某電力用戶供電可靠性解決方案

李 雪

（南京供電公司 調度控制中心，南京 210000）

某電力用戶供電可靠性解決方案

李 雪

（南京供電公司 調度控制中心，南京 210000）

以南京鋼鐵集團為例，針對重要電力客戶在故障方式下的供電可靠性，對運行實踐中出現的問題進行分析，提出提高供電可靠性的2種方案并進行方案比較，確定該案例中，220 kV降壓變合環運行方案優于加裝電源快速切換裝置方案。

重要電力用戶；可靠性；單電源環網

隨著社會經濟的發展，重要電力用戶日益增多，對供電可靠性的要求越來越高。重要電力用戶在中斷電源后可能會造成人身傷亡、環境嚴重污染、重要設備損壞、連續生產過程長期不能恢復等嚴重后果。地區電網管轄的220 kV及110 kV雙電源用戶多為同桿架設線路，且保護配置水平比較簡單，在線路發生永久故障時，會造成一路電源失電，故必須保障重要電力用戶的用電可靠性。

南京鋼鐵集團（以下簡稱“南鋼集團”）作為南京供電公司的VIP客戶，內部現有2座220 kV變電站、1座110 kV變電站及1座自備電廠。2010年3月份南鋼集團一條220 kV專線故障后，造成南鋼集團內部4臺220 kV主變失電，2臺發電機解列，直接威脅到廠內的安全生產，造成比較嚴重的經濟損失。如何提高重要電力用戶的供電可靠性值得思考。

1 南鋼220 kV系統正常運行方式

目前南鋼集團三總降及五總降接入系統如圖1所示。

1.1 南鋼集團三總降及五總降正常運行方式

1.1.1 三總降正常運行方式

220 kV為雙母線，有專用母聯2610開關；母線上接有220 kV共5臺主變，其中2號主變是雙圈的，容量120 MVA；3號、4號主變是三圈的，容量50 MVA；5號、6號主變是雙圈的，容量50 MVA。正常方式母線電源接排是：三盤4617、三總4999開關接正母線，三盤4618開關接副母線，母聯2610開關熱備用(改非自動)。南鋼集團三總降另有1號主變，是線變組接線，容量是90 MVA雙圈，電源是汊鋼4994線路。

圖1 南鋼集團三總降及五總降接入系統方式圖

1.1.2 五總降正常運行方式

220 kV為雙母線，有專用母聯開關2610；220 kV的1號、2號主變均是雙圈變，容量40 MVA；3號、4號主變是三圈變，容量75 MV；5號、6號主變是三圈變，容量120 MVA。正常方式母線電源接排是：總三4999開關接正母線，總汊4990開關接副母線母聯2610開關熱備用。

南鋼集團發電廠3臺50 MW發電機正常經五總降3號、4號、5號變壓器并總三線、總汊線并網。

南鋼集團220 kV運行方式如圖2所示。

1.2 三總降及五總降繼電保護配置

盤三1號線4617、盤三2號線4618、三總線4999及汊總線4990分別配置了PSL-603和PSL631A保護裝置，三總降及五總降220 kV母線配置了WMZ-41A保護裝置。

圖2 南鋼集團220 kV運行方式圖

1.3 安全自動裝置

并網通道110 kV總發1號線721、總發2號線722、總發3號線723開關裝設低頻、低壓解列及振蕩解列裝置，當發電機運行時應正常啟用。根據穩定計算要求，聯絡通道穩定切除故障時間為0.12 s。

2 事故簡介及處理過程

2010年3月6日15：07盤城變220 kV盤三4617開關603號光纖差動保護動作、距離零序保護動作跳閘，重合不成，A相接地，故障測距2.63 km。南鋼集團三總降220 kV三盤4617開關603號光纖差動保護動作跳閘，A相接地，故障測距3.4 km，重合閘停用。事故造成南鋼集團三總降、五總降220 kV正母線失電，三總降220 kV的3號主變、5號主變，五總降220 kV的3號主變、5號主變失電，1號、3號發電機解列。

由于鋼廠的特殊性，突然失電會造成嚴重后果。當事故發生以后，南鋼集團調度部門根據《南京南鋼產業發展有限公司高壓雙電源客戶電力調度及發電機并網協議》及公司內部220 kV系統事故處理預案，將突然失電的進線開關及其閘刀拉開后進行內部倒電操作。

當值調度員根據盤三4617線兩側開關保護動作情況判斷為線路故障，在南鋼集團內部設備檢查正常后，安排合三總降變220 kV母聯2610開關恢復對三總降及五總降220 kV正母線送電，并許可五總降1號、3號發電機并網。當天18：01，盤三4617線路查線9—10號桿間線路有放電痕跡（疑有金屬飄帶纏繞導線，又遇雨），但不影響運行，線路可以送電。18：10線路送電正常。19：11南鋼集團三總降220 kV方式恢復正常，累計損失電量60 000 kWh。

3 事故引發思考及解決方案

南鋼集團作為重要電力客戶，突然失電將會威脅到企業的安全生產，帶來巨大的經濟損失。從本次事故可以看出，雖然三總降有2路220 kV電源，但由于220 kV母線分排運行，失去一路電源三總降將損失一半的負荷，而五總降220 kV母線也是分排運行，2路220 kV電源一路來自汊河變，一路來自三總降。一旦失去一路電源，五總降也將損失一半的負荷。如何在電網事故的情況下，保障南鋼集團供電不間斷，提高南鋼集團的供電可靠性是一個值得思考的問題。

3.1 方案1：在南鋼三總降及五總降加裝電源快速切換裝置

在目前三總降及五總降220 kV分排運行方式下，可以考慮在三總降及五總降加裝電源快速切換裝置（備用電源切換回路），即可迅速恢復供電，避免造成較大經濟損失。一旦進線電源消失，快速切換裝置應迅速啟動，跳開進線開關后啟用備用電源，恢復對失電母線供電。

目前三總降兩路電源均來自盤城變，220 kV無其它備用電源。在母聯2610開關安裝備自投裝置可以實現電源的快速切換。但是由于五總降1號、3號發電機通過盤三4617線并網，在盤三4617線突然跳閘后，五總降1號、3號發電機與三總降及五總降220 kV正母線短時形成小系統。220 kV失電母線仍有電壓，備自投因檢無壓啟動條件不滿足而無法投入，需一直等到發電機失穩解列后方可投入，延長了備自投的啟動時間，應當可靠并快速地切除母線上并網小發電。一旦進線線路發生故障，線路兩側開關跳閘的同時，聯跳發電機接入開關[1]。備自投檢無壓啟動，從而加快備用自動投切的速度。

3.2 方案2：南鋼三總降及五總降220 kV合環運行

國家電力監管委員會按照電力負荷特性及對供電可靠性的要求，提出了重要電力用戶的分級標準，同時規定了重要電力用戶的供電電源配置標準。對其中的特級重要電力用戶，明確要求必須具備2路電源供電條件，其中一路電源作為備用電源，要求在其他供電回路故障的情況下能迅速投入運行[2]。

江蘇省電力公司針對江蘇電網220 kV單電源環網及220 kV降壓變運行方式，制定了《關于江蘇電網220 kV單電源環網及220 kV降壓變運行方式的指導意見》，指導電網規劃、建設、改造、運行。

220 kV單電源環網指環網內的第一級電源線路出自同一變電站母線，環內其他節點無電源支撐（或僅有小電源）,一般可分為雙線并供終端變(一級或多級)局部電網、單電源小環網局部電網（三角環或多角環）。上述指導意見第3條規定了220 kV單電源環網合環運行的條件。

3.2.1 單電源一級雙線并供合環運行

（1）單電源雙線均配置2套光纖分相電流差動保護的，可采用雙線合環運行方式。

（2）饋供變電站110千伏側有發電廠并網，且發電廠開機容量滿足繼電保護配置與整定要求的，可采用雙線合環運行方式。

（3）既不不滿足條件（1）也不滿足條件（2）的單電源雙線解環運行。

3.2.2 單電源多級雙線并供合環運行

（1）雙線配置2套光纖分相電流差動保護的，則在上一級雙線合環運行的前提下，下一級雙線也可合環運行。反之，則解環運行。

（2）二級供電線路的第二級變電站，其110 kV側接有電廠，且開機容量滿足繼電保護配置與整定滿足要求的，則第一、二級變電站和供電線路均按聯絡線原則運行。

（3）對于多級（大于二級）供電接線，其運行方式的確定可參照（1）、（2）款原則執行。

3.2.3 單電源小環網

單電源小環網滿足繼電保護配置與整定要求的，原則上采用合環運行方式，環網內任一變電站220 kV母線均合環運行。

根據《關于江蘇電網220 kV單電源環網及220 kV降壓變運行方式的指導意見》，可以對南鋼集團目前220 kV電網運行方式進行改進。南鋼集團三總降及五總降接入系統最終方案如圖3所示。通過線路改造，將汊鋼4994線接入南鋼五總降，三總降、五總降220 kV母線合環運行，三總降至五總降之間總三4999線路充電備用。

圖3 南鋼集團三總降及五總降接入系統最終方案

3.3 2種方案比較

方案1的不足之處就是一旦三總降進線發生故障，內部立即切除并網自發電，對其影響較大。另外如果此時用戶內部也有故障，備自投動作后會造成另一路進線跳閘，造成三總降全停，后果更加嚴重。因此，可以考慮在鋼廠內部重要負荷的110 kV、6 kV安裝快切裝置。

從提高供電可靠性和企業內部發電機組并網通道安全性的角度考慮，方案2優于方案1。通過三總降、五總降220 kV母線合環運行，任一路進線電源故障不會對其產生太大影響。根據改造方案，完成了盤三雙線及三總線保護加裝工作，增加了一套PRS-753A光纖分相電流差動保護，實現了三總降母線合環運行方式，如圖4所示。三總降及五總降接入系統最終方案預計在2013年前完成。

圖4 南鋼集團三總降及五總降接入系統過渡方案

4 結束語

本文通過南鋼集團一條220 kV專線故障分析，介紹了通過加裝電源快速切換裝置和改進南鋼集團220 kV電網運行方式的2種方案，以提高重要電力用戶的供電可靠性。通過2種方案的比較，將方案2應用于生產實際。

：

［1］胡煒，王露.重要電力用戶備用電源自投方案設計[J]．中國電力教育,2010(A01)：278-279.

［2］孫鳴，許航.含分布式電源接入的變電站備自投應用問題[J]．電力自動化設備,2010,30(4)：144-146.

Solutions to power supply reliability about electric power user

LI Xue
（Nanjing Electric Power Supply Company，Nanjing 210000,China）

Taking Nanjing iron and steel group as example,in light of the power supply reliability of important electricity cus?tomers in the failure mode,the paper analyzes the problems existed in the practice,provides two kinds of programs to improve power supply reliability and makes comparison for the programs to deter?mine that the 220 kV lower?voltage transformer closing loop opera?tion scheme is superior to the installation of the quick power switch device program.

important power customers；reliability；single ring network

TM727.3

C

1009-1831（2012）02-0057-03

2011-10-11

李雪（1979），女，江蘇淮安人，工程師，南京供電公司電力調度中心調度員。

（

徐文紅）