输气管道工程供配电技术问题分析

输气管道工程供配电技术问题分析

陈晨1  ,田欣千2 ,方宏伟2

1国家管网集团工程技术创新有限公司  天津  300450

2中国石油工程建设有限公司华北分公司  河北任丘  062500

【摘要】本文基于输气管道工程中的电力能源供应，立足于我国当今输气工程建设实际，对输气管道站场的实际载荷进行实地测试，进而对当今输气工程中的电力配置和方案进行初步探讨，并结合自身经验给出相应解决方案和处理原则，为我国输气工程建设方面提供必要的经验保障。

【关键词】输气管道工程、供配电技术、输气管道站场

【引言】在当今经济全球化大背景下，能源作为经济发展的主要动力和基础，成为制约国家经济发展的重要方面，天然气作为当今出煤炭、石油意外的主要能源，在国家经济发展中发挥着举足轻重的作用，并且占比日益加重。输气工程建设是衡量一个国家现代化、工业化的重要标杆，全球各个发达国家在这一领域竞争激烈，自改革开放以来，我国不断加强输气工程建设领域的创新和发展，涌现出新工艺、新方法和新手段，使我国在这一领域保持着强大竞争力。与此同时，在实际建设工程中随着建设要求和施工难度的不断增加，经常暴露出种种的问题。因此，如何全面提高输气管道站场电力能源使用效率，并对站场电力负荷进行全面深入研究，成为一个越来越重要的现实问题，亟待解决。

一、输气管道站场的负荷特征

1、输气管道站场的负荷的基本分类，在当今输气工程建设中，根据相关技术规范，输气管道站场负荷主要分为一级负荷和二级负荷，通常情况下在站场运行过程中使用电机作为主要驱动时属于一级负荷；在使用内燃机作为主要驱动力时属于二级负荷，这里的负荷等级分类是广义上的分类。在实际工作过程中，一些重要环节和特殊部位也属于一级负荷，例如站场内的应急系统设备和照明设备的负荷，在一般情况下也属于一级负荷。

2、在通常情况下，站场用电主要来源于其附近的国家电网，但是在实际中，由于工程地域的限制和约束，运用自发电设备成为实际工作中部的得不面对的实际问题，这就给工程前期的配电设计提出更高的要求，不能仅局限于理论计算，而是更多需要考虑到实际情况。越来越多的经验表明，理论计算值与实际负荷之间有着较大的公差，这将直接导致一个现实性的问题，即为在理论计算值计算出的负荷值为基础的前提下，导致无法合理地分配供给电力，进而致使发电机组和相关设备无法在合理工况下运转，出现例如严重的烧机油、设备寿命明显缩短等现象。基于以上特征，这就要求专业的设计工作人员必须拿出一套切实可行的配电方案。

二、自备电源供电方式

1、太阳能发电。顾名思义，就是将太阳能转化成电能储存起来，总体来说，太阳能发电装置有很多有点，显著特点有污染小、运维量小和不使用常规化学燃料等，随着科技的进步，太阳能发电装置已经能够满足基本需求。但与此同时，太阳能发电装置也有着较为突出的短板。例如受外界气候条件影响较大，有一些施工地区的气候属于常年湿润多雨，那么在这种情况下太阳能发电装置就会很难将优势发挥出来，同时也要考虑如日照长、强度等气象因素。

2、CCTV密闭循环涡轮发电。相比太阳能发电装置，CCTV密闭循环涡轮发电对环境要求相对较小，运维工作量也相对较小，但是需要提供燃料。在实际工作中一般准备两台，一台运转，一台备用。一般情况下备用电源多选为铅酸电池组，持续供电要求不小于48小时。

3、TEG热电式发电。此装备对于环境要求几乎为零，使用环境范围很广，由于基本构造简单，所以日常运维工作量也比较小，和CCTV密闭循环涡轮相同，此装置也需要供给燃料，几百瓦以下的负荷工况都适用于此装置。

三、保安电源的应用

保安电源作为站场配电中一个重要组成部分，对于站场的正常运转，和紧急事态下提供正常运转所需基本电力能源有着极为重要的作用和意义。因此，保安电源是一个单电源站场中不可或缺的重要组成部分。在实际中，常规电源受到一切不可抗力等原因，一旦出现紧急停止供电或者电气故障时，会很大程度上影响站场的正常运转。因此，保安电源必须与电网接入的电气保持相对隔离，确保保安电源具有独立性，在设计时应急电源要采用不间断电源（简称UPS），保证照明、压缩机等关键部位在紧急情况下的正常运转。

四、新能源的项目应用

1、太阳能发电，由于此装置的特性，一般多用于管道工程部分阀室中，在不考虑极端气候条件前提下，白天通过发电装置为蓄电池进行储能，此时备用电源为蓄电池，晚上通过蓄电池为设备供电，整个过程有系统控制器进行控制。通常情况下，将太阳能阵板采用双排列方式在阀室屋顶的非防爆区进行安装和布置，在机房内安装电池组。实际中，制约此装置的最大前提就是环境约束，尽量选在日照时间长、上方开阔无遮挡的平原地区为最适宜。

2、TEG热电式发电。本装置是充分利用热能转化为设备所需电能（直流电），可以为距离较远的设备提供所需电能，目前技术较为成熟，从实际操作上来看，日常运维工量较小，此装置较多的运用在远距离终端设备上，例如管道内部关键数据采集、监控和应急通信系统等。此装置的运用，主要考虑当地气候工况不适宜过度依赖太阳能发电的部分地域，例如我国南方山地较多，林地较多的等阴雨天气较多的地域，此装置可与太阳能蓄电池组配合使用，进而降低站场各项投入。

3、CCTV密闭循环涡轮发电。此系统几乎不受环境等因素制约，日常运维工量很小，需要供给燃料，所以在布置此设备时，不需考虑太多的制约因素。实际中，通常置于机房外部开阔空旷地，或置于相对偏僻的部位。需要注意的是，此装置多为同时布置两台，一台使用、另一台备用，备用电源为后备时间不少于48小时的蓄电池组。

结束语

综上，输气管道有别于其他工程建设，距离长、跨度大是此类工程建设的显著特点，而基于这一突出特点，使得输气站场必将面对在不同气候条件和不同工况下都能正常运转的巨大挑战，站场配电技术是决定站场能否正常运转的中枢系统之一，针对不同的气候条件和工况条件，因地制宜地采用不同的配电系统，不仅能够有效节约投入成本，更能使整个站场的电力系统得以高效运转。因此作为设计者，除了考虑到经济性和安全性之外，更多的要把实用性和创新性考虑进去，做好实地考察工作，做好数据积累，在工作中积累经验，不断优化设计，充分做好事前评估工作，为工程设计提供坚实的数据理论支撑。

参考文献

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