优化供电结构与国家节能

许继锋，陈 渤，拜合提亚尔·拜克力

（中石油克拉玛依石化有限责任公司，新疆克拉玛依 834003）

0 引言

2018 年11 月25 日，一场12 级大风席卷克拉玛依大地，考验着克拉玛依地区的供电系统结构安全可靠性。炼油1#变电所失电，克拉玛依石化有限责任公司整个电力系统瓦解，公司整个装置生产停工，停电大约半个小时，造成亿元级经济损失。天灾是客观原因，同时也说明克拉玛依地区电网抗风险能力不强，高压电网的架空线供电是故障关键所在。如何提高克拉玛依地区电网抗风险能力，特别是大型工厂的用电安全问题，成为摆在技术人员面前的难题。

随着全球气候的变暖，克拉玛依地区的气候变化让人越来越琢磨不透，这次三十年不遇的冬季大风让技术人员措手不及，局部风力13 级造成电网大面积甩负荷，故障线路跳闸后，其他环网线路超负荷跳闸。通过研究电力系统潮流分布，根据给定的运行条件和网路结构确定整个系统的运行方式，防止线路过载或轻载，保证系统的静态稳定。通过调整运行方式，使电网资源得到充分利用，例如各母线上的电压（幅值及相角）、网络中的功率传输分布以及功率损耗等。其中，电力系统潮流计算是电力系统稳定计算和故障分析的基础。

双线供电、环网供电、直配供电是提高大型工厂安全途径，环网在大风发生前解网，目的是降低电力系统的越级跳闸或过负荷跳闸，自动重合闸应根据系统的特点核算，并决定是否在大风前退出。如有自备供电的独山子大石化公司在这方面提供了很好的例证，独山子石化公司有自备电厂2 座，还有外线备用，保证了电力系统安全可靠。克拉玛依石化有限责任公司是否可以沿用独山子石化公司电力系统的发展与保障模式（依托国电克拉玛依电厂作为克石化公司“自备电厂”）。

1 炼油1#变电所供电方式

克拉玛依电厂1122 出线(电练线)专供炼油1#变电所，可以说是保证了克拉玛依石化有限责任公司的电力安全。克拉玛依电厂到炼油1#变电所距离为36.8 km，采用的是110 kV、LGJ-185 单回路。架空线有一个致命的缺点，那就是大风刮起的废弃物容易造成线路接地或短路，杆塔也可能因为人为关系造成接地造成线路跳闸。为了降低大风造成的危害，克拉玛依石化有限责任公司建立了抗风保运机制。不过还应该从本质安全方面来解决问题，减少故障点。分析克拉玛依石化公司的地理位置及周边情况，建议从国电克拉玛依电厂给炼油1#、2#变电所各拉一条高压电缆，作为主电源（或者备用电源）。

2 改变方案

从国电克拉玛依电厂到炼油1#、2#变电所，按5 km 计算，电缆投资800 万元，2 台100 MVA、220 kV/6 kV 变压器的价格在2000 万元，工程土建电缆沟及材料300 万元、征地等其他不可预见费用500 万元，总计0.36 亿元，解决炼油1#、2#变电所直配线问题（该费用可以协议国电克拉玛依电厂共同投资）。2017 年，克拉玛依石化公司生产用电量在5.3 亿千瓦时，日均负荷60 MW，电—练线110 kV 线平均运行负荷电流370 A（2018 年11 月28 日17:10，运行电流366 A），计算与实际运行相符合。

目前新疆地区的电力市场是买方市场。由于炼油1#变电所的资产为克拉玛依石化有限责任公司所有，收回该资产自己管理，有3 个方面的好处：①可以消化热电厂现在的运行人员，减少费用的支出；②有利企业对电力需求的管理；③为降低生产成本做准备，例如：可以直接与国电克拉玛依电厂协议电价，按5.3 亿千瓦时，购电低0.05～0.10 元/（kW·h），每年可以少支付0.265～0.53 亿元。

3 实施前后效益分析

（1）电缆。从国电克拉玛依电厂给炼油1#变电所按2 km 计算，输送电流350 A，功率损耗为P=I2×R=3502×3×0.0185 1×2000/800=17 006 W=17 kW。

（2）电厂LGJ-185 的高压架空线纯电阻有功损耗计算。查电工手册，LGJ-185 线路电阻0.17 Ω/km，P=I2×R=3662×3×0.17×36.8=2 514 086 W=2514.1 kW，2018 年11 月28 日17：00，克拉玛依电厂1121 出线有功67.5 MW（电流366 A），无功17.3 MV·A，炼油1#变电所进线有功65 MW（电流350 A），无功15 MV·A，克拉玛依石化公司消耗的负荷60 MW（电流323 A）。

（3）从节约能源的角度来说，改变克拉玛依石化有限责任公司的供电方式，可以收到如下效益：①克拉玛依电厂供炼油1#变电所，纯电阻可以节约（2514.1-17）×365×24=21 874 475 kW·h；②从国电克拉玛依电厂到奎屯变电所10 km，220 kV 供电线路线路由4 组LGJ-150 组成，线路单相电阻0.057 5 Ω/kM，按原来400 MW（1166 A）供电，现在340 MW（991 A），年节约电量（11662-9912）×10×3×0.057 5×365×24=5 704 024 kW·h。采用国电克拉玛依电厂供炼油1#变电所，纯电阻节约电量（21 874 475+5 704 024）27 578 499 度。按克拉玛依供电0.37 元/（kW·h）计算，年为国家节约1020 万元。

4 结论

不管是从石化公司的安全运行、经济节能角度，还是从国家的节能方面，该方案均具有可行性。目前，现在克拉玛依石化公司在做这方面的可行性研究。