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企业电力主网架存在问题的实例
来源: | 发布时间:2017-10-24 11:09:16 | 浏览次数:
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企业没有形成统一的一张电网,被分割成若干个独立系统

某企业滚动发展,用电负荷逐次增加,近期到达35MW,而企业电网却采取积木式搭建,内部没有形成统一电网,采取多条110kV线路独立供电,缺乏相互支援,运行可靠性低;

挂网运行主变压器数量多、容量大,运行经济性差。采用110kV电压等级接入系统,接入电压等级低,与装置规模和生产规模不符;

外线路为110kV架空线路,相对于220kV线路,抗雷击、抗台风、防异物搭接、抗扰动能力弱;

供电局管辖的变电站大部分相邻线路未装设快速保护,部分线路T接,线路故障切除时间长,系统抗电压扰动能力弱,易发生机泵停运,装置停车事故

主变台数多,主接线复杂、系统庞大、结构不合理,调度运行清扫检修试验困难工作量大,检修时间长,倒闸操作复杂,检修期间对装置的正常生产影响较大。

某企业电网接线图

某企业电网,350MW用电负荷,还采用十多条110kV外线路,独立的若干个110kV变电系统。

2
企业电网最高电压偏低   仅能维持脆弱的电量平衡

企业电网接入系统薄弱。某企业用电负荷达到200MW,内部有3台发电机,2*60MW+100MW=220MW。供需可以维持平衡,但是同外电网连接还是采用110kV电压等级,三路电源均引自电网公司同一变电站的110kV母线(分裂运行),三路外电源2开1备。实质为双回线单电源弱连接配置,安全可靠性和系统整体抗扰动能力差;

受电网公司110kV运行方式所限,110kV上下级都采取分列运行,机组接入系统的联络回路由多个单元件串联,任何一个元件的故障都会导致企业内部电网同外电网解列形成孤网,运行风险大,重复事故的概率高;

由于110kV系统全部分列运行,其110kV两段负荷之间缺乏电源支撑,系统运行在极其脆弱的简单平衡状态,不满足金安全用电N-1的基本要求。也缺乏三道防线配置,发电机组稳定性差,容易造成失步;

实际运行中,多次因外电源出现孤网,导致全系统崩溃,企业损失严重。

3
不满足N-1基本要求

 主变容量和配置数量不合理,运行方式又比较特殊要求,自备热电站发电容量和实际运行出力有时相差很大,工况变化也很大,在有些场合风险因素叠加,不能满足N-1基本要求;

因生产装置不断扩能改造,用电负荷不断增加,多数企业的电力系统因投入不足,不能进行系统化改造,对原系统进行再三挖潜,导致部分电源联络线、变压器等变配电设备过负荷、超限额运行,部分企业被迫采取两台变压器并列运行的方式启动大功率设备。系统裕量小会使电力系统的动态稳定性、抗扰动能力变差,是诱发系统电气事故的重要因素之一;

总降N-2 要求    涉及内部发电机出力计算等具体问题。

4
发电机接入系统不合理(发供合一母线)

①发电机组接入系统存在隐患。企业小于60MW的自备发电机组,普遍采用经6(10)kV发、供合一母线与系统并网运行。

该方式导致母线电流、系统额定电流、短路电流、接地电容电流、振动大、发热严重,动稳定和热稳定要求极高,接线复杂,发、供电环节风险高度集中,易发生系统停电事故;

②有些企业,出于节约投资考虑,在发电机组出口没有配置出口断路器,靠变高侧断路器并网,导致每次开停机都要切换厂用电,操作频繁,风险较大(此接线方式适合于大型机组)。

5
电压层级设置不合理(无110kV或无35kV)

①无110kV电压等级

有的企业有220kV总降,而没有设置110 kV电压等级。导致:

一是较大容量的发电机组(如50MW)只能接入35kV配电系统,使原本简洁明了的35kV配电系统接线复杂化,运行安排、负荷平衡、保护配合困难;

二是大电动机接入和启动困难,如有容量达到20MW的电动机,这时只能接入35 kV系统,导致启动困难,压降低,易对35 kV系统形成冲击和引起35 kV系统电压波动。

三是,企业有220kV时,一般总负荷量比较大,,没有用110 kV系统将负荷分区,增加了220kV回路数投资增加,也会导致单套35kV系统过于庞大,引起额定电流短路电流电容电流偏大。

②无35kV电压等级 

有的企业无35kV电压等级,导致:

一是较小容量的发电机组(如25MW及以下)只能接入6kV配电系统(一般不接入110kV系统,不经济),使原本简洁明了的6kV配电系统接线复杂化,运行安排、负荷平衡、保护配合困难;

二是较大电动机接入和启动困难,如有容量达到8MW的电动机,这时只能接入6kV系统,导致启动困难,压降低,易对6 kV系统形成冲击,或配置软启动器,增加成本和故障率,导致问题复杂。

三是,没有用35 kV系统将负荷分区,增加了110kV回路数,增加投资,也会导致单套6kV系统过于庞大,引起额定电流短路电流电容电流偏大。

6
单套配电系统容量过于庞大

为了减少投资,压缩110kV回路数,使得单套110/6kV配电系统容量尽可能大,降压变压器容量达到40MVA,甚至到50MVA,导致额定电流  短路电流   接地电容电流比较大  。

为了限制6kV系统的额定电流  短路电流   接地电容电流比较大  ,被迫采用以下2个方案:

  ①方案一  分裂变压器(或分裂电抗器),运行负荷不平衡

  ②方案二   限流电抗器   发热,不节能,压降大

7
大电机接入系统不合理

由于系统配置和主网结构所限,安排大电机接入系统非常困难,出现一些非常不合理的接入方式。

例如:用6kV电压等级接入12MW以上的大型电动机,或35kV电压等级接入20MW以上的大型电动机,造成启动困难,电压波动大,每次启动都要调整运行方式,还有配备复杂的一套软启动,甚至花费巨资用变频软启动设备。

而企业单纯为了解决启动大电机进行电网改造,也要花费大量投资,使企业陷入两难境地。

8
站际之间用较多较长的链式结构进行连接

出于投资原因,安排电源和负荷就近接入,使用较多链式连接,风险几率加大,任何一条链接出现问题,会导致供电中断,电网可靠性降低,存在严重风险。

9
主接线设置不合理

 ①使用 GIS时,其主接线采用纯粹的双母线,不利于扩展和检修试验考虑。

②避雷器设置在GIS里面,不利于检修试验。

③自备电站的厂用电(工作和备用)设置没有以锅炉为准,导致厂用电薄弱,影响汽电正常供应,特别不利于事故状态下孤网的稳定。

④为了节省投资,使用桥型接线,不灵活。

10
外电源配置薄弱,非正真双电源,缺少黑启动电源

①110kV装置变电站电源联络线侧T接变压器等设备,继电保护配合困难等主接线不规范。

②双回线单电源配置问题。好多数企业110kV及以上变电站的两回电源联络线均引自系统的一个电源点。且单塔双回架设,不能满足N-1的要求,风险较大。

③大型企业,没有配备黑启动电源,存在安全风险。

11
更多实例

①发电机励磁方式选择和配合(直流励磁机、静止励磁、无刷励磁)。

②中压系统(35kV 、 10kV 、 6kV)中性点接地方式

③电气一次接线盒二次设置关系,如同期问题、 快速保护、 快速切换装置、 系统频率保护配合(低周低压方向解列、高频切机、低周减载、稳控等)。

④无功平衡和电压稳定。


 
 
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