基于尼日尔炼厂提高厂外10KV架空线路供电稳定性的研究

基于尼日尔炼厂提高厂外10KV架空线路供电稳定性的研究

姚明

（兰州石化公司电仪事业部甘肃兰州730060）

摘要：随着我国经济的快速发展，国外项目也日益增多，在面对国外项目时会出现各种问题，这就给工程师们提出了更高的要求，本文主要介绍了如何提高尼日尔炼厂提高厂外10KV架空线路供电稳定性，并根据现场实际情况给出解决方案，希望对以后类似的国外项目有所帮助。

关键词：提高厂外；10KV；架空线；稳定性；

引言：中油国际（尼日尔）炼油公司是中国石油天然气集团公司（CNPC）和尼日尔能矿部（MME）合资建设的尼日尔境内第一座现代化炼油厂，炼厂生产生活用水取自厂区30公里外的22口深水井，水井用电从2#加压泵站变电所内配电柜供两条架空线路分别至22处水井变压器，降压至380V供22口水井深水泵使用。

炼厂厂外两条架空线担负着厂区生产生活用水的重任，但自开工以来两条架空线频繁出现跳闸情况。跳闸故障发生后，电气人员需从厂区内赶往厂外2#加压泵站变电所及周边水井检查恢复系统，生产装置操作人员需前往相应水井手动重新启动水井深水泵，每次操作时间较长，这严重影响了炼厂的生产生活用水的正常补给。此外，在最新的海外各国安全风险中尼日尔国被列为极高安全风险III级，由于炼厂所处尼日尔国距离津德尔市50公里处，周边地区恐怖袭击事件时有发生，员工外出作业也包含极高的安全风险。

一、当前故障及影响

中油国际（尼日尔）炼油公司地处西非撒哈拉沙漠南部，全年分旱、雨两季，6至9月为雨季，雷雨天气较为频繁，10月至次年5月为旱季，沙尘大风天气时有发生。过往架空线路保护跳闸故障为每年12次左右，故障发生后，电气人员需外出到30公里外的架空线检查线路并到2#加压泵站变电所进行调取综合保护继电器故障信息、恢复送电等一系列操作。由于架空线路分布在当地村庄农田当中，道路泥泞，巡线车辆经常陷入沙地中无法前行，给巡线工作带来诸多困难。而且，由于炼厂所处尼日尔国津德尔市郊50公里处，周边地区恐怖袭击事件时有发生，员工频繁外出作业也带来极高的安全风险。

2016年8月12日19时，沙尘狂风天气，厂外1#架空线跳闸，电气人员19：10接到跳闸通知，与HSE部申请派军车护送外出，准备工器具及申请外出车辆准备检查。2017年7月5日早7时，暴雨天气，厂外2#架空线跳闸。电气人员因大雨无法第一时间到达2#加压泵站变电所，待11时雨势减弱后到达地点，按照规定先对架空线路进行巡线检查。

据统计，近三年厂外架空线跳闸故障91.4%都是瞬时性故障，原因多由暴雨雷电引起的绝缘子表面闪络、大风引起的碰线、鸟类以及树枝等物掉落在导线上引起的短路等，在线路被继电保护迅速断开以后，电弧即行熄灭，外界物体（如树枝、鸟类等）也被电弧烧掉而消失。

二、改造方案及产品选型

1.西门子公司的7SJ6221型综合保护器

西门子公司的7SJ6221型综合保护器使用了功能强大的微处理器的数字化多功能保护和控制装置，很好弥补了现有综合保护继电器不具备自动重合闸功能的缺陷。7SJ6221型综合保护器是通过从跳闸继电器引出一个输出量连接到其自身一个开关量输入上来实现重合闸功能的。当一个跳闸信号用于触发自动重合闸时，则相应的自动重合闸程序就会运行。

2.华建LM-510F型电动机综合保护器

当10KV架空线路从跳闸到快速重合闸成功过程中，低压系统出现短暂失电，当电源恢复后利用LM-510F继电器的再起动功能，低压深水泵可以在第一时间自动重新起动。LM-510F继电器内部再起动功能块检测电源消失，电动机主接触器断开，电源在规定的短时间内恢复，电动机综合保护器检测到电源恢复，并且在电动机无故障情况下进行再启动。

三、实施过程

对2#加压泵站1#架空线配电柜进行停电，拆除旧的综合保护器，安装新型综合保护器。7SJ6221型综合保护器和原有继电器安装尺寸相同，在完成安装后如下图增加了104，105两条线，并定义新综合保护器的F7，F8端子作为重合闸启动继电器，与手动合闸按钮并联完成，增加了重合闸压板XB3，当重合闸条件满足时，继电器闭合，完成合闸动作。

新继电器重合闸功能定值整定如下：

带时限电流速断保护、过电流保护及单相接地保护等功能按照原有整定值整定。在投用前对其进行重合闸试验，在试验位置通过对二次侧加电流的方式造成断路器速断跳闸，结果显示综合保护继电器按照设定值成功动作，在预定时间内完成自动重合闸。低压深水泵通过断开电源完成来电自启动功能的实现，试验证明来电自启动功能均在设定时间内完成自启动。4月26日，2#加压泵站2#架空线配电柜的新型综合保护器及快速合闸装置同样完成安装调试工作。

四、应用效果

在7SJ6221型综合保护器投用至今，共出现一次线路跳闸故障，经查为电站炼厂配至2#加压泵站主线瓷瓶缺陷引起的绝缘子表面闪络造成跳闸。7SJ6221型综合保护器的应用有效的降低了两条架空线路的故障率，大大降低了操作人员的外出次数，降低了安全风险，节约了外出开销，达到了预期效果。

五、带来的经济及安全效益

1.经济效益

此次改造利用2018年大检修时机，进行了全面改造，主要投入为改造所需材料费和施工费。直接花费估算如下：

1）自动重合闸装置两套及其他辅助材料，费用合计2400美元。

2）人工合计2000美元。

此次实施改进措施的总费用合计为2400+1000+1000=4400美元。

3）优化后自动重合闸装置运行周期至少在15年以上，即每年设备折旧费约为300美元。

按照往年跳闸情况（过去三年平均值12次）工作人员外出次数，所需人力、车力、安保，按此估算花费如下：

1）每次跳闸故障需电修操作人员外出5人，安保人员1人，场外取水操作人员2人，合计8人，所需人工费1600美元。

2）外出车力花费200美元。

3）每年花费约（1600+200）×12=21600美元。

由以上可知，安装具有自动重合闸功能的综合保护继电器后每年可节约成本为：

21600-300=21300美元。

2.降低员工人身安全风险

由于尼日尔国家本身贫穷落后，政局不稳，军力及军队素质较差，更加剧了恐怖势力的活跃程度，每次架空线路故障都需要前往距离厂区20公里外的2#加压泵站变电所及其周边的架空线路排除故障，员工每次外出都承担着极高的安全风险。

六、结束语

总之，通过这次改造方案的实施，完成后效果显著，有效地降低了人员外出操作次数，保护了人身安全，同时节省了交通和人工成本，提高了经济效益。因此这次改造方案的实施对国外类似项目重要参考价值，其所带来的安全效益更是无法估量。

参考文献：

[1]《电力系统继电保护原理》天津大学贺家李宋从矩

[2]《电力系统继电保护》中国电力出版社张保会

[3]《对整定线路重合闸时间的讨论》袁宇春