摘要：某年产25万吨化工装置项目正在建设中，计划于某年某月完工。但由于110 kV电源线路未能按计划时间建设送电，为满足装置单机试车用电需要，考虑从其他现有35 kV变电站敷设1路10 kV电源电缆至新建10 kV装置变电站，为新装置试车提供电力支撑。经现场勘查电源电缆敷设路由，需重点校核最大功率电动机的起动以及系统电容电流负荷载量，确保该装置临时供电方案的可行性，为装置单机试车创造条件。
关键词：负荷,单机试车,临时供电,线路改造,起动计算,投资估算
0引言
在大型化工装置建设过程中，单机试车作为装置投运前的重要环节，对于验证设备性能、系统稳定性及运行安全具有至关重要的作用。然而，在实际项目执行中，常会遇到因外部条件限制(如电力供应延迟)而导致单机试车无法按计划进行的情况。本文所探讨的新建化工装置单机试车临时供电方案的研究与应用，正是针对这一常见问题，提出了一种创新的解决方案，为类似工程项目提供有益的参考与借鉴，推动化工装置建设领域的技术进步与成本控制优化。
1临时供电方案的要求
1.1新建化工装置项目概况
某年产25万吨化工装置项目正在建设中，计划于某年某月完工。该装置用电计算负荷约25 000 kW，新建一座110/10 kV降压站，内设2台容量31.5 MVA、电压比110/10 kV主变压器，110 kV系统接线为线路-变压器组接线，10 kV单母线分段接线，为装置变电所提供4路10 kV电源(装置变电所甲2路10 kV电源、装置变电所乙2路10 kV电源)。2路110 kV电源经电缆从某电力公司110 kV开关站引来。
1.2装置单机试车临时供电方案的要求
由于变电站110 kV电源受电力施工进度拖延，故编制临时调试电源供电方案，并估算所需费用及采购、施工周期。
工艺试车组提供了调试最大需求负荷数据，装置变电所甲常用负荷包括560 kW高压电机1台，其余负荷560 kW，另外考虑最大单台450 kW高压电机起动。装置变电所乙常用负荷包括900 kW高压电机1台，另外考虑最大单台900 kW高压电机起动。
1.3建设中的装置变电站情况
装置变电所甲是一座10/0.4(0.69)kV装置变电所，内设一组10 kV配电开关柜，10台10/0.4 kV油浸式配电变压器及2台10/0.69 kV油浸式配电变压器，6组低压配电开关柜，10 kV、400 V、690 V系统均为单母线分段接线，为装置后处理、包装仓库、消防站等负荷供电。同时也为辅助工程一座10/0.4 kV(2×1250 kVA干式变压器)变电所提供2路10 kV电源。
装置变电所乙是一座10/0.4 kV装置变电所，内设一组10 kV配电开关柜，16台10/0.4 kV油浸式配电变压器，8组低压配电开关柜，10 kV、400 V系统均为单母线分段接线，为装置前处理聚合等负荷供电。
2新建装置单机试车临时供电方案的可行性
2.1临时供电方案设想
由于110 kV电源线路未能按计划时间建设送电，为满足装置单机试车用电的需要，本方案考虑从其他现有35 kV变电站敷设1路10 kV电源电缆至装置变电所甲、装置变电所乙，为新装置试车提供电力支撑。
现有35 kV变电站是一座35/10 kV降压站，建设于20世纪90年代，内设2台容量16 MVA电压比35/10 kV主变压器，一组35 kV配电间隔及一组10 kV配电间隔，35 kV内桥接线，10 kV双母线接线，10 kV中性点经消弧线圈接地。目前该变电站运行负荷约6 000 kW，有富裕供电能力，可以保证新建化工装置试车的电力供应。
2.2临时供电方案的主要内容
(1)电源侧改造。变电站10 kV仓位改造1回，包括断路器更换、电流互感器更换等，以及计量、保护等二次回路改造。
(2)敷设1路10 kV电源电缆。1路从变电站10 kV仓位(原备用回路)至装置变电所甲10 kV 1#进线柜，供装置变电所甲10 kV两段母线。110 kV变电站的10 kV母线作为下级母线、装置变电所乙的10 kV母线作为再下一级母线来受送电。这1路10 kV电缆截面综合考虑载流量及电压损失，可选用3×240 mm2，输送容量达5 800 kW，可以满足新建化工装置试车电力需求。
该1路电源送装置变电所甲、经110 kV变电站10 kV母线再倒送至装置变电所乙的方案，与2路电源分别送装置变电所甲、装置变电所乙方案相比，节省投资。但是存在输送容量减少、有误操作风险、保护配置可靠性差、配网系统安全性不高等问题。同时，它不允许110 kV变电站的整体系统调试与装置试车阶段同时进行。
临时供电方案的2种电路图如图1所示，本方案选择前一种(a)。
新建的1路10 kV电源电缆从35 kV变电站电缆出口出来在电缆廊桥上电缆槽盒敷设，往西至××路，再沿围墙内埋地穿管敷设，再折向北，在围墙内地面槽盒敷设，至××路电缆井进入(其他项目中已安装)，穿过已有的保护管至××路西侧电缆井出，而后爬升到××物料管架，××路北侧入地，沿新建装置围墙内往西直埋，至装置变电所甲处开挖电缆沟埋管进入变电所电缆夹层。电缆敷设总长度约1 650 m。
2.3临时供电方案的施工内容
本方案的施工可同时进行以下3部分内容。
(1)仓位改造。①备用仓位一次改造：断路器安装、一次铜排安装、A相和C相CT更换等。②备用仓位二次改造：新增保护屏安装接线、控制回路电缆敷设接线、电度表安装接线、监控系统五防锁接线等。
(2)电缆及光缆敷设。①过路段开挖埋管、围墙内开挖埋管。②电缆廊桥上槽盒安装、管架上槽盒安装、围墙内地面槽盒安装。③电缆及光缆敷设。④电缆终端头、中间接头安装，光缆中间接头安装。
(3)临时供电期间，装置变电所甲、装置变电所乙10 kV、400 V回路继电保护整定值按给定短路容量校核。
3新建装置单机试车临时供电方案技术要点
3.1功率最大一台电动机起动校核
3.1.1电动机起动计算参数收集
35 kV变电站#1主变带10 kV正母，大方式短路容量163.7 MVA，小方式短路容量162.0 MVA。
35 kV变电站#2主变带10 kV副母，大方式短路容量164.0 MVA，小方式短路容量162.3 MVA。
全压直接起动且功率最大一台中压电动机负荷名称“循环水泵”，电源取自装置变电所乙，电机电缆选用ZRA-YJV22-8.7/15 kV-3×70 mm2，长度340 m，额定功率900 kW。
全压直接起动且功率最大一台低压电动机负荷名称“搅拌机”，电源取自装置变电所乙，电机电缆选用双拼(ZRA-YJV22-0.6/1 kV-3×95+1×50 mm2),长度400 m，额定功率110 kW。
110 kV变电站至装置变电所乙电缆敷设长度约为200 m，110 kV变电站至装置变电所甲电缆敷设长度约为750 m，电缆均采用3×(ZRA-YJV-8.7/15 kV-3×185 mm2)。
3.1.2电动机起动计算过程
(1)装置变电所乙10 kV母线短路容量计算。
(2)装置变电所乙380 V母线短路容量计算。配电变压器的参数如下：电压比10/0.4 kV，容量1 600 kVA，阻抗电压百分比4.5%。
(4)110 kW低压电动机起动计算。
3.1.3电动机起动校核结果
(1)900 kW中压电动机。电动机起动时，在装置变电所乙10 kV母线引起的电压下降不低于90%，满足电压允许值要求。电动机起动时，其端子电压能保证被拖动机械要求的起动转矩[1]。
(2)110 kW低压电动机。电动机起动时，在装置变电所乙380 V母线引起的电压下降不低于90%，满足电压允许值要求。电动机起动时，其端子电压应能保证被拖动机械要求的起动转矩，与动设备专业人员加强联系，再确认搅拌机静阻转矩值。
3.2电源变电站10 kV系统电容电流校核
电源站10 kV中性点经消弧线圈接地系统，消弧线圈的主要作用是在发生单相接地故障时，通过产生电感电流来补偿电容电流，从而减小接地电流，防止电弧重燃和过电压的产生[2]。如果消弧线圈的容量不足以补偿增加的电容电流，其灭弧效果将会受影响，甚至可能引发更严重的事故。经勘查，电源变电站共设有2台10 kV消弧线圈，单台容量550 kVA，额定电流75 A，现有负荷总的电容电流60 A，有一定的裕量。初步估算，因新建化工装置单机试车负荷的接入，新增电容电流10～20 A，消弧线圈容量能够满足要求。待单机试车负荷接入时，再实测电容电流来进行验证和调整，确保变电站电源系统稳定运行、安全运行，实现经济性和可靠性平衡。
4新建装置单机试车临时供电方案投资估
算及进度计划
4.1投资估算
该方案投资估算约为300万元(含税)，其中设备购置费、主材费160万元，工程安装费95万元，固定资产其他费25万元，预备费20万元。工程安装费中电缆敷设费用占了较大比例，路径长度约1 650 m，敷设方式架空桥架为主、局部开挖埋管敷设、槽盒地面敷设，跨越公路段与管道平行、槽盒敷设，敷设难度系数较大。该方案投资参照以往项目建设造价水平进行估算。该投资估算参照以往项目，采用工程量法，分别由设备型号、规格、材质和数量等内容的设备清单和主要工程量，按相应的设备材料价格和安装工程估算指标进行估算。
4.2进度计划
若某年某月该项目批复，则2个月进行详细设计，2个月进行采购与施工，合计4个月施工周期能满足新建装置单机试车临时用电需求。
5结语
经过现场勘察10 kV电源电缆敷设路由，重点校核最大功率中压、低压电动机的起动以及系统总的电容电流，考虑从现有35 kV变电站敷设1路10 kV电源电缆至装置变电所甲，从而为装置变电所甲、乙单机试车负荷临时供电，方案是可行的，同时也具有一定的经济性，为新装置提前试车、开车创造条件。
参考文献：
[1]中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册：第3版[M].北京：中国电力出版社，2005：266-280.
[2]平绍勋.电力系统中性点接地方式及运行分析[M].北京：中国电力出版社，2010：204-206.
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