煉油廠供電系統(tǒng)抗晃電分析及改造

劉聲忠

摘 要：110kV永坪變的35kV側(cè)外供線路多次遭受雷擊，導(dǎo)致線路發(fā)生接地或短路故障，造成永坪煉油廠多次停電或晃電事故。針對停晃電事故，首先對2003—2012年以來全廠發(fā)生的停晃電事故進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，10年內(nèi)共發(fā)生停電晃電：29次（其中受電網(wǎng)停電影響4次，占總次數(shù)的13.8%。受雷擊影響停晃電25次，占總次數(shù)的86.2%）。通過故障錄波及分析得出：造成停晃電的主要原因是外供線路遭受雷擊。為解決這一問題，提出了3種解決方案，通過方案分析比較，采用將永坪變的外供線路負(fù)荷甩開，增加1臺(tái)主變帶外供負(fù)荷，將現(xiàn)有2臺(tái)主變作為我廠專用變方案。方案實(shí)施后，供電系統(tǒng)運(yùn)行效果良好。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，從2013年12月20日—2014年12月31日，永坪區(qū)周邊遭受12次雷擊，煉油廠停電晃電事故降為0次。

關(guān)鍵詞：供電系統(tǒng) 抗晃電 分析 改造

中圖分類號(hào)：TQ083.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）05（b）-0041-02

因110kV永坪變35kV外供線路多次遭受雷擊，造成主變10kV側(cè)電壓下降，導(dǎo)致永坪煉油廠發(fā)生多次停電或晃電事故。煉油廠生產(chǎn)裝置因停電或晃電切料或停車，這一問題嚴(yán)重影響永坪煉油廠的正常生產(chǎn)和裝置平穩(wěn)運(yùn)行。

永坪煉油廠供電系統(tǒng)電源取自延安電網(wǎng)110kV永坪變，110kV永坪變原有50MVA容量主變2臺(tái)，110kV永坪變除擔(dān)負(fù)著永坪煉油廠生產(chǎn)供電外，還擔(dān)負(fù)3路35kV外供電的任務(wù)。

110kV永坪變外供線路故障頻繁，自2003—2011年累計(jì)影響我廠正常生產(chǎn)26次（其中受雷擊影響23次，系統(tǒng)故障3次），僅2011年發(fā)生雷暴日天氣11次，受雷擊影響8次。2012年發(fā)生雷暴日天氣5次，受雷擊影響3次。2011年8月19日因110kV永坪變上一級(jí)變電站（330kV朱家變）故障，造成我廠全廠停電事故，2012年6月24日因雷擊永豐線路故障，造成我廠晃電，部分機(jī)泵停機(jī)。隨后又因110kV永坪變停電引起永坪煉油廠全廠停電。2012年6月26日因雷擊永豐線路，造成我廠晃電，72臺(tái)機(jī)泵停機(jī)。以上停電事故嚴(yán)重影響了煉油廠的生產(chǎn)。

1 原供電系統(tǒng)概況

永坪煉油廠原供電系統(tǒng)概況。

永坪煉油廠原有35kV總變電站1個(gè)，該站有五路電源進(jìn)線，電源均取自延安電網(wǎng)110kV永坪變，110kV永坪變裝設(shè)兩臺(tái)主變，容量均為50MVA。永坪變110kV進(jìn)線分別為雙回（朱）家—永（坪）Ⅰ、Ⅱ線和110kV永（坪）—子（長）線，正常情況下由110kV（朱）家—永（坪）Ⅰ、Ⅱ兩回線供電，110kV永（坪）—子（長）線備用。原供電系統(tǒng)一次接線圖如圖1。

2 供電系統(tǒng)抗晃電方案分析

提出方案如下。

（1）方案一。

將現(xiàn)有永坪變電氣主接線改造為單母線三分段接線方式。

（2）方案二。

維持現(xiàn)有110KV雙回路單電源方式，將站內(nèi)110kV母線間隔做適當(dāng)調(diào)整，在原1#主變的西側(cè)增加1臺(tái)3#主變（31.5MVA）。該主變接入110kV的 I段母線。同時(shí)將現(xiàn)有35kV負(fù)荷全部接入3#主變。

（3）方案三。

永坪變家永雙回輸電線路、永子T接線同現(xiàn)有2臺(tái)主變維持單母線分段接線，建設(shè)永子T接II線線和3#主變組成線變組接線方式。同時(shí)將現(xiàn)有35kV負(fù)荷全部接入3#主變。

方案分析如下。

方案一分析：從接線形式看，該方案最為理想，但需增加三分段出線間隔、3#主變進(jìn)線間隔、III母壓互間隔、III母流互間隔，因現(xiàn)場條件不足，該方案無法實(shí)施。

方案二與方案三：從供電可靠性比較，方案二與方案三相差不大，兩方案均能保證供電的可靠性。從抗晃電角度分析：方案三將110kV主變10kV負(fù)荷與35kV負(fù)荷電氣隔離，通過相關(guān)單位仿真計(jì)算，在外供35kV線路發(fā)生三相短路時(shí)，10kV母線電壓跌落至0.94Ue以上。方案二在外供35kV線路發(fā)生三相短路時(shí)，10kV母線電壓跌落至0.85Ue以上，方案三略優(yōu)于方案二。從實(shí)施難度和實(shí)施周期來看：方案二只需將110kV的I段母線停運(yùn)后，搬遷I母壓互至I母備用間隔，再安裝3#主變110kV進(jìn)線間隔即可，可做到系統(tǒng)不停電，實(shí)施難度小。方案三在將I段母線停運(yùn)后，還要拆除部分母線，再將原有永子T間隔倒入3#主變進(jìn)線間隔，組成線變組接線。最后安裝3#主變110KV側(cè)進(jìn)線間隔設(shè)備，需要系統(tǒng)停電，且施工周期長。

3 方案確定

經(jīng)組織有關(guān)專家對110kV永坪變10kV的停晃電問題進(jìn)行了專題研究，建議采用方案二。并提出增加2套容量6000kvar的SVG（動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置），當(dāng)發(fā)生雷擊或短路故障時(shí)，SVG對永坪變10kV能起到一定電壓支撐作用，改善10kV母線的無功狀態(tài)，減少暫態(tài)故障時(shí)10kV母線的工頻電壓波動(dòng)，經(jīng)多方論證最終確定采用方案二。

4 改造內(nèi)容

（1）新增110kV3#主變1臺(tái)，容量31500kVA。

（2）新增3#主變進(jìn)線間隔1個(gè)，將原I母壓互移至1#主變間隔東側(cè)。

（3）在35kV母線新增1個(gè)主變進(jìn)線間隔。

（4）在室內(nèi)10kV配電裝置增加2個(gè)出線間隔。

（5）增加1個(gè)10kV III段母線（含進(jìn)線柜、PT柜、電容饋線柜）。

（6）新增2套容量6000kvar的SVG（動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置）；原有電容補(bǔ)償裝置拆除1套，移位1套。

5 改造后供電系統(tǒng)概況

改造后，110kV永坪變共有3臺(tái)110kV主變，110kV母線采用單母線分段接線，家永I線接入I段母線，家永II線接入I段母線，永子T線作為保安電源接入II段母線。新上的3#主變110kV進(jìn)線接入I段母線，35kV負(fù)荷均接入3#主變35kV側(cè)。永坪煉油廠的10kV負(fù)荷均引自1#、2#主變的10kV。一次接線圖如圖2。

6 改造后供電系統(tǒng)運(yùn)行效果

供電系統(tǒng)抗晃電改造實(shí)施后，優(yōu)化了原有供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，110kV永坪變35kV負(fù)荷接入新增的3#主變，將易受雷擊的35kV外供線路與永坪變1#、2#主變10kV隔離，正常運(yùn)行時(shí)1#、2#主變專帶煉油廠生產(chǎn)用電負(fù)荷。3#主變供35kV外供線路負(fù)荷。

抗晃電改造后，自2013年12月20日投入運(yùn)行，截至2014年12月底永坪及周邊共發(fā)生了12次雷暴日天氣，永坪煉油廠供電系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，未發(fā)生供電系統(tǒng)停電及晃電現(xiàn)象。

7 結(jié)語

永坪煉油廠供電系統(tǒng)抗晃電改造是因供電系統(tǒng)停晃電，其中主要因供電系統(tǒng)遭受雷擊引起煉油廠停電或晃電事故，給我廠帶來很大經(jīng)濟(jì)損失，為解決供電系統(tǒng)停電及晃電這一問題而實(shí)施的。本次改造解決了一下兩個(gè)問題：（1）通過改變供電系統(tǒng)接線方式，增加有效的電氣隔離，優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，解決了系統(tǒng)遭受雷擊引起煉油廠停電或晃電的問題。（2）通過增加1臺(tái)110kV 3#主變，轉(zhuǎn)移原有35kV負(fù)荷，將原1#、2#主變作為永坪煉油廠的2臺(tái)專用變，解決了新建裝置的用電增容問題。

從運(yùn)行效果看，自2014年1月至12月底，永坪區(qū)共計(jì)發(fā)生雷暴日天氣12次，未發(fā)生過一次系統(tǒng)晃電或停電現(xiàn)象。改造實(shí)施后效果明顯，保障了永坪煉油廠裝置的安全平穩(wěn)連續(xù)運(yùn)行，也給永坪煉油廠帶來了非常好的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 何仰贊.溫增銀電力系統(tǒng)分析[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2002.

[2] 張世杰，劉杰.防電壓波動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用[J].河北企業(yè)，2010（11）：87.

[3] 陳春玲.電能質(zhì)量擾動(dòng)分析與監(jiān)測研究[D].沈陽：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009.