110kV变电站接入系统方式的优化改进

110kV变电站接入系统方式的优化改进摘要:通过对110kV变电站原接入系统方式的分析,提出了改进方案。实施该改进方案,可以获得增强企业内部电网供电可靠性的效果。关键词:变电站;系统方式;改进目录:前言:南昌长力钢铁股份有限公司(简称南钢公司)现有2座110kV变电站,总变电容量为221·5MVA。其中一变90MVA,二变131·5MVA。两个变电站双“T”接入110kV昌钢Ⅰ线和110kV昌钢Ⅱ线,并通过该两条线路接入南昌供电公司220kV昌东变电站(图1)。南钢公司正常生产时,一变、二变总用电负荷为130~150MVA。1110kV变电站原接入系统方式存在的缺陷钢铁企业供电的共同特点是电力需求量大且对供电可靠性要求很高,南钢公司也不例外。由于受客观条件的限制,一变、二变只能共用双回线路接入电力系统电网,这给南钢公司内部电网的运行管理工作造成了极大的不便。1)南昌供电公司220kV昌东变电站是南钢公司唯一的受电电源,该变电站能否做到稳定运行、可靠供电对南钢公司而言非常关键。如果该变电站110kV母线发生故障,南钢公司必然会遭受巨大的停电损失。2)110kV昌钢Ⅰ线和Ⅱ线设计最大载流量分别为80MVA、100MVA。这两条线路都不能单独承载南钢公司正常生产时的全部用电负荷(即不满足n-1运行条件)。任何一条线路发生故障或者安排停电检修,一变、二变将会被迫减负荷运行。3)由于受到线路载流量的限制,一变、二变无论在正常情况下或事故状态时,都必须采用限负荷的办法来改变110kV系统运行方式。这样不仅会造成部分用户短时中断受电,而且在事故状态时,会延长用户的停电时间,扩大事故影响。4)南钢公司“十一五”规划期需新增用电负荷120~150MVA。由于存在电源点及受电渠道少,受电渠道输送能力弱等自身无法解决的问题,110kV变电站原有接入系统方式不具备电力增容条件,无法满足南钢公司“十一五发展规划”期的新增用电需求。维持南钢公司110kV变电站原有接入系统方式,既不利于公司内部电网稳定顺行,也不利于公司持续发展,必须利用适当的机会进行优化。2110kV变电站接入系统方式优化改进方案根据南钢公司2007年技改项目计划安排,2007年6月开始兴建南钢三变(简称三变)工程。建设三变的目的是既要解决“十一五”规划期的新增用电问题,也要同步解决110kV变电站原接入系统方式受电可靠性差的问题。经南钢公司与省电力设计院及市供电公司多次沟通反复交流,最终达成三变工程(含一变、二变)按如下要求进行接入系统设计:1)三变新建双回线路接入南昌供电公司220kV观田变电站,线路满足n-1运行条件;2)二变新建双回线路接入南昌供电公司220kV观田变电站,线路满足n-1运行条件;3)一变维持原有双回线路(110kV昌钢Ⅰ线和110kV昌钢Ⅱ线)接入南昌供电公司220kV昌东变电站,线路满足n-1运行条件4)一、二、三变之间新建35kV联络线路,形成各变电站之间互供保安负荷的电力通道(图2a、图2b、图2c)。3实施改进方案后的效果目前三变工程已经进入工程收尾阶段,建成投运后,南钢公司110kV变电站的接入系统方式将会形成:3个110kV变电站分别从南昌供电公司的2个220kV变电站受电;每个110kV变电站均有双回且满足n-1运行条件的受电线路;3个110kV变电站之间新建了相互提供保安电源的35kV联络线。从南钢公司的角度考虑,这样的接入系统方式设计相对合理,能够显著提高受电的舒适度及可靠性。1)缩小了电气故障的影响范围。某一个220kV变电站停电不会造成3个110kV变电站同时停电;某一条110kV线路停电不会造成相应的110kV变电站全站停电;即便某个110kV变电站全站停电,亦可通过35kV联络线路向该变电站输送保安负荷。同时,可供选择的停电事故应急预案也相应增多。通过实施不同的停电事故应急预案,可以将某一条110kV线路或某一个220kV变电站停电对公司生产造成的影响限制在尽可能小的范围内。2)较好地解决了南钢公司内部电网无法继续电力增容问题。如果不考虑上级220kV变电站变电容量因素,仅以二变、三变受电线路设计载流量估算,该两个变电站共具备继续电力增容100MVA的能力,基本上可以满足南钢公司一个五年规划期的新增用电需求。三变投运后还可以考虑将一台因自身供电能力不足,长期以来一直由南昌供电公司35kV罗钢线单独供电的偏心炉变压器转由三变供电。这样做既可提高三变主变的负荷率,又能降低公司的用电成本。3)如果在一变、二变继续进行局部的完善化改造,还能实现:①对二变的110kV母联开关进行改造(用母联断电器取代母联隔离开关)。改造后3个110kV变电站都能够灵活的改变110kV系统运行方式而不影响用户正常用电。②在一、二变配置110kV备自投装置。完成后3个110kV变电站的事故反应速度都能同步提高。4、采用新的接入系统方式必须注意的问题及应对措施1)如何防止形成环网(指电力系统的两个220kV变电站在南钢公司内部电网形成电气环网)运行问题。电网能否环网运行必须具备两个条件。一是必须保证对电力系统的稳定运行无影响;二是要求监控到位,组织、技术措施齐全。作为电网终端用户的南钢公司并不具备环网运行的掌控能力,如盲目进行环网运行可能会出现无法预测的严重后果。为此公司必须对35kV保安线路及配置了两路独立电源的35kV、6kV重要用户加强运行管理(如完善规程、落实制度、佐以在可能出现的环网点加装电气及机械闭锁装置等),杜绝出现环网运行。2)如何防止内部电网小发电机组与系统电网非同期并列问题。根据国家产业政策及能源法要求,南钢公司已经建成并投运了2台小型发动机1台煤气热电联产发动机及1台TRT发电机)。今后根据需要还将继续建设若干台能源综合利用发电机。在正常情况下内部电网小发电机组与系统电网不可能出现非同期并列问题,但是在特殊情况下(比如110kV受电线路故障跳闸,内部电网小发电机组未能跟随紧急切机,而上级变电站又无检压自动重合阀)就可能会出现非同期并列问题。对于上述问题必须采用如下技术措施进行防范:①上级变电站的线路重合闸装置(一、二、三变的110kV备自投装置)必须投用检压闭锁,如不具备上述条件,线路重合闸装置(一、二、三变的110kV备自投装置)不得投入运行。②内部电网的小发电机组必须加装低压低频切机装置。3)如何对南钢公司一、二、三变的用电负荷进行调整问题。三变建成投运后,南钢公司3个110kV变电站的用电负荷必须进行调整。负荷调整的目的主要有两个:一是让重要用户都能获得两路独立的电源,以提高重要用户受电的可靠性及运行的灵活性;二是根据每一个110kV变电站的实际承载能力及该站今后负荷的增长趋势进行负荷合理分配,以利于变电站经济运行、安全供电。进行负荷调整必须充分考虑公司内部电网的结构情况和供电现状,按照新建工程由三变供电、负荷就近转移(二变和三变之间的负荷转移),利用现有线路进行负荷转移等实施原则,分期分步地开展这项工作,力争做到实施方便,投资最省。5结语南钢公司接入系统方式的优化改进,使得昔日脆弱的受电渠道变得既强大又顺畅。这对于公司内部电网运行质量的提高和保供能力的增强起到有力的促进作用。如何顺应接入系统方式的改变,进一步梳理公司内部电网结构,使电网运行更趋于稳定,供电更为可靠,仍需在今后的工作中作进一步的研究与探索。