某油品码头改扩建工程供电电源方案比选



某油品码头改扩建工程供电电源方案比选

夏 建 李嘉梁

中交第二航务工程勘察设计院有限公司

摘 要：近年来我国港口改扩建、技术升级类型项目逐步增多,改扩建项目中的供电方案需充分利用旧资源，在保证供电可靠性的前提下，兼顾经济合理性。本文结合某码头改造工程，对供电电源方案进行多方面比较，最终选择最经济的供电电源方案。

关键词：用电负荷等级； 电压损失； 柴油发电机组选型； 经济性比较

1 引言

某码头改扩建工程，将新建一个30 000 t级油品泊位。该泊位可兼顾2艘3 000 t级油船的靠泊，水工结构兼顾50 000 t级油船靠泊，内档从上游向下游依次布置3个3 000 t级化工泊位，其中1个泊位为复建(见图1)。扩建后设备总装机容量约为649 kW,均为0.4 kV低压设备。

码头后方库区有2座变电所，分别为库区中心变和西区配电所。中心变的供电电源为一路10 kV专用线路(引自附近公共电网),另配500 kW柴油发电机为备用电源；西区配电所的进线电源为一路10 kV线路(引自中心变10 kV母线)，另配一路0.4 kV线路(引自中心变柴油发电机备用电源)。

图1 某码头改扩建方案图

考虑到库区2座变电所距码头负荷中心较远，均在1 km以上，故需新建变电所。因码头有3个内档泊位，考虑到防火间距、防爆、防撞、新建变电所平台造价高等因素，码头变电所设于引桥根部改扩建的消防控制室内。

2 方案分析

根据《装卸油品码头设计防火规范》，本码头工程为装卸甲类油品的一级码头，其消防控制等用电负荷为一级负荷[1]。一级负荷需要双回路独立电源供电，即当一路电源损坏时，另一路电源不应同时损坏。由《建筑设计防火规范》可知，具备下列条件之一的，可视为一级负荷：

(1)两路电源分别来自2个不同的发电厂。

(2)两路电源分别来自2个不同的区域变电站(电压一般在35kV及以上)。

(3)一路电源来自一个区域变电站，另一路来自备发电设备[2]。

结合本工程实际情况,可行的供电电源方案有如下3种：

(1)供电方案一：从西区配电室取一路0.4 kV低压线路，另在码头配电所设柴油发电机组。

(2)供电方案二：从中心变取一路10 kV高压线路, 另在码头配电所设柴油发电机组。

(3)供电方案三：仿照西区配电所的供电电源方案，从中心变引一路10 kV高压线路，另从中心变柴油发电机母线引一路0.4 kV低压线路,同时配置EPS电源。

经后方业主复核，中心变柴油发电机负荷已趋饱和，所以方案三不予考虑，以下仅对方案一、二进行分析比较。

3 供电方案一分析

3.1 低压电源供电分析

西区变电所到新建配电间(码头控制室附近)的距离，约为430 m，考虑电缆在室内的长度，电缆长度暂按450 m算。采用0.4 kV低压供电，计算电流：

Ic===284 A

从西区配电所引低压电源，敷设路径为电缆沟结合电缆桥架，油品库区电缆沟一般采用充砂处理，相当于直埋，从载流量的角度选择电缆型号为ZR-YJV22-1KV 3X240+2X120，此时的线路电压损失为：

Δu%=Δua%Il=0.053×284×0.45=8.12%>5%式中，Δua%表示三相线路每1 A×km的电压损失百分比。

采用单根ZR-YJV22-1KV 3X240+2X120不符合规范要求。由于码头变电所离新建码头用电负荷中心约为500 m的距离，设备均为0.4 kV低压用电设备，此段线路敷设亦会产生2%左右的电压损失,为此需将进线电源的电压损失控制在2%左右。故选用四拼ZR-YJV22-1KV 3X240+2X120电缆，电压损失为2.03%,能满足供电要求。

3.2 柴油发电机组选型

根据各专业提的用电量资料，消防控制、应急照明、紧急切断阀、快速脱缆钩等为一级负荷，计算功率约为64.4 kW。

一级负荷中最大功率设备为消防泡沫泵，其额定功率为15 kW，起动电流为额定电流的6倍，则起动容量为额定功率的6倍。通过以下3种方式计算发电机容量得：

(1)根据稳定负荷计算发电机容量为：

SG1===94.7 kVA

(2)根据尖峰负荷计算发电机容量为：

SG2==Sm

=×6×15=61.07 kVA

(3)按发电机母线允许压降计算的发电机容量为：

因此，按其中的最大值选择柴油发电机容量，并选择发电机型号为康明斯C100D5。

4 供电方案二分析

库区中心变至码头变电所高压配电间的距离约为1 000 m。采用10 kV高压供电，计算电流：

Ic===11.4 A

根据载流量选择电缆要求，选用ZR-YJV22-10Kv-3X35电缆可满足要求，电压损失：

Δu%=Δua%Il=0.010×11.55×1=0.114%<>

新建变电所设高压配电室，其内布置变压器与高压环网柜。码头用电负荷视在功率为196.7 kVA，通常变压器负荷率在75%至85%时效率最高，变压器容量选型为SCB10 250 kVA干式变压器，高压配电柜采用XGN15-12型高压环网柜,节约空间和造价。柴油发电机组型号与方案一相同，布置于柴油发电机房内(见图2)。低压配电室设于二层，三层设消防控制室，以便视野开阔、监视操作方便。

图2 新建变电所平面图

5 方案经济性比较

5.1 供电电源主要工程量比较

方案一和方案二的工程量比较见表1。

与方案一相比，方案二需要建高压配电室，新增变压器、高压环网柜，而低压室工程量不变。

5.2 费用比较

结合表一的工程量，经概预算计算，供电方案一和方案二的费用见表2。

由表2可知，方案一的工程费用明显高于方案二，方案一电气工程费用比方案二高出100多万，造成这种情况是由于低压电缆ZR-YJV22-1KV 3X240+2X120的费用高引起的。综上所述，供电电源方案二虽然增加了高压用电设备，扩大了变电所的面积，但总工程费用比方案一低60多万，同时还能提供更好的电能质量和可靠性。另外方案二还有其他方面优势，如减少电力电缆桥架的费用投资，高压输电能耗损失低等。

表1 工程量比较

方案一方案二进线电缆型号数量型号数量ZR-YJV22-1kV-3X240+2X1201800mZR-YJV22-10KV-3X351000m高压开关柜型号数量型号数量无XGN15-122台变压器型号数量型号数量无250kVA10kV/0.4kV1台柴油发电机组型号数量型号数量C100D51套C100D51套变电所用途面积用途面积低压配电室柴油发电机房99m2高压配电室低压配电室柴油发电机房129m2

表2 费用比较/万元

供电方案一供电方案二建筑工程费用24.7565.1电气工程费用135.952632.25合计160.797.4

6 结语

供电电源方式的选择与用电负荷中心的距离、用电负荷等级、用电负荷大小等有直接关系。通常，变电所低压的供电半径宜为300 m，供电距离过远，会严重影响电能质量，同时也会额外耗费更多电缆资源。对码头的供电改造，需从经济性和可靠性等方面进行方案的比选，选取最优方案，以达到降低成本、保障运营的目的。

参 考 文 献：

[1] 中华人民共和国交通运输部.JTJ237-99 装卸油品码头设计防火规范[S].北京：水利水电出版社，1999.

[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50016-2014建筑设计防火规范[S].北京：中国计划出版社，2015.

[3] 中国建筑标准设计研究院.15D202-2柴油发电机组设计与安装[S].

夏建： 430073，武汉市武昌区民主路555号

收稿日期： 2017-03-10

DOI： 10.3963/j.issn.1000-8969.2017.03.024

Comparison and Selection of Power Supply Schemes for an Oil Terminal Renovation Project

Xia Jian Li Jialiang

CCCC Second Harbor Consultants Co.,Ltd.

Abstract：In recent years, the renovation project and technological upgrading program in our ports gradually increased. The power supply program in the renovation project should make full use of the old resources. Under the premise of ensuring the power supply reliability, economic rationality should be considered. Combining with a terminal renovation project, various power supply programs are compared for a wide range in this article. The choice of the most economical power supply program is finally determined.

Key words：electricity load rating; voltage loss; selection of diesel generator set; economic comparison

收稿日期：2017-02-22

DOI：10.3963/j.issn.1000-8969.2017.03.023

刘庆国: 100088,北京市海淀区西土城路8号