談某企業焦化區域供電方案

郝賓

摘 要：該文簡述了某企業鋼鐵區域和焦化區域相距37 km，兩個區域有1回110 kV線路連接，焦化區域建設了110 kV/10 kV變電站，供廠內硅錳合金爐生產用電，該區域充分回收利用剩余焦爐煤氣和干熄焦蒸汽進行發電，不僅解決了焦化區域的生產用電，而且還外供鋼鐵區域60 MW負荷，但供電可靠性低，多次發生事故并造成焦化區域大面積停電、停產，給企業生產經營造成了很大的不利。電力廠技術人員分析了企業供發電組成及供電可靠性低的原因，通過供電網絡結構調整，發供電集中到變電站，110 kV總連線安裝同期裝置，變壓器安裝過載聯切、低頻低周減載，實現了小網安全穩定運行。

關鍵詞：負荷 穩定 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

隨著能源型企業向節約型企業發展，充分回收利用剩余煤氣和附帶產生的蒸汽進行發電，發電量已占到企業用電量的60%，使大多數企業網供變電容量不能單獨滿足企業生產用電需要，變電故障時，充分利用小電網系統供電方式，建設安全穩定型電網對企業的持續生產有重要意義。

1 改造前企業供電網絡結構概況

焦化區域供電分2個系統，1個系統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發電機分別并網于1#中央變電所兩段，1#、2#中央變電所用電負荷共25 MW，正好與發電機發電量平衡，2回供電線路負荷基本為零。另有LNG變電所負荷是10 MW，因沒有投產運行現在負荷是零。

與鋼鐵區域110 kV線路相連的為1個系統，1#變電站容量2×31.5 MVA，10 kV直接出線，分別連接2臺25 MW發電機母線段。發電機母線段出線有硅錳爐配電室負荷40 MW；2#發電升壓站有2×40 MW發電機用2×63 MVA升壓變壓器和1臺40 MVA降壓變帶發電廠用和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，發電機退出時，不能獨立帶2個變電所的負荷，數次出現發電機退出，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定為0.3 s，出線進1#變電所又傳至2#變電所，還有發電并網，不能形成時限級差，經常發生越級使進線跳閘，整段母線停電，嚴重影響生產的情況，事故影響范圍大。

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

（4）110 kV連接線路長，穿越雷區，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，影響焦化區域大面積停電、停產。

（5）發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，給生產經營造成了嚴重的損失，也引起了企業管理者的高度重視，怎樣能減小事故對生產的影響，建設安全穩定型電網，經過技術人員研究采取了有效措施。

3 制定區域供電結構方案

（1）1#升壓站建設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。發電出線有1#、2#發電機、3#、4#發電機有發電量70 MW，硅錳合金配電室是不重要負荷為40 MW。發電正常時硅錳生產需變電量18 MW，硅錳不生產需上傳22 MW。

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

4 建設安全穩定型電網

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

（2）頻率電壓緊急控制裝置，小網運行主要功能。

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

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

③針對電力系統可能出現的工頻過電壓或諧振過電壓，自動根據電壓升高值解列或切機，使系統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，保證系統低電壓時快速動作，短路故障時可靠不動作。

（3）過載聯切裝置，變壓器過載切除部分負荷，主要功能。

由于降壓變壓器和發電機共同帶廠用10 kV負荷，因此某一臺發電機內部故障退出，將負荷全部轉移至降壓變壓器上，此時，降壓變壓器可能會出現嚴重過負荷，加裝過載聯切裝置，可以根據過載情況，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的正常運行。

當工作分支側發生故障時，必須跳開工作分支開關，合上備用分支開關；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所謂“晃電”的問題，電動機就不會自動跳閘，保證生產過程的連續性。

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

[1] CSS-100BE數字式安全穩定控制裝置說明書.北京四方繼保自動化有限公司，2009.

[2] CSS-100FV數字式安全穩定控制裝置說明書.北京四方繼保自動化有限公司，2008.

[3] CSC-821數字式廠用電源快速切換裝置說明書.北京四方繼保自動化有限公司，2010.endprint