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[摘 要]本文对山西煤层气工程采用低压长距离供电的可行性进行研究，通过对电机端的压降、三相短路电流、两相短路电流及单项接地短路电流的计算，选取适当的电缆及电气保护元件，在满足规范要求，综合考虑技术经济性的前提下，实现电压长距离供电。
[关键词]煤层气 低压 长距离 压降 短路电流
中图分类号：P618.13 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）10-0268-01
一、前言
山西煤层气直井开发工程处于山西省晋城市沁水县境内，多为丘陵山地地形，山区保护林地多。当地情况特殊，中联人员不足，征地时间周期较长，征地难度非常大，影响施工周期。且山区地带，道路设施落后，施工和维护工作量很大。因此本工程考虑采用燃气发电机发电，采用低压电缆为各个井场供电的供电方案。
为了对计算的参数进行校验和支持，在现场实测了电机不同功率下的运行电流、运行电压及功率因数。
二、设计方案
采用1台50kW燃气发电机同时为7台7.5kW抽油机供电。计算采用不同截面、长度电缆供电的抽油机电机端的压降、三相短路电流、两相短路电流及单项接地短路电流。综合考虑技术经济性，在满足技术要求的情况下，选择适当的电气元件及电力电缆。
1.供电半径的选择
根据山西煤层气阀组与井口布置情况， 55%的井口在1000m的供电半径内，88%的井口在1500m的供电半径内，98%的井口在2000m的供电半径内。为了减少维护工作量和故障率，除极个别偏远井口外，尽量都采用阀组发电机供电，不采用井口电动机驱动。因此考虑井口供电半径为2000m。
2.电压损失
根据规范要求，正常运行时，井口抽油机机端电压偏差为+5%～-5%，少数较远的井口抽油机机端电压降小于-10%，由于井口抽油机采用智能节电调速控制装置，启动电流约等于运行电流，可不考虑启动压降的影响。
最远供电半径按2km考虑时，采用长度2km的VLV22-0.6/1kV 3×35电缆为井口抽油机供电时，经现场实际测量和计算，电压降均小于-10%，可以满足电压损失要求。
3.电缆及保护元件选型
计算采用不同容量发电机、不同截面长度电缆供电的抽油机电机端三相短路电流、两相短路电流及单项接地短路电流。
在电机能够正常起动运行的情况下，发电机的功率对短路电流影响很小。单相接地短路电流远小于三相短路电流及两相短路电流，电气元件能保护单相接地短路电流时及可保护三相短路电流及两相短路电流，因此保护元件整定值按单相接地短路电流考虑。且采用等截面电缆可使单相接地短路电流大幅多减小，因此考虑采用4芯等截面电缆供电。
以下为采用不同电缆截面不同长度下的单相接地短路电流
根据表1中的单相接地短路电流值，保护元件选择 ABB智能断路器 T2 160N PR221DS-I ln=25 L=0.8ln I=1.5ln。能够满足保护要求。
电缆选型根据供电距离选择，具体选型见表2。
三、研究结论
通过井口抽油机采用智能节电调速控制装置减小了起动压降的影响；采用增大电缆截面的方式，减少了电压损失并增大了短路电流，采用ABB智能断路器T2 160N PR221DS-I能够实现断路器瞬时保护整定到电机额定电流的2倍左右，能够满足保护要求。
综合考虑技术经济性，电缆均采用铝芯电缆，电缆截面的选择与单项短路电流值和保护元件整定值相适应。能够实现山西煤层气低压长距离供电。
四、结束语
在科技日益发展的今天，各种新兴能源产业不断发展，对于各种不同工程情况下的电气低压配电也提出了不同的要求。本论文只是对解决山西煤层气特殊工程环境下，适应业主工程建设及运行维护需要，在满足规范要求的基础上，做出的新的尝试，希望能够对同样遇到类似问题的朋友提供些借鉴。
参考文献
[1] GB 50054-2011，低压配电设计规范.
[2] GB 50055-2011，通用用电设备配电设计规范.
[3] GB 50052-2009，供配电系统设计规范.
[4] 《工业与民用配电设计手册》第三版.
作者简介
张岩，男，1985年生，助理工程师，2008年7月毕业于大连理工大学电气工程及其自动化专业，现从事电气设计工作。
[关键词]煤层气 低压 长距离 压降 短路电流
中图分类号：P618.13 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）10-0268-01
一、前言
山西煤层气直井开发工程处于山西省晋城市沁水县境内，多为丘陵山地地形，山区保护林地多。当地情况特殊，中联人员不足，征地时间周期较长，征地难度非常大，影响施工周期。且山区地带，道路设施落后，施工和维护工作量很大。因此本工程考虑采用燃气发电机发电，采用低压电缆为各个井场供电的供电方案。
为了对计算的参数进行校验和支持，在现场实测了电机不同功率下的运行电流、运行电压及功率因数。
二、设计方案
采用1台50kW燃气发电机同时为7台7.5kW抽油机供电。计算采用不同截面、长度电缆供电的抽油机电机端的压降、三相短路电流、两相短路电流及单项接地短路电流。综合考虑技术经济性，在满足技术要求的情况下，选择适当的电气元件及电力电缆。
1.供电半径的选择
根据山西煤层气阀组与井口布置情况， 55%的井口在1000m的供电半径内，88%的井口在1500m的供电半径内，98%的井口在2000m的供电半径内。为了减少维护工作量和故障率，除极个别偏远井口外，尽量都采用阀组发电机供电，不采用井口电动机驱动。因此考虑井口供电半径为2000m。
2.电压损失
根据规范要求，正常运行时，井口抽油机机端电压偏差为+5%～-5%，少数较远的井口抽油机机端电压降小于-10%，由于井口抽油机采用智能节电调速控制装置，启动电流约等于运行电流，可不考虑启动压降的影响。
最远供电半径按2km考虑时，采用长度2km的VLV22-0.6/1kV 3×35电缆为井口抽油机供电时，经现场实际测量和计算，电压降均小于-10%，可以满足电压损失要求。
3.电缆及保护元件选型
计算采用不同容量发电机、不同截面长度电缆供电的抽油机电机端三相短路电流、两相短路电流及单项接地短路电流。
在电机能够正常起动运行的情况下，发电机的功率对短路电流影响很小。单相接地短路电流远小于三相短路电流及两相短路电流，电气元件能保护单相接地短路电流时及可保护三相短路电流及两相短路电流，因此保护元件整定值按单相接地短路电流考虑。且采用等截面电缆可使单相接地短路电流大幅多减小，因此考虑采用4芯等截面电缆供电。
以下为采用不同电缆截面不同长度下的单相接地短路电流
根据表1中的单相接地短路电流值，保护元件选择 ABB智能断路器 T2 160N PR221DS-I ln=25 L=0.8ln I=1.5ln。能够满足保护要求。
电缆选型根据供电距离选择，具体选型见表2。
三、研究结论
通过井口抽油机采用智能节电调速控制装置减小了起动压降的影响；采用增大电缆截面的方式，减少了电压损失并增大了短路电流，采用ABB智能断路器T2 160N PR221DS-I能够实现断路器瞬时保护整定到电机额定电流的2倍左右，能够满足保护要求。
综合考虑技术经济性，电缆均采用铝芯电缆，电缆截面的选择与单项短路电流值和保护元件整定值相适应。能够实现山西煤层气低压长距离供电。
四、结束语
在科技日益发展的今天，各种新兴能源产业不断发展，对于各种不同工程情况下的电气低压配电也提出了不同的要求。本论文只是对解决山西煤层气特殊工程环境下，适应业主工程建设及运行维护需要，在满足规范要求的基础上，做出的新的尝试，希望能够对同样遇到类似问题的朋友提供些借鉴。
参考文献
[1] GB 50054-2011，低压配电设计规范.
[2] GB 50055-2011，通用用电设备配电设计规范.
[3] GB 50052-2009，供配电系统设计规范.
[4] 《工业与民用配电设计手册》第三版.
作者简介
张岩，男，1985年生，助理工程师，2008年7月毕业于大连理工大学电气工程及其自动化专业，现从事电气设计工作。