郝賓

摘 要：該文簡述了某企業(yè)鋼鐵區(qū)域和焦化區(qū)域相距37 km，兩個區(qū)域有1回110 kV線路連接，焦化區(qū)域建設(shè)了110 kV/10 kV變電站，供廠內(nèi)硅錳合金爐生產(chǎn)用電，該區(qū)域充分回收利用剩余焦爐煤氣和干熄焦蒸汽進行發(fā)電，不僅解決了焦化區(qū)域的生產(chǎn)用電，而且還外供鋼鐵區(qū)域60 MW負荷，但供電可靠性低，多次發(fā)生事故并造成焦化區(qū)域大面積停電、停產(chǎn)，給企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營造成了很大的不利。電力廠技術(shù)人員分析了企業(yè)供發(fā)電組成及供電可靠性低的原因，通過供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)調(diào)整，發(fā)供電集中到變電站，110 kV總連線安裝同期裝置，變壓器安裝過載聯(lián)切、低頻低周減載，實現(xiàn)了小網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。

關(guān)鍵詞：負荷 穩(wěn)定 可靠

中圖分類號：TM922 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）12（c）-0094-01

隨著能源型企業(yè)向節(jié)約型企業(yè)發(fā)展，充分回收利用剩余煤氣和附帶產(chǎn)生的蒸汽進行發(fā)電，發(fā)電量已占到企業(yè)用電量的60%，使大多數(shù)企業(yè)網(wǎng)供變電容量不能單獨滿足企業(yè)生產(chǎn)用電需要，變電故障時，充分利用小電網(wǎng)系統(tǒng)供電方式，建設(shè)安全穩(wěn)定型電網(wǎng)對企業(yè)的持續(xù)生產(chǎn)有重要意義。

1 改造前企業(yè)供電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)概況

焦化區(qū)域供電分2個系統(tǒng)，1個系統(tǒng)是臨近的電力局變電站10 kV出線兩回，分別接至1#中央變電所的兩段，兩段分別出線給2#中央變電所兩段，2臺15 MW發(fā)電機分別并網(wǎng)于1#中央變電所兩段，1#、2#中央變電所用電負荷共25 MW，正好與發(fā)電機發(fā)電量平衡，2回供電線路負荷基本為零。另有LNG變電所負荷是10 MW，因沒有投產(chǎn)運行現(xiàn)在負荷是零。

與鋼鐵區(qū)域110 kV線路相連的為1個系統(tǒng)，1#變電站容量2×31.5 MVA，10 kV直接出線，分別連接2臺25 MW發(fā)電機母線段。發(fā)電機母線段出線有硅錳爐配電室負荷40 MW；2#發(fā)電升壓站有2×40 MW發(fā)電機用2×63 MVA升壓變壓器和1臺40 MVA降壓變帶發(fā)電廠用和3#中央變電所，升壓后連接于1#升壓站110 kV母線。3#中央變電所用電負荷為15 MW。

2 焦化區(qū)域供電可靠性極低原因分析

（1）10 kV線路載負荷能力有限，發(fā)電機退出時，不能獨立帶2個變電所的負荷，數(shù)次出現(xiàn)發(fā)電機退出，2個變電所停電的情況。

（2）上級變電所出線保護定值時限設(shè)定為0.3 s，出線進1#變電所又傳至2#變電所，還有發(fā)電并網(wǎng)，不能形成時限級差，經(jīng)常發(fā)生越級使進線跳閘，整段母線停電，嚴重影響生產(chǎn)的情況，事故影響范圍大。

（3）并網(wǎng)于1#變電所的2臺發(fā)電機廠用電母線帶二期兩臺發(fā)電機的廠用電，此系統(tǒng)發(fā)生事故不但影響了這兩臺發(fā)電機，還影響了并網(wǎng)于升壓站的二期發(fā)電停機。

（4）110 kV連接線路長，穿越雷區(qū)，并且為單回配置，運行極為不可靠，雷雨天曾多次遭到雷擊，線路停電，影響焦化區(qū)域大面積停電、停產(chǎn)。

（5）發(fā)電機的非正常停機造成進線過載跳閘，母線停電。

綜上，供電可靠性低、事故影響范圍大，給生產(chǎn)經(jīng)營造成了嚴重的損失，也引起了企業(yè)管理者的高度重視，怎樣能減小事故對生產(chǎn)的影響，建設(shè)安全穩(wěn)定型電網(wǎng)，經(jīng)過技術(shù)人員研究采取了有效措施。

3 制定區(qū)域供電結(jié)構(gòu)方案

（1）1#升壓站建設(shè)10 kV配電室，2臺變壓器分別帶兩段母線，負荷出線有1#中央變電所、2#中央變電所、3#中央變電所、LNG變電所均是重要負荷為48 MW。發(fā)電出線有1#、2#發(fā)電機、3#、4#發(fā)電機有發(fā)電量70 MW，硅錳合金配電室是不重要負荷為40 MW。發(fā)電正常時硅錳生產(chǎn)需變電量18 MW，硅錳不生產(chǎn)需上傳22 MW。

（2）結(jié)合2回臨近電力局變電站的10 kV線路，建設(shè)10 kV出線配電室，作為保安電源，出線供1#中央變電所、2#中央變電所及發(fā)電廠用電段，以備升壓站停電后造成重大事故。

4 建設(shè)安全穩(wěn)定型電網(wǎng)

（1）針對110 kV線路故障，已配備了線路光纖差動保護，升壓站進線開關(guān)加同期合閘裝置，升壓站內(nèi)發(fā)電機帶生產(chǎn)用電孤網(wǎng)運行中，線路聯(lián)絡(luò)重新并網(wǎng)，不影響發(fā)電和生產(chǎn)，避免了各級發(fā)配電需先解列才能線路送電的情況，極大的降低了并網(wǎng)時對生產(chǎn)的影響。

（2）頻率電壓緊急控制裝置，小網(wǎng)運行主要功能。

①當小網(wǎng)系統(tǒng)由于有功或無功缺額引起頻率下降時，自動根據(jù)頻率或電壓降低值切除硅錳爐和部分用戶不重要負荷，使系統(tǒng)的發(fā)電與負荷重新平衡，使電網(wǎng)的電壓恢復正常，防止頻率、電壓崩潰事故。

②多臺發(fā)電機形成小電網(wǎng)，由于有功功率過剩引起頻率上升時，根據(jù)頻率升高值自動切除電廠的每臺機組，使系統(tǒng)的電源與負荷重新平衡。

③針對電力系統(tǒng)可能出現(xiàn)的工頻過電壓或諧振過電壓，自動根據(jù)電壓升高值解列或切機，使系統(tǒng)的電源與負荷重新平衡。

④低電壓減載的整定時間不需要與保護動作時間相配合，保證系統(tǒng)低電壓時快速動作，短路故障時可靠不動作。

（3）過載聯(lián)切裝置，變壓器過載切除部分負荷，主要功能。

由于降壓變壓器和發(fā)電機共同帶廠用10 kV負荷，因此某一臺發(fā)電機內(nèi)部故障退出，將負荷全部轉(zhuǎn)移至降壓變壓器上，此時，降壓變壓器可能會出現(xiàn)嚴重過負荷，加裝過載聯(lián)切裝置，可以根據(jù)過載情況，分輪次切除負荷，直至降壓變壓器過載情況解除。分輪次切除先切除不重要負荷出線，再切除一般重要負荷，以實現(xiàn)負荷線選切合理化。

（4）重要配電室工作電源和保安電源安裝快切裝置。

廠用電源系統(tǒng)的正常切換和非正常切換具備完善的正常切換、非正常切換及事故切換功能，可保障廠用電源系統(tǒng)的正常運行。

當工作分支側(cè)發(fā)生故障時，必須跳開工作分支開關(guān)，合上備用分支開關(guān)；在工作分支被跳開，備用分支還未合上的過程中，廠用母線將失去電源。作為廠用母線主要負荷的異步電動機，此時將進入“異步發(fā)電機”的工況，機端電壓并不會完全消失，而廠用母線電壓為各異步電動機機端電壓的合成，一般稱為殘壓。在備用分支合上之前，殘壓的頻率和幅值都在衰減。如果后備電源在工作母線殘壓下降到60%電壓之前投入，這樣電動機電源接觸器也不再會有因后備電源投入過慢而出現(xiàn)所謂“晃電”的問題，電動機就不會自動跳閘，保證生產(chǎn)過程的連續(xù)性。

低壓減載，事故切換或者非正常切換情況下，廠用母線電壓的短時降低將引起電動機的轉(zhuǎn)速下降，為了保證重要電動機可以成功自起動，裝置提供兩段獨立的低壓減載出口，當切換成功后，起動低壓減載保護，帶時限動作于跳開不要求自起動的電動機。

參考文獻

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