，其接入系统方式、起动时主接线的运行方式和供电母线电压水平应充分注意并慎重对待。
（9）电压波动要求
电压波动分为系统电压波动和企业内部大型机组投入时的电压波动。电力系统接线方式改变、潮流分布的变化和功率振荡是系统电压波动的主要原因；大型机组投入时的电压波动在系统供电母线短路容量不大的情况下会引起系统的电压波动。两者的电压波动范围是主接线设计时要考虑和解决的问题。
（10）系统对谐波的限定
石油化工企业虽然谐波电流源的设备很多，但是换流设备的种类却较少，按容量比绝大部分为交流电动机，有较少容量的变频装置、电子器件的直流电源、UPS整流装置和无功补偿装置的串联电抗器等。谐波电压源的设备有交流发电机和变压器。由系统（包括变压器的接线方式）传输的谐波对用电设备来讲影响可以忽略不计，但由110 kV供电的变电所因其非线性用电设备产生的谐波电流和电压，注入系统时会使电网电压正弦波形畸变，影响电力系统的供电质量。设计主接线时，尚需计算非线性设备产生的及注入系统的谐波值（从2～19次的最大有效值），采取措施防止发生各次谐波谐振。
（11）系统运行方式及系统短路参数确定
主接线及其运行方式是短路参数计算、设备选择及校验、操作控制、自动装置、继电保护配置和电网调度通信设计的依据，根据其接入系统的方式和系统的要求，以及供电部门或调度部门所提供的要求，确定电气主接线及正常和特定情况下的运行方式。总变电所的短路计算要求供电部门提供如下数据：每一路电源在其接入点的最大、最小运行方式下暂态的短路计算参数、短路容量、短路电流和各序值电抗等。
（12）变压器中性点接地方式及接地点的选择
接入系统为35 kV和63 kV电压等级的总配变电所，中性点接地点设置由系统统一考虑；接入系统为110 kV电压等级的总变电所，至少有2台110 kV主变压器且布置在不同的母线段上，其中性点接地与否还是接地联跳由系统供电调度部门决定。
（13）无功功率补偿
用电负荷的功率因数应满足供电部门的规定，功率因数低于其规定值时将使费用增加，同时也应避免向系统反馈输过剩的无功功率。无功功率补偿通常采用静止型的电容器无功补偿、生产装置同步电动机所发出的超前无功功率补偿以及企业自备电站发电机组方式。电容器无功补偿采用总变电所集中补偿时，补偿装置参数的选择和随负荷的变化电容器分组投入时，应避免在各次谐波电流下的谐振。
（14）企业自备电站及余热电站的接入方式
把石油化工企业生产装置在裂化裂解过程中废气热能、干气和可燃气等过剩能源，利用其发电，经济效益显著。为提高发电机组的运行稳定性，通常挂靠于电力系统并联运行。主接线设计应根据机组台数、容量的大小、机组凝汽方式（纯凝汽机组、抽凝机组还是背压机组）和自备电站的主接线运行方式，需要解决电源接入电力系统、接入总变电所母线的解裂和同期点、与系统解列后全厂有功功率及无功功率的平衡等问题。
（15）无穿越功率的终端变电所－中压侧电源点问题
主变压器二次侧若挂有同步发电机，无穿越功率的终端变电所性质发生了变化，成为低压侧带电源点的终端变电所，将影响电力系统的继电保护、自动装置及总变电所主变压器的选择。
按照全厂负荷的性质、构成、回路数和各回路的最大供电容量、发展规划，确定中压配电装置现行规模和预留量。对于中压配电装置母线直供的大型机组、容量较大的配变电所，要充分考虑接入系统诸问题，配出线接线并便于试验检修。
全厂用电负荷较大，并经技术经济或其他特殊情况限定，主干供电网络非采用6（10）kV网络不可时，避免采用两台主变压器和带电抗器或分裂变压器的主接线方案，因电抗器（分裂变压器）仅对限值短路电流作用明显，而对限值由负荷的反馈冲击电流效果甚微。母线、开关设备虽满足开断、关合电流，但冲击峰值电流的动稳定却难以保证。故此时应采用多台主变压器、多段母线的配电装置。为抑制电动机反馈冲击短路电流，可考虑采用大容量高速开断装置。
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