金中直流交流配套工程過渡方案研究

方 豪

(云南省電力設計院，云南 昆明 650051)

1 金沙江中游直流接入系統方案

換流站交流接入系統方案如圖1所示:

圖1 金沙江中游電站接入系統方案示意圖

按照投產進度，2013年汛前，阿海電站投產完畢，容量5×400MW，梨園電站投產2臺機組，容量2×600MW，即換流站建成前已投運的機組總裝機容量達3200MW。

從投產的裝機容量看，換流站投產前需要3回500kV交流線路才能滿足送出要求，考慮過渡時期的送電方案為:梨園電站以一回線接入阿海電站，阿海電站再以2回500kV交流線路接入太安開關站。

根據線路踏勘情況，擬定兩類方案，第一類方案為:阿海至太安開關站雙回線路初期經過換流站站址，2013年換流站投產時，換流站雙“π”阿海～太安開關站線路，其中阿海電站～太安開關站單回線路的長度為原兩段線路長度之和，即94+69=163km。方案見圖2。

圖2 第一類過渡方案

第二類方案為:兩段線路初期都不經過換流站站址，在距離較近的地方搭接，換流站建成后再延伸至換流站，形成最終的如圖1的電網結構，該方案阿海電站～太安開關站的線路長度為110km。方案見圖3。

圖3 第二類過渡方案

2 過渡方案比較

2.1 無功平衡

第一類過渡方案下，太安開關站近區感性無功平衡情況見表1。

表1 第一類方案太安開關站近區感性無功平衡計算結果

如表1所示，換流站建成前，太安開關站近區4段線路總的充電功率為685Mvar。如果兼顧換流站近區終期無功配置，為滿足感性無功平衡，采取初期在阿海電站裝設210Mvar母線高抗，太安開關站裝設150Mvar母線高抗后，近區總的感性無功配置達到705Mvar，感性無功補償度約103%，感性無功平衡滿足要求。

考慮到第一類過渡方案線路長度在150km以上，初期無功配置尚需結合工頻過電壓和潛供電流的計算結果來確定。

第二類過渡方案下，太安開關站近區感性無功平衡情況太安～阿海電站線路長度為110km，太安開關站近區4段線路總的充電功率為566Mvar。在阿海電站裝設210Mvar母線高抗，近區總的感性無功配置達到568Mvar，感性無功補償度約100%，滿足系統運行要求，而且換流站投產前不必建成太安開關站母線高抗。

2.2 工頻過電壓及潛供電流

計算工頻過電壓是為了確定是否需要裝設線路高抗。根據《規程》的規定:工頻過電壓計算應以正常運行方式為基礎，加上一重非正常運行方式及一重故障形式。故障形式可取線路一側A相接地短路、故障側開關三相斷開和無故障三相跳開兩種。330～500kV網絡的過電壓水平:線路斷路器的變電所側及線路側應分別不超過網絡最高相電壓 (有效值，kV)的1.3倍和1.4倍。氧化鋅避雷器可達到1.5倍。

在阿海～太安開關站線路都不安裝線路高抗時，2012年汛后枯小方式下，第一類和第二類方案下，阿海～太安開關站線路的工頻過電壓計算結果。可以看出，阿海電站母線側過電壓倍數接近1.3，太安開關站線路側過電壓倍數接近1.4。

阿海電站母線側過電倍數1.235，太安開關站線路側過電壓倍數為1.264，滿足要求。

潛供電流計算的目的是校驗500kV線路潛供電流是否滿足單相快速重合閘要求，從而為各交流線路是否需要安裝高壓并聯電抗器以及中性點小電抗提供依據。500kV線路要實現單相快速重合閘，潛供電流一般要求在18A以下。

在阿海～太安開關站線路未安裝線路高抗和中性點小電抗情況下，潛供電流。

計算結果表明，第一類方案，阿海～太安開關站線路潛供電流最大為23.27A，為保證單相快速重合閘的成功，需裝設線路高抗和中性點小電抗;第二類方案，阿海～太安開關站線路潛供電流最大為13.9A，不必裝設線路高抗和中性點小電抗。

2.3 穩定極限比較

如果2013年汛期金中直流單級不投產，在2013年豐大方式下，第二類方案的送出極限比第一類高出300MW。

2.4 損耗比較

根據電站機組投產時序，從2012年4月阿海第一臺機組投產開始，計算至2013年10月金中直流單級投產，第一類方案的線路電量損耗比第二類方案高1304萬kWh。

2.5 投資比較

兩類方案的總投資相同，約為7.45億元，但第一類方案初期架設一次完成，第二類初期可緩建57km雙回線路，減少投資2.5億元，地形、森林等條件均優于第一類方案，施工、運行方便。

3 結論

1)由于梨園、阿海電站在換流站建成前已開始發電，因此需要考慮在金沙江中游電站500kV交流配套工程中結合終期方案考慮過渡方案。

2)建議阿海電站在換流站建成前以雙回500kV線路接入太安開關站。

3)第一類方案太安～阿海電站線路長度為163km，線路工頻過電壓水平和潛供電流不能滿足要求，兩回線均需裝設1組150Mvar線路高抗，并加裝中性點小電抗。太安側線路高抗在換流站建成后可移作本站母線高抗用，阿海側線路高抗需要退出運行，與終期無功配置銜接性較差。

4)第二類方案太安～阿海電站線路長度為110km，線路工頻過電壓水平和潛供電流能夠滿足要求，不需要裝設線路高抗。初期只需要在阿海電站裝設210Mvar母線高抗，不必建成太安開關站母線高抗，與終期無功配置銜接較好。

5)第二類方案的穩定極限比第一類方案高300MW左右，年電量損耗低1304萬kWh。兩類方案總投資相同，但第一類方案初期架設一次完成，第二類初期可緩建57km雙回線路，減少投資2.5億元。推薦采用第二類方案。

［1］云南省電力設計院.金沙江中游電站500kV交流配套工程可行性研究 ［Z］.2010年，53－S8451K.