張華鋒，武云福，王洪偉，劉永建，3

（1 遼寧大唐國際阜新煤制天然氣有限責(zé)任公司，遼寧阜新123000；2 遼寧省煤制天然氣工程技術(shù)研究中心，遼寧阜新123000；3 遼寧省煤制天然氣工程研究中心，遼寧阜新123000；4 遼寧大唐國際阜新煤制天然氣有限責(zé)任公司企業(yè)博士后科研基地，遼寧阜新123000）

遼寧大唐國際阜新煤制天然氣項目 （以下簡稱為“煤制天然氣項目”）自備電廠配置7×470 t／h高壓鍋爐＋2×50 MW高壓雙抽汽輪機(jī)＋3×30 MW抽背機(jī)的裝機(jī)方案 （鍋爐8臺，1臺備用）。原設(shè)計的電氣主接線方案為，煤制天然氣項目用戶專用220 k V變電所220 k V配電裝置采用雙母線接線，220 k V配電裝置設(shè)2臺180 MVA降壓變壓器，降壓至35 k V配電裝置，35 k V配電裝置為單母線分段，兩段之間設(shè)置母聯(lián)開關(guān)。35 k V配電裝置出線將分別向煤制天然氣廠區(qū)若干變電所和首站變電所提供電源。設(shè)置4臺起動／備用變壓器，由220 k V屋外配電裝置供電。220 k V屋外配電裝置引出2回接入220 k V系統(tǒng)，作為機(jī)組起動／備用電源。220 k V變電所將發(fā)電機(jī)輸出電壓10.5 k V升壓至220 k V，接入遼寧電網(wǎng)，幷為動力島提供6 k V電源，同時將電壓降至35 k V；化工區(qū)設(shè)35 k V變電所一座，將電壓降至10 k V；在用電負(fù)荷中心設(shè)置10 k V開閉所，分別為水源地、化工區(qū)各裝置和首站提供電源。每個開閉所均采用雙回路電源供電。

1 取消5臺10／6 k V變壓器，節(jié)省投資412萬元。

原設(shè)計方案中動力島廠用電負(fù)荷是通過5臺25 MVA×2＋20 MVA×3的10／6 k V變壓器接入發(fā)電機(jī)與升壓變壓器低壓側(cè)10 k V母線。存在問題如下。①10 k V和6 k V都屬于同等電壓標(biāo)準(zhǔn)等級，5臺10／6 k V變壓器屬多余層次。②加裝10／6 k V變壓器，容量分別是20 MVA、25 MVA，未來用電負(fù)荷受限。③加裝變壓器增加故障點，影響系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。④加裝5臺變壓器 （2臺25 MVA、3臺20 MVA）、5臺斷路器及土建設(shè)施，增加投資。

通過優(yōu)化電壓等級，取消5臺10／6 k V變壓器和5臺6 k V短路器開關(guān)及相關(guān)土建設(shè)施，節(jié)省投資412萬元。

2 取消4臺220／6.3 k V啟動／備變壓器，節(jié)省投資2000萬元

原設(shè)計方案中，動力島5臺發(fā)電機(jī)需要9回220 k V接入點。其中包括5臺主變壓器，4臺220／6 k V起動／備用變壓器。存在問題如下。

（1）《遼電發(fā)策【2009】971號文件》和《阜新220 k V煤制氣輸變電工程可行性研究報告審定稿》沒有設(shè)計起動／備用變壓器位置，4臺220／6 k V起動／備用變壓器沒有地方接。因此，設(shè)計院無法往下進(jìn)行設(shè)計，直接影響設(shè)計進(jìn)度。

（2）加裝4臺220／6 k V起動／備用變壓器，增加了220 k V電網(wǎng)的故障率。

（3）加裝4臺220／6 k V起動／備用變壓器，增加投資。預(yù)計每套增加投資500萬元，總投資增加2000萬元。

經(jīng)對自備電廠高壓廠用電源和高壓廠用備用或啟動／備用電源調(diào)研，編寫調(diào)研報告，決議取消220／6.3 k V啟動／備變壓器3臺20 MVA、1臺25 MVA。預(yù)計每套節(jié)省投資500萬元，總計減少投資2000萬元，使系統(tǒng)更安全、更可靠。

3 取消35 k V電壓等級、強(qiáng)化66 k V網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、節(jié)約投資1.053億元

原設(shè)計方案中化工區(qū)設(shè)有4臺220／38.5 k V變壓器，每臺變壓器容量暫為180 MVA。本期設(shè)置2個35 k V配電裝置，每個配電裝置內(nèi)設(shè)2臺變壓器分段運(yùn)行，35 k V配電裝置推薦采用戶內(nèi)手車式鎧裝封閉開關(guān)柜設(shè)備。

原設(shè)計方案中化工區(qū)根據(jù)計算負(fù)荷和總圖布置全廠設(shè)置七座35／10.5 k V配變電所?？辗盅b置附近設(shè)置兩臺容量均為10 MVA變電所；一期凈化裝置附近設(shè)置兩臺容量均為16 MVA變電所；二期凈化裝置附近設(shè)置兩臺容量均為16 MVA變電所；三期凈化裝置附近設(shè)置兩臺容量均為16 MVA變電所；一期煤氣化裝置附近設(shè)置兩臺容量均為31.5 MVA變電所；二期煤氣化裝置附近設(shè)置兩臺容量均為31.5 MVA變電所；三期煤氣化裝置附近設(shè)置兩臺容量均為31.5 MVA變電所。

原設(shè)計存在如下問題：38.5 k V與66 k V屬于同類電壓等級，增加電壓等級層次、增加設(shè)備、增加節(jié)點、增加故障點、增加投資。

（1）為保證電力系統(tǒng)方案更趨合理、投運(yùn)后更加安全、可靠、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)，經(jīng)與設(shè)計院協(xié)商，贊同取消35 k V電壓等級，減少4臺220／38.5 k V變壓器、4套220 k V開關(guān)設(shè)備、4套設(shè)備的土建工程，預(yù)計節(jié)省投資1180萬元×4＝0.472億元。同時利用阜新供電局提供的4條66 k V電源，新建一座66 k V開閉所，采用線路－－66／10 k V變壓器組供電方式為化工區(qū)供電。原來設(shè)計7座35 k V變電所改為7座66 k V變電所，66 k V側(cè)不設(shè)進(jìn)線、母聯(lián)、出線、PT等一次設(shè)備，減少66 k V設(shè)備7×7＝49臺套及7座變電所66 k V側(cè)土建工程，節(jié)省投資0.083×7＝0.581億元。線路－－變壓器組采用光纖縱差保護(hù)。該方案簡捷、減少故障點并減少投資。本項預(yù)計節(jié)省投資0.472＋0.581＝1.053億元。

（2）66 k V開閉所按室內(nèi)設(shè)計，選用GIS金屬封閉開關(guān)設(shè)備，元件全部密封不受環(huán)境干擾，確保設(shè)備安全運(yùn)行。

（3）66 k V開閉所饋出電纜分別布置在管廊的兩側(cè)，甲、乙線分開，互不影響安全供電。

（4）變電所綜合自動化系統(tǒng)集保護(hù)、控制、監(jiān)測、通訊為一體。為確保實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳，與上級變電所或調(diào)度所進(jìn)行通訊聯(lián)系及傳送有關(guān)信息，需對通信管理單元和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)及其它通信設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一采購 （保證自動化系統(tǒng)的兼容性）。

（5）經(jīng)過與相關(guān)部門協(xié)商，建議二、三期負(fù)荷進(jìn)行優(yōu)化，66／10 k V變電所進(jìn)行合并，減少項目投資。

期間，電氣設(shè)計方案技術(shù)聯(lián)絡(luò)16人次，設(shè)計技術(shù)審查28人次，技術(shù)談判39人次，優(yōu)化設(shè)計方案，取消35 k V、6 k V兩個電壓等級，為公司節(jié)省投資1.295億元。

4 結(jié) 論

煤制天然氣項目電氣系統(tǒng)方案的優(yōu)化，對建設(shè)大型煤制天然氣裝置、實現(xiàn)清潔生產(chǎn)有借鑒意義，該優(yōu)化方案符合相關(guān)化工電氣設(shè)計規(guī)范。