110kv變電站設(shè)計(jì)論文

【專家解說】：110 kV變電站接入系統(tǒng)方式的優(yōu)化改進(jìn) 摘 要: 通過對(duì)110 kV變電站原接入系統(tǒng)方式的分析,提出了改進(jìn)方案。實(shí)施該改進(jìn)方案,可以獲 得增強(qiáng)企業(yè)內(nèi)部電網(wǎng)供電可靠性的效果。 關(guān) 鍵 詞: 變電站;系統(tǒng)方式;改進(jìn) 0 前言 南昌長力鋼鐵股份有限公司(簡稱南鋼公司) 現(xiàn)有2座110 kV變電站,總變電容量為221?5 MVA。其中一變90 MVA,二變131?5 MVA。兩個(gè) 變電站雙“T”接入110 kV昌鋼Ⅰ線和110 kV昌鋼 Ⅱ線,并通過該兩條線路接入南昌供電公司220 kV 昌東變電站(圖1)。南鋼公司正常生產(chǎn)時(shí),一變、二 變總用電負(fù)荷為130~150MVA。 1 110 kV變電站原接入系統(tǒng)方式存在的缺陷 鋼鐵企業(yè)供電的共同特點(diǎn)是電力需求量大且對(duì) 供電可靠性要求很高,南鋼公司也不例外。由于受 客觀條件的限制,一變、二變只能共用雙回線路接入 電力系統(tǒng)電網(wǎng),這給南鋼公司內(nèi)部電網(wǎng)的運(yùn)行管理 工作造成了極大的不便。 1)南昌供電公司220 kV昌東變電站是南鋼公 司唯一的受電電源,該變電站能否做到穩(wěn)定運(yùn)行、可 靠供電對(duì)南鋼公司而言非常關(guān)鍵。如果該變電站 110 kV母線發(fā)生故障,南鋼公司必然會(huì)遭受巨大的 停電損失。 2)110 kV昌鋼Ⅰ線和Ⅱ線設(shè)計(jì)最大載流量分 別為80MVA、100MVA。這兩條線路都不能單獨(dú)承 載南鋼公司正常生產(chǎn)時(shí)的全部用電負(fù)荷(即不滿足 n-1運(yùn)行條件)。任何一條線路發(fā)生故障或者安排 停電檢修,一變、二變將會(huì)被迫減負(fù)荷運(yùn)行。 3)由于受到線路載流量的限制,一變、二變無 論在正常情況下或事故狀態(tài)時(shí),都必須采用限負(fù)荷 的辦法來改變110 kV系統(tǒng)運(yùn)行方式。這樣不僅會(huì) 造成部分用戶短時(shí)中斷受電,而且在事故狀態(tài)時(shí),會(huì) 延長用戶的停電時(shí)間,擴(kuò)大事故影響。 4)南鋼公司“十一五”規(guī)劃期需新增用電負(fù)荷 120~150MVA。由于存在電源點(diǎn)及受電渠道少,受 電渠道輸送能力弱等自身無法解決的問題, 110 kV 變電站原有接入系統(tǒng)方式不具備電力增容條件,無 法滿足南鋼公司“十一五發(fā)展規(guī)劃”期的新增用電 需求。 維持南鋼公司110 kV變電站原有接入系統(tǒng)方 式,既不利于公司內(nèi)部電網(wǎng)穩(wěn)定順行,也不利于公司 持續(xù)發(fā)展,必須利用適當(dāng)?shù)臋C(jī)會(huì)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。 2 110 kV變電站接入系統(tǒng)方式優(yōu)化改進(jìn)方案 根據(jù)南鋼公司2007年技改項(xiàng)目計(jì)劃安排, 2007 年6月開始興建南鋼三變(簡稱三變)工程。建設(shè) 三變的目的是既要解決“十一五”規(guī)劃期的新增用 電問題,也要同步解決110 kV變電站原接入系統(tǒng)方 式受電可靠性差的問題。經(jīng)南鋼公司與省電力設(shè)計(jì) 院及市供電公司多次溝通反復(fù)交流,最終達(dá)成三變 工程(含一變、二變)按如下要求進(jìn)行接入系統(tǒng)設(shè) 計(jì): 1)三變新建雙回線路接入南昌供電公司220 kV觀田變電站,線路滿足n-1運(yùn)行條件; 2)二變新建雙回線路接入南昌供電公司220 kV觀田變電站,線路滿足n-1運(yùn)行條件; 3)一變維持原有雙回線路(110 kV昌鋼Ⅰ線和 110 kV昌鋼Ⅱ線)接入南昌供電公司220 kV昌東 變電站,線路滿足n-1運(yùn)行條件 4)一、二、三變之間新建35 kV聯(lián)絡(luò)線路,形成 各變電站之間互供保安負(fù)荷的電力通道(圖2a、 圖2b、圖2c)。 3 實(shí)施改進(jìn)方案后的效果 目前三變工程已經(jīng)進(jìn)入工程收尾階段,建成投 運(yùn)后,南鋼公司110 kV變電站的接入系統(tǒng)方式將會(huì) 形成: 3個(gè)110 kV變電站分別從南昌供電公司的2 個(gè)220 kV變電站受電;每個(gè)110 kV變電站均有雙 回且滿足n-1運(yùn)行條件的受電線路; 3個(gè)110 kV 變電站之間新建了相互提供保安電源的35 kV聯(lián)絡(luò) 線。從南鋼公司的角度考慮,這樣的接入系統(tǒng)方式 設(shè)計(jì)相對(duì)合理,能夠顯著提高受電的舒適度及可靠 性。 1)縮小了電氣故障的影響范圍。某一個(gè)220 kV變電站停電不會(huì)造成3個(gè)110 kV變電站同時(shí)停 電;某一條110 kV線路停電不會(huì)造成相應(yīng)的110 kV 變電站全站停電;即便某個(gè)110 kV變電站全站停 電,亦可通過35 kV聯(lián)絡(luò)線路向該變電站輸送保安 負(fù)荷。同時(shí),可供選擇的停電事故應(yīng)急預(yù)案也相應(yīng) 增多。通過實(shí)施不同的停電事故應(yīng)急預(yù)案,可以將 某一條110 kV線路或某一個(gè)220 kV變電站停電對(duì) 公司生產(chǎn)造成的影響限制在盡可能小的范圍內(nèi)。 2)較好地解決了南鋼公司內(nèi)部電網(wǎng)無法繼續(xù) 電力增容問題。如果不考慮上級(jí)220 kV變電站變 電容量因素,僅以二變、三變受電線路設(shè)計(jì)載流量估 算,該兩個(gè)變電站共具備繼續(xù)電力增容100MVA的 能力,基本上可以滿足南鋼公司一個(gè)五年規(guī)劃期的 新增用電需求。三變投運(yùn)后還可以考慮將一臺(tái)因自 身供電能力不足,長期以來一直由南昌供電公司35 kV羅鋼線單獨(dú)供電的偏心爐變壓器轉(zhuǎn)由三變供電。 這樣做既可提高三變主變的負(fù)荷率,又能降低公司 的用電成本。 3)如果在一變、二變繼續(xù)進(jìn)行局部的完善化改 造,還能實(shí)現(xiàn): ①對(duì)二變的110 kV母聯(lián)開關(guān)進(jìn)行改造(用母聯(lián) 斷路器取代母聯(lián)隔離開關(guān))。改造后3個(gè)110 kV變 電站都能夠靈活的改變110 kV系統(tǒng)運(yùn)行方式而不 影響用戶正常用電。 ②在一、二變配置110 kV備自投裝置。完成后 3個(gè)110 kV變電站的事故反應(yīng)速度都能同步提高。 4 采用新的接入系統(tǒng)方式必須注意的問題 及應(yīng)對(duì)措施 1)如何防止形成環(huán)網(wǎng)(指電力系統(tǒng)的兩個(gè)220 kV變電站在南鋼公司內(nèi)部電網(wǎng)形成電氣環(huán)網(wǎng))運(yùn)行 問題。電網(wǎng)能否環(huán)網(wǎng)運(yùn)行必須具備兩個(gè)條件。一是 必須保證對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行無影響;二是要求 監(jiān)控到位,組織、技術(shù)措施齊全。作為電網(wǎng)終端用戶 的南鋼公司并不具備環(huán)網(wǎng)運(yùn)行的掌控能力,如盲目 進(jìn)行環(huán)網(wǎng)運(yùn)行可能會(huì)出現(xiàn)無法預(yù)測的嚴(yán)重后果。為 此公司必須對(duì)35 kV保安線路及配置了兩路獨(dú)立電 源的35 kV、6 kV重要用戶加強(qiáng)運(yùn)行管理(如完善規(guī) 程、落實(shí)制度、佐以在可能出現(xiàn)的環(huán)網(wǎng)點(diǎn)加裝電氣及 機(jī)械閉鎖裝置等),杜絕出現(xiàn)環(huán)網(wǎng)運(yùn)行。 2)如何防止內(nèi)部電網(wǎng)小發(fā)電機(jī)組與系統(tǒng)電網(wǎng) 非同期并列問題。根據(jù)國家產(chǎn)業(yè)政策及能源法要 求,南鋼公司已經(jīng)建成并投運(yùn)了2臺(tái)小型發(fā)電機(jī)(1 臺(tái)煤氣熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電機(jī)及1臺(tái)TRT發(fā)電機(jī))。今后 根據(jù)需要還將繼續(xù)建設(shè)若干臺(tái)能源綜合利用發(fā)電 機(jī)。在正常情況下內(nèi)部電網(wǎng)小發(fā)電機(jī)組與系統(tǒng)電網(wǎng) 不可能出現(xiàn)非同期并列問題,但是在特殊情況下 (比如110 kV受電線路故障跳閘,內(nèi)部電網(wǎng)小發(fā)電 機(jī)組未能跟隨緊急切機(jī),而上級(jí)變電站又無檢壓自 動(dòng)重合閘)就可能會(huì)出現(xiàn)非同期并列問題。對(duì)于上 述問題必須采用如下技術(shù)措施進(jìn)行防范: ①上級(jí)變電站的線路重合閘裝置(一、二、三變 的110 kV備自投裝置)必須投用檢壓閉鎖,如不具 備上述條件,線路重合閘裝置(一、二、三變的110 kV備自投裝置)不得投入運(yùn)行。 ②內(nèi)部電網(wǎng)的小發(fā)電機(jī)組必須加裝低壓低頻切 機(jī)裝置。 3)如何對(duì)南鋼公司一、二、三變的用電負(fù)荷進(jìn) 行調(diào)整問題。三變建成投運(yùn)后,南鋼公司3個(gè)110 kV變電站的用電負(fù)荷必須進(jìn)行調(diào)整。負(fù)荷調(diào)整的 目的主要有兩個(gè):一是讓重要用戶都能獲得兩路獨(dú) 立的電源,以提高重要用戶受電的可靠性及運(yùn)行的 靈活性;二是根據(jù)每一個(gè)110 kV變電站的實(shí)際承載 能力及該站今后負(fù)荷的增長趨勢進(jìn)行負(fù)荷合理分 配,以利于變電站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、安全供電。進(jìn)行負(fù)荷調(diào) 整必須充分考慮公司內(nèi)部電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)情況和供電現(xiàn) 狀,按照新建工程由三變供電、負(fù)荷就近轉(zhuǎn)移(二變 和三變之間的負(fù)荷轉(zhuǎn)移),利用現(xiàn)有線路進(jìn)行負(fù)荷 轉(zhuǎn)移等實(shí)施原則,分期分步地開展這項(xiàng)工作,力爭做 到實(shí)施方便,投資最省。 5 結(jié)語 南鋼公司接入系統(tǒng)方式的優(yōu)化改進(jìn),使得昔日 脆弱的受電渠道變得既強(qiáng)大又順暢。這對(duì)于公司內(nèi) 部電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量的提高和保供能力的增強(qiáng)起到有力 的促進(jìn)作用。如何順應(yīng)接入系統(tǒng)方式的改變,進(jìn)一 步梳理公司內(nèi)部電網(wǎng)結(jié)構(gòu),使電網(wǎng)運(yùn)行更趨于穩(wěn)定, 供電更為可靠,仍需在今后的工作中作進(jìn)一步的研 究與探索。