110kv变电站设计论文

【专家解说】：110 kV变电站接入系统方式的优化改进 摘 要: 通过对110 kV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 0 前言 南昌长力钢铁股份有限公司(简称南钢公司) 现有2座110 kV变电站,总变电容量为221•5 MVA。其中一变90 MVA,二变131•5 MVA。两个 变电站双“T”接入110 kV昌钢Ⅰ线和110 kV昌钢 Ⅱ线,并通过该两条线路接入南昌供电公司220 kV 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。 1 110 kV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220 kV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 110 kV母线发生故障,南钢公司必然会遭受巨大的 停电损失。 2)110 kV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110 kV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, 110 kV 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110 kV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改进。 2 110 kV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110 kV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220 kV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220 kV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(110 kV昌钢Ⅰ线和 110 kV昌钢Ⅱ线)接入南昌供电公司220 kV昌东 变电站,线路满足n-1运行条件 4)一、二、三变之间新建35 kV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110 kV变电站的接入系统方式将会 形成: 3个110 kV变电站分别从南昌供电公司的2 个220 kV变电站受电;每个110 kV变电站均有双 回且满足n-1运行条件的受电线路; 3个110 kV 变电站之间新建了相互提供保安电源的35 kV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220 kV变电站停电不会造成3个110 kV变电站同时停 电;某一条110 kV线路停电不会造成相应的110 kV 变电站全站停电;即便某个110 kV变电站全站停 电,亦可通过35 kV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110 kV线路或某一个220 kV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220 kV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35 kV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110 kV母联开关进行改造(用母联 断路器取代母联隔离开关)。改造后3个110 kV变 电站都能够灵活的改变110 kV系统运行方式而不 影响用户正常用电。 ②在一、二变配置110 kV备自投装置。完成后 3个110 kV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220 kV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35 kV保安线路及配置了两路独立电 源的35 kV、6 kV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台小型发电机(1 台煤气热电联产发电机及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110 kV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 动重合闸)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110 kV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110 kV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110 kV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110 kV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。