基于阿美项目配电系统间的差异分析

基于阿美项目配电 系统间的 差异分析

万泽霖

中国电建集团山东电力建设有限公司，山东 济南 250102

摘要：低压配电系统的配置在电力建设项目中是重要的一环，如同人的毛细血管，通过配电网络将电力输送到项目的各个地方。在阿美公司的众多项目之中，低压系统的要求和设计也不同，相互间存在着各种差异。差异大多存在于配电方式，配电设备功能，配电网辐射范围，配电负荷大小，意外引起停电故障后所波及的范围等方面。每个项目的设计理念就是利用各种差异中的优点来组合成一套完整的低压配电系统。

关键词：低压配电系统；主接收变电站；模块化变电站；配电负荷；沙特MGSⅡ期项目；沙特萨拉曼国王港国际综合港务设施项目

一．研究背景

电能是人们生产和生活的重要能源，一般项目现场将电能从主变电站入口到用户终端的这一段系统称为配电系统。传统意义上我们习惯性地将电力系统按照其特性和特点划分为发电系统、输电系统和配电系统三大组成。发电系统所生产的电能通过输电系统输送，再由配电系统转换为不同等级的电能分配到各个用户。配电系统作为直接面向终端用户的最后一个环节，它的完善程度直接关系到用户的用电质量和用电的安全可靠性，所以配电系统在电力行业中占有重要地位。

沙特阿拉伯国家石油公司是目前世界上探明储量最大的石油公司，拥有世界上最大的路上油田和海上油田。阿美公司的项目遍布沙特境内，每个项目都有成套的完整体系，其最基础的体系是配电系统，也是最重要的一套系统。但每个项目的配电系统都有其不同之处，需要满足各项目的特点来进行设计。

本文的研究目的是浅谈阿美项目之间配电系统的差异，分析出其中的差异给项目带来的便利性和可靠性，从而为以后的项目建设积累经验。

二．配电系统的构成

供配电系统由主接收变电站(中、高压电压等级)、地方变电站、低压配电线路及用电设备组成。系统中各电压等级的变电站、配电系统和输配电线路组成的整体，称为配电网络。配电系统是由多种配电设备、元件和配电设施所组成的变换电压和直接向终端用户分配电能的一个电力网络系统。它包含变电单元、输电单元、配电单元三种组成。

配电系统的设计内容包括管线选择和敷设、设备选型、设备布置、配电保护、接地方式和安装以及系统接线。考虑到电能在传输过程中会发生损耗，当输送电线路安装完成，线路的阻抗也跟随着电缆长度固定下来，并且发电机功率是固定的，根据所学的功率计算式得出，当线路电压越高，电流则越小，而电流越小，输电线路的损耗越小。工业生产、生活中为了实现电能的经济输送并且满足用电负载对供电质量的要求，需要对输入系统的端电压在配电系统内进行多次电压等级的变换。

系统一级配电系统，一般称为配电中心，把电能分配给不同区域的配电设施；这一等级输出电路容量较大，电气参数要求较高。系统二级配电设备，包括配电开关柜等，用于负荷比较分散、回路较少的区域，为负荷提供保护、监视和控制。末端配电设备总称为低压配电盘柜，是分散在项目各处的小容量配电设备。

临时用电方案就是在某地方施工需要用电时，通过获得批准的临时发电设备接入系统满足临时的电能供应，根据生产、生活项目实际，一般适用于低压配电系统。

三．沙特MGSⅡ项目配电系统概况

沙特阿美MGS燃气增压站二期扩建项目是MGS燃气增压站一期（简称MGS，纵贯沙特东西部，是当今世界上规模最大的天然气采集和处理系统）的第二次扩建工程。

MGSⅡ燃气增压站项目的配电系统由高压115KV变电站、115KV/13.8KV降压变压器、13.8KV变电站、480低压变配电站组成。低压系统的配电开关柜的电能都是来自13.8KV开关柜，经过降压变压器，电压等级降低为480V到低压配电开关柜中，再通过低压开关柜将电能输送到下级分系统的配电盘柜形成“蜘蛛网”状，将电能输送到项目上每一台用电设备中。

因为MGSⅡ燃气增压站项目占地规模不大，项目建筑相对集中，电力输送的过程损耗的电能较少，所以只在中压段设立了功率补偿设备。

项目上多台低压开关柜基本集中在低压变电站中，即避免所有配电负荷堆积在一台配电设备上，又实现了每一等级的电力控制都集中在一点，在出现故障能够迅速察觉并作出相应动作，同时多台设备基础上电/断电操作能够做到迅速。

在阿美规范中规定，未完成所有上电前检测和试验不能给配电开关柜通电，但大部分设备需要在上电前进行通电前的带电调试，于是就想出用临时电对设备调试的方案。MGSⅡ燃气增压站项目的临时电方案是租赁两台发电机，将电能接入低压开关柜中，并将开关柜之间通过临时电缆串联，实现两台发电机能满足所有低压开关柜的负载用电需求。

四．沙特国王港项目配电系统概况

阿美萨拉曼国王国际综合港务设施项目（MYP–Maritime Yard Project）是“沙特阿拉伯2030远景计划”一部分，是沙特王国经济的多样化和持续发展重点项目之一，建成后将是中东地区最大船厂。

国王港项目的占地面积广，全场所需用电的建筑和设备多，用电负荷多且繁重，配电压力大。项目划分多个所属区域，配备多个主接收变电站，分别满足各个区域的用电负荷需求。项目配电系统分为13.8KV主接收变电站，13.8KV模块化变电站，400V & 440V低压配电系统。主接收变电站作为电网的接口接入电能，再通过中压配电回路形成环状配电网络将电能输入到分布在厂区各个地方的模块挂变电站中。该特性保证了厂区内用电的可靠性，当某台变电站出问题并不会影响到其他变电站的负荷使用。

此项目拥有多组变电站和低压配电系统，低压配电系统分别分布在每一台变电站内部。本项目主接收变电站的作用是将电能通过环网辐射的方式来实现大型厂区的电能覆盖，但此方法输电线路损耗大，所以在厂区配备了多台功率补偿设备来提升用电效率。模块化变电站相当于主接收变电站到地方设备的中转站将电能辐射出去。

每座变电站中都具有低压配电系统，即为自身站内供电，又为其他建筑和设备供电，实现电能最大化利用，但同时也要考虑针对相关阿美规范所采取的临时电措施。国王港因为配电系统分散，无法进行统一供电，只能通过每台变电站租赁一台发电机来满足各负荷的临时电的使用。

五．项目间低压系统差异分析

对比两个项目的配电系统，不难发现其配电系统都是根据各项目的特性来设计的。项目性质不同，其配电系统也存在大大小小的差异，通过对比也能发现其差异性的优点和缺点。

MGSⅡ项目配电系统的设计为项目电力配送和用电设施保障提供了很大的便利，多低压配电系统串联的临时配电方案也将提高了投运前临时电调试的速率，降低了临时用电的租赁成本。但在发生某一环节的配电故障则引起部分用电设施的供电，需要进行消除故障才能继续为受影响部分的用电设施供电。项目配电系统的高集中设计可以部分弥补这一缺点，提高故障检查与修复的速率；但负面的是配电系统的负荷压力增大，电力故障出现几率增大。

国王港项目的规模庞大使其无法立即在短时间内解决用电故障，修复速率也会收到相应的影响，但其多级电力辐射输配设计却弥补了这一缺点。因为临时电方案只会才用到低压配电环节这一特性，并且此项目的低压配电系统都是相互独立互不影响的，所以在临时电配送调试过程中，一旦受到某环节的电力故障影响时，非单个系统外的配电设施和用电设备不会受到任何影响，能够照常运行，大大地保障了配电系统的稳定性；相对应的，临时电调试的成本也是MGSⅡ项目的多倍，但减少了其单个配电系统的负荷压力，电力故障出现几率降低。

六．总结

配电系统供电质量和可靠性是电力系统运行的一个重要组成部分，也是配电最关键和利益体现最直接的部分。配电系统在供电系统和用户终端之间的地位，决定了配电系统必须得到应有的重视。

有句话说的好“实践是检验真理的唯一标准，具体情况具体分析”，一味陈腐的照抄照搬不会对项目建设带来便利，只有深度探索每个项目间存在的差异性并结合项目特性进行分析、积累经验，从服务建设环节、调试环节、投运环节等多个层面来考虑配电系统的设计，最终达到项目建设和投运的收益最大化。

参考文献：

[1] 简克良，主编《电力系统分析》 [M]西南交大出版社, 1992

[2] 徐滤非《供配电系统》[M] 北京,机械工业出版社，2007

[3] 张祥军编《工厂变配电技术》[M] 机械工业出版社，1999