谈某企业焦化区域供电方案

郝宾

摘 要：该文简述了某企业钢铁区域和焦化区域相距37 km，两个区域有1回110 kV线路连接，焦化区域建设了110 kV/10 kV变电站，供厂内硅锰合金炉生产用电，该区域充分回收利用剩余焦炉煤气和干熄焦蒸汽进行发电，不仅解决了焦化区域的生产用电，而且还外供钢铁区域60 MW负荷，但供电可靠性低，多次发生事故并造成焦化区域大面积停电、停产，给企业生产经营造成了很大的不利。电力厂技术人员分析了企业供发电组成及供电可靠性低的原因，通过供电网络结构调整，发供电集中到变电站，110 kV总连线安装同期装置，变压器安装过载联切、低频低周减载，实现了小网安全稳定运行。

关键词：负荷 稳定 可靠

中图分类号：TM922 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）12（c）-0094-01

随着能源型企业向节约型企业发展，充分回收利用剩余煤气和附带产生的蒸汽进行发电，发电量已占到企业用电量的60%，使大多数企业网供变电容量不能单独满足企业生产用电需要，变电故障时，充分利用小电网系统供电方式，建设安全稳定型电网对企业的持续生产有重要意义。

1 改造前企业供电网络结构概况

焦化区域供电分2个系统，1个系统是临近的电力局变电站10 kV出线两回，分别接至1#中央变电所的两段，两段分别出线给2#中央变电所两段，2台15 MW发电机分别并网于1#中央变电所两段，1#、2#中央变电所用电负荷共25 MW，正好与发电机发电量平衡，2回供电线路负荷基本为零。另有LNG变电所负荷是10 MW，因没有投产运行现在负荷是零。

与钢铁区域110 kV线路相连的为1个系统，1#变电站容量2×31.5 MVA，10 kV直接出线，分别连接2台25 MW发电机母线段。发电机母线段出线有硅锰炉配电室负荷40 MW；2#发电升压站有2×40 MW发电机用2×63 MVA升压变压器和1台40 MVA降压变带发电厂用和3#中央变电所，升压后连接于1#升压站110 kV母线。3#中央变电所用电负荷为15 MW。

2 焦化区域供电可靠性极低原因分析

（1）10 kV线路载负荷能力有限，发电机退出时，不能独立带2个变电所的负荷，数次出现发电机退出，2个变电所停电的情况。

（2）上级变电所出线保护定值时限设定为0.3 s，出线进1#变电所又传至2#变电所，还有发电并网，不能形成时限级差，经常发生越级使进线跳闸，整段母线停电，严重影响生产的情况，事故影响范围大。

（3）并网于1#变电所的2台发电机厂用电母线带二期两台发电机的厂用电，此系统发生事故不但影响了这两台发电机，还影响了并网于升压站的二期发电停机。

（4）110 kV连接线路长，穿越雷区，并且为单回配置，运行极为不可靠，雷雨天曾多次遭到雷击，线路停电，影响焦化区域大面积停电、停产。

（5）发电机的非正常停机造成进线过载跳闸，母线停电。

综上，供电可靠性低、事故影响范围大，给生产经营造成了严重的损失，也引起了企业管理者的高度重视，怎样能减小事故对生产的影响，建设安全稳定型电网，经过技术人员研究采取了有效措施。

3 制定区域供电结构方案

（1）1#升压站建设10 kV配电室，2台变压器分别带两段母线，负荷出线有1#中央变电所、2#中央变电所、3#中央变电所、LNG变电所均是重要负荷为48 MW。发电出线有1#、2#发电机、3#、4#发电机有发电量70 MW，硅锰合金配电室是不重要负荷为40 MW。发电正常时硅锰生产需变电量18 MW，硅锰不生产需上传22 MW。

（2）结合2回临近电力局变电站的10 kV线路，建设10 kV出线配电室，作为保安电源，出线供1#中央变电所、2#中央变电所及发电厂用电段，以备升压站停电后造成重大事故。

4 建设安全稳定型电网

（1）针对110 kV线路故障，已配备了线路光纤差动保护，升压站进线开关加同期合闸装置，升压站内发电机带生产用电孤网运行中，线路联络重新并网，不影响发电和生产，避免了各级发配电需先解列才能线路送电的情况，极大的降低了并网时对生产的影响。

（2）频率电压紧急控制装置，小网运行主要功能。

①当小网系统由于有功或无功缺额引起频率下降时，自动根据频率或电压降低值切除硅锰炉和部分用户不重要负荷，使系统的发电与负荷重新平衡，使电网的电压恢复正常，防止频率、电压崩溃事故。

②多台发电机形成小电网，由于有功功率过剩引起频率上升时，根据频率升高值自动切除电厂的每台机组，使系统的电源与负荷重新平衡。

③针对电力系统可能出现的工频过电压或谐振过电压，自动根据电压升高值解列或切机，使系统的电源与负荷重新平衡。

④低电压减载的整定时间不需要与保护动作时间相配合，保证系统低电压时快速动作，短路故障时可靠不动作。

（3）过载联切装置，变压器过载切除部分负荷，主要功能。

由于降压变压器和发电机共同带厂用10 kV负荷，因此某一台发电机内部故障退出，将负荷全部转移至降压变压器上，此时，降压变压器可能会出现严重过负荷，加装过载联切装置，可以根据过载情况，分轮次切除负荷，直至降压变压器过载情况解除。分轮次切除先切除不重要负荷出线，再切除一般重要负荷，以实现负荷线选切合理化。

（4）重要配电室工作电源和保安电源安装快切装置。

厂用电源系统的正常切换和非正常切换具备完善的正常切换、非正常切换及事故切换功能，可保障厂用电源系统的正常运行。

当工作分支侧发生故障时，必须跳开工作分支开关，合上备用分支开关；在工作分支被跳开，备用分支还未合上的过程中，厂用母线将失去电源。作为厂用母线主要负荷的异步电动机，此时将进入“异步发电机”的工况，机端电压并不会完全消失，而厂用母线电压为各异步电动机机端电压的合成，一般称为残压。在备用分支合上之前，残压的频率和幅值都在衰减。如果后备电源在工作母线残压下降到60%电压之前投入，这样电动机电源接触器也不再会有因后备电源投入过慢而出现所谓“晃电”的问题，电动机就不会自动跳闸，保证生产过程的连续性。

低压减载，事故切换或者非正常切换情况下，厂用母线电压的短时降低将引起电动机的转速下降，为了保证重要电动机可以成功自起动，装置提供两段独立的低压减载出口，当切换成功后，起动低压减载保护，带时限动作于跳开不要求自起动的电动机。

参考文献

[1] CSS-100BE数字式安全稳定控制装置说明书.北京四方继保自动化有限公司，2009.

[2] CSS-100FV数字式安全稳定控制装置说明书.北京四方继保自动化有限公司，2008.

[3] CSC-821数字式厂用电源快速切换装置说明书.北京四方继保自动化有限公司，2010.endprint