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关于保护定值整定限制电网运行方式的分析

北极星电力网技术频道    作者:肖云(唐山供电公司)   2013/1/18 17:18:38   

  所属频道:  电网    关键词:  继电保护 整定计算 唐山电网

摘要:电站的不断增加,电网的短路容量也随之提升到了一个新的台阶。随着负荷的迅猛发展,电网非正常方式运行经常出现。为保障电网安全、稳定、经济运行,电网中继电保护的整定计算工作越来越多地对电网运行方式的安排发挥参考乃至决定性的作用。

截至目前,唐山电网共有发电装机容量529.8万千瓦,唐山地区主力电厂有陡河电厂(155OMw)、大唐国际唐山热电厂(6o0Mw)、唐山华润热电(200Mw)、大唐国际迁安邓新房热电(2O0Mw)、大唐国际王滩发电厂(12o0M1v),潘家口水电厂(420 M1jl『),装机容量小计417万千瓦。地方热电、企业自备厂及小水电装机容量113万千瓦。

唐山地区电源结构主要以火力发电为主,火电发电装机占总装机容量的91%,本地区的电力负荷主要依靠火力发电出力供电。唐山地区110千伏及以上公用变电站共94座,变电总容量2196.8万千伏安。其中:500干伏变电站4座,姜家营、安各庄、太平、唐山西,变电总容量615万千伏安;220千伏公用变电站23座,220千伏变电容量990万千伏安;110千伏公用变电站67座,变电总容量591.8万千伏安。

唐山地区直供用户自备变电站共161座,变电总容量901万千伏安。其中220千伏自备变电站2座,变电容量42万千伏安;110千伏自备变电站80座,变电容量740万千伏安;35千伏自备变电站79座,变电容量119万千伏安。唐山地区各县区35千伏公用变电站共164座,变电总容量309万千伏安。

唐山电网仍以220千伏网架为主网架,已经形成了以姜家营、安各庄、太平、唐山西四座500千伏变电站和陡河电厂为中心,呈“8’ 形分布的南北两大环网。

唐山地区110千伏网络是以本区域220干伏变电站为中心呈放射状供电的网络结构,大部分变电站具备了双电源供电的条件,互相联络的110千伏变电站开环运行。只有少数变电站仍依托地方热电厂供电。

通过以上分析,唐山电网已成为一个名副其实的大电网,目前电网最大负荷己达到700MW。在电网建设快速发展的同时,继电保护定值、继电保护装置与电网运行方式及电网设备,即一次与二次系统相互制约的问题也明显突出。为保障电网安全、稳定、经济运行,运行方式与整定计算两部门间的协同合作极为重要。

过去电网结构比较简单,遇有基建、改建、扩建新设备投入,运行方式部门将设备投入后的方式通知单下发给整定计算,整定计算人员按照方式通知单给设备计算保护定值没有太多问题。而目前,随着500kV大容量机组及500kV变电站、220kV变电站的相继投入,电网运行方式越来越复杂,给计算保护定值带来的问题就越多。

110kV遵苏3线准备投入运行,原运行方式为110kV遵苏1、2回线并列运行,110kV热苏1、2回线并列运行,遵苏1、2回线配有纵差保护,热苏1、2回线配有横差保护,由于遵苏1、2回线负荷达到150MW,线路N一1,另一回线超出额定(100Mw)负载50%,存在热稳定问题,110kV遵苏3线投入后将得到解决。如图一。但是如果110kV遵苏1、2、3回线并列运行,110kV热苏1、2回线与其配合后,由于热苏1、2回线没有纵差保护,当线路末端故障时,相问距离、接地距离及零序保护将不能满足规程规定的灵敏度,将有可能造成保护拒动,因此应尽快将110kV热苏1、2回线配备纵差保护。

但是由于近期无法配备相应保护装置,根据整定计算结果,只能考虑降低苏家洼地区供电可靠性的方案,采取苏家洼变电站110kV母线分列运行的方式,即110kV遵苏1、2回线、110kV热苏1、2回线在一条母线并列运行,遵苏3线在另一条母线运行单带部分负荷。

在唐山电网规模迅猛增长的同时,电网的短路容量也随之提升到了一个新的台阶。在农网基建改建过程中,相继投入了很多35kV变压器,由于站内两台主变负荷分配不均,低压侧母线需合环运行。但是随着电网短路水平的提高以及变压器容量的增加,35kV变压器低压侧短路水平也显著提高。35kV变电站上一级保护,即110kV变电站35kV出线的保护定值需要与110kV变电站变压器的35kV进线保护定值配合,如果35kV变电站两台主变二次并列运行后,110kV变电站的35kV出线速断保护定值与35kV变电站变压器差动的保护范围几乎无配合,不满足运行规程的要求。运行中35kV变压器故障,上一级35kV出线可能动作掉闸,造成35kV变电站全站停电。通过整定计算,要求35kV变电站的运行方式为变压器低压侧分列运行。

由于负荷需求的增长,220kV主变过载情况严重,所以就近的220kV变电站之间一般有110kY联络线,如果某一座220kV变电站过载,就可以将其部分负荷通过110kV联络线倒入另一座变电站。但最终电网方式即两座变电站具体能互带哪些变电站将直接由整定计算结果决定。220kV变电站的110kY出线线路长短有时相差很多,如果保护定值保证长线路在线路末端故障时有规程规定的灵敏度时,在保护短线路时保护范围将保护到所带110kV变电站主变的二次侧。当110kY变电站内某一台主变二次侧故障时,如果主变保护拒动,就会由上一级保护即110kV出线保护动作,将造成110kV变电站全站停电。因此就需要限制电网运行方式,将短线路所带的110kV变电站内的主变二次侧分列运行,以增大阻抗,缩短保护范围。如果采取以上措施仍不能缓解矛盾,那么只能进一步限制电网运行方式,舍弃某条长线路或短线路,这样110kV联络线发挥的作用就会大大降低。

电网运行方式与整定计算是紧密联系的,电网正常方式运行下,保护定值不会有问题,但是在电网规划、新建站接入系统及编制电网异常方式时应考虑到设备定值整定是否合理,应该采取哪些措施,这些措施是否同步进行。这样才能避免设备投入后二次限制一次设备运行的问题,才能保障电网安全、稳定、经济运行。

参考文献:

[1]国家电力调度中心.电力系统继电保护规定汇编.北京:中国电力出版社(第二版),2002.

来源:商情
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