优化局部电网格局提高电网运行可靠性.docx

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优化局部电网格局提高电网运行可靠性

第1章前言

胜利油田电网是全国最大的企业电网之一，它覆盖面广、结构复杂，年转供电量达50亿千瓦时。

保持电网的安全、稳定运行和持续、可靠供电对胜利油田的正常生产起着至关重要的作用。

近年来，随着电网改造的逐渐深入和负荷形式的不断变化，胜利油田电网运行的格局也在同时发生着变化。

一些影响电网运行稳定性和可靠性的新情况陆续出现，给我们的电网运行提出了新的要求。

本文就胜利油田电网运行中出现的一些影响电网运行的稳定性和可靠性的异常状况展开分析，针对胜利油田电网的实际情况，制定了优化方案，结合在实际工作中对方案的实施，为胜利油田局部电网的稳定性和可靠性的提高做出了贡献。

第2章胜利油田电网运行的现状

2.1胜利油田电网的基本格局

目前，胜利油田电网系统结构分为220kV、110kV、35kV、10kV、6kV几个电压等级。

其中220kV系统环网运行，同时与山东省电网通过多个并网点相联接，构成了胜利油田电网的主干；胜利电厂四台发电机组以及各220kV、110kV、35kV电压等级的变电站及输配电线路通过逐级辐射的联接形式构成了胜利油田电网的各级子网。

图2-1所示即为油田电网220kV系统，它采用“四角环网”方式运行，即：

九分场变、新孤变、盐镇变、胜利电厂通过万220kV万九Ⅰ线、万九Ⅱ线、九孤线、万盐线环网运行；胜利电厂220kV母线万杨线、万胜线、万东线与省电力网联接；盐镇变220kV母线通过沾盐线与沾化电厂联接；九分场变220kV母线通过九胜线与胜利变联接。

此外，油田电网与地方电网之间的其他联络线如下表所示：

表2-1胜利油田电网与地方电网之间220kV以下的联络线

电压等级

连接点名称

110kV

胜利变1#、2#主变110kV侧，河三线，海王线，郭滨线。

35kV

杨草线，史口线，内拖线，河五线，双河线，坨宁线，宁闸线，胜龙线，探牛线，电厂线，纯化线。

10kV

电子线，聊城甲线，聊城乙线，管具线。

2.2目前影响胜利油田电网运行可靠性的因素

近几年，随着胜利油田电网220kV系统与山东省电网之间的联络线万杨线、万胜线、万东线的投入使用以及胜利电厂二期工程的建成发电，胜利油田电网运行的稳定性和可靠性较之从前有了非常大的提高，大范围内发生系统波动或系统事故的可能性已大大减少。

目前，影响胜利油田电网运行稳定性和可靠性的因素，主要来自一些局部电网。

由于这些局部电网各自在接线形式、潮流分布、运行方式等方面的特点，使得其表现出来的不稳定因素也各不相同。

这就有必要针对不同电网区域的具体问题进行有针对性的分析，找寻出相应的解决方案，从而使胜利油田电网的稳定运行方案进一步得到完善。

经过调查我们发现，目前影响胜利油田电网运行可靠性的主要因素来自特殊型号的电力设备在特殊运行方式下的特性表现以及近年来电网改造带来的部分局部电网潮流发生变化、运行方式受限等方面。

第3章对胜利油田局部电网的优化

3.1滨二变改造

图3-1110kV滨二变局部电网示意图

滨南电网一部分由油田电网供电（如图3-1所示），一部分由滨州电网供电（滨六变1#主变）。

由于110kV滨二变盐二线和滨利线都在Ⅱ段母线，当滨二变Ⅱ段母线停电时需将2.0万KW负荷调滨州电网运行，增加了外购电费，同时也给方式调整造成困难。

经过对该地区电网状况的分析，我们将滨二变的盐二线和滨二六线的出口位置互换，即盐二线由110kVⅡ段母线改至Ⅰ段母线，滨二六线由110kVⅠ段母线改至Ⅱ段母线（如图3-2所示）。

当滨二变Ⅱ段母线停电时，则滨二变和滨六变部分负荷还在油田电网运行，不需将滨二变负荷调滨州电网运行，减少外购电费，提高电网的经济运行。

同时解决了胜利电网与滨州电网110kV电压等级以下调电时需220kV先合环的问题。

图3-2改造后的滨二变110kV系统

3.2河口电网的改造

图3-3110kV河口变局部电网示意图

胜利油田河口电网以220kV的新孤变、盐镇变和东营供电公司的110kV河口变作为电源支撑。

在新孤变主变扩容之前，由于受该地区电网结线方式和新孤变主变容量小的限制，河口电网的运行方式的灵活性与安全性以及电能质量相对较差。

眼下，东营供电公司计划废除110kV河口变，这将使河口电网减少一个电源支撑，河阳变、渤三变、呈一变只能通过一条110kV盐河线供电，末端的呈一变电能质量

变得非常差。

鉴于河口电网在油田电网中所处的位置，我们考虑充分利用新孤变三台主变的供电能力，将原先备用的110kV新渤线恢复，作为渤三变、

图3-4改造后的河口电网

呈一变的主供电电源，减轻110kV孤五变负荷（在运行方式允许的情况下，尽可能多地将孤岛电网负荷通过110kV孤二变调电二线运行）；与东营供电公司充分协商，保留河口变，将河口变调110kV的河孤线运行，作为河口电网35kV、6kV系统的电源支撑，提高河口电网运行方式灵活性。

3.3辛八变的改造

图3-5辛八变局部电网示意图

辛八变计划进行一年的设备改造。

改造期间原计划只保留一条35kV进线（辛联线）作为供电电源，其它进行拆除。

这样的方式不利于对辛八变安全可靠运行，也给该站以及与其相邻的辛一变与辛六变及其相关线路的检修带来不便：

如果四一线与辛六线中任意一条线路停电，都将导致辛一变、辛六变、辛八变三个站的负荷全部加到剩下的一条不停电的线路上。

我们可将将辛八变拆除的开关利用起来，在辛八变35kVⅡ段母线增加一个出口，保证辛八变有两条供电电源。

这样，既提高了辛八变供电的安全性和可靠性又提高了在辛八变改造的一年当中该区域电网运行方式的灵活性。

图3-6调整后的辛八变35kV系统

3.4郝现变局部电网的改造

图3-7郝现变局部电网示意图

郝现变由胜利变出线胜郝线供电，石化线是石化变与郝现变之间的联络线只能带石化变；郝河线是兴河变与郝现变之间的联络线相互备用。

随着负荷的不断增长，目前，胜郝线负荷为3.5万KW，万河线

负荷为4.2万KW，负荷高峰期可达5.3万kW。

当胜郝线停电时，万河线负荷最高可达8.8万KW达到供电极限。

这将使整个电网的运行方式调整困难，影响电网的安全运行。

图3-8郝现变局部电网改造示意

为了改变这种状况，我们在石化线石化变侧增设一套保护装置，当胜郝线停电时，可将郝现变一部分负荷调至万石线带，减轻万河线的供电压力。

此举可大大提高了郝现变所在局部电网的运行可靠性，在胜利变改造期间胜郝线停电，石化线带郝现变一部分负荷，减轻万河线的供电压力。

3.5局部电网合环电流大

2006年4月6日，胜华变检修，需将35kV石大变由学胜线调往石大线运行、35kV胜华变由双华线调往学胜线运行。

操作过程中，在石大变合上石大线8532开关合环后，胜华变汇报：

35kV学胜线“过流保护”动作跳闸，重合不成功。

调度员下令投入石大变端学胜线的保护，从石大变端对学胜线充电，未见异常。

继而，调度员通过对当时的情况进行综合分析后，排除了学胜线线路故障的可能。

为了寻找跳闸的原因，在确认石大变与胜华变站内设备无缺陷后，调度员令胜华变停用学胜线5934开关的保护及自动重合闸压板、合上学胜线5934开关，再次合环——石大变学胜线8531开关过流保护动作跳闸（重合闸未投）。

经询问得知，合环时，学胜线电流表满偏（偏刻度为300A）。

4月16日，城中变检修，需将6kV基东线调由城南变供电。

当时城南变在35kV辛城线运行，城南变当合上基东线开关时，城中变、城南变基东线“过流保护”同时动作跳闸。

城中变、城南变合环时的二次电流分别为9.6A和10.13A换算成一次电流为480A和506.5A。

35kV学胜线与石大线，6kV营48乙线、基东线的合环都是110kV华建变系统与辛四变系统的合环，也就是九分场变110kV系统与胜利电厂直配系统的合环（如图所示）。

经过查对工作日志，我们发现：

“原110kV万华线”（“原110kV万华线”为胜利电厂直配出线，是华建变的主电源线）开断为九锦线与现在的万华线之后，从2005年9月23日起，华建变就一直运行于新建的110kV九华线至今。

此间，35kV学胜线与石大线，6kV基东线也从未进行过常规的合环操作。

35kV学胜线两端的过流保护整定值分别为5.9A（石大变端）和6A（胜华变端），换算成一次电流值是5.9×300/5＝354A和6×300/5＝360A。

因此当学胜线与石大线合环时合环电流大于360A时，将使学胜线过流保护动作跳闸。

6kV基东线在城南变与城中变端的过流定值分别为：

7.5A、9A，换算成一次电流分别为：

450A、540A，当合环电流达到540A时，基东线城南变、城中变过流保护都启动跳闸。

后查找城南变事故记录，发现基东线跳闸时的二次电流为：

10.13A，已超过城南变、城中变过流保护动作电流。

分析上述情况发生的原因，我们认为是由于近几年电网改造以及胜利电厂3#、4#机组的并网发电使电网的潮流发生了变化，导致九分场变110kV系统与胜利电厂110kV直配系统之间的电压差增大而造成的。

为此确定两个研究方向：

一是学胜线两端过流保护定值还有没有提高的可能，使保护定值躲过合环电流；二是通过九分场变110kV系统与胜利电厂直配110kV系统的先合环，再进行学胜线合环，使合环电流降低。

首先，我们请继电保护人员对35kV学胜线、石大线、双华线过流保护定值重新进行核算，计算结果表明，为了保证35kV石大变6kV母线的远后备灵敏度，学胜线、石大线、双华线过流保护定值已无法提高。

这样一来，我们只能选择第二个研究方向了。

我们首先选择了经常进行合环操作的辛安变，使110kV万安线与九安线先行合环，再使35kV学胜线与石大线合环。

在合环过程中，我们记录了合环电流：

万安线为500A，九安线为320A，学胜线为246A。

学胜线的合环电流未达到过流保护的启动电流，这样，35kV胜华变可以顺利地从双华线经由学胜线调往石大线运行。

但是，我们进一步分析发现：

110kV万安线1#－29#杆为间的导线为LGJ-185/30型，而29#－63#杆之间的导线为LGJ-150型。

也就是说，万安线的额定载流量应按最小线径计算为415A。

这就意味着平时辛安变在万安线与九安线之间调动时，都要冒着合环电流大大超过额定载流量的风险，这在气候炎热的夏季对线路的损害将变得尤其严重。

经过研究，我们实施了以下方案：

选用110kV万华线与九锦线（两线全线均为LGJ-240型导线）先行合环（实际操作时合环电流为：

万华线439A、九锦线439A），再进行与学胜线有关的合环操作（实际操作时合环电流为：

学胜线240A）；建议总公司对110kV万安线29#－63#杆之间的LGJ-150型导线进行改造，增大其有效线径，保证合环时的安全；利用潮流计算软件对系统进行分析，对系统中的不稳定区域及时制定相应的解决方案。

3.6110KV变电站110KV母线操作出现铁磁谐振过电压

2006年4月14日，辛安变110KV母线检修。

当时1＃主变、安辛线、安广线开关在检修状态，断开110kV分段开关时，110kV

段母线电压显示为150kV。

合上辛安变110kV分段开关，将安广线1815开关转运行，再次断开110kV分段开关时，110kV安广线距离I段保护跳闸，110kVI母线电压为108kV；

合上辛安变110kV分段开关，将110kV安广线两端都转运行，断开辛安变110kV分段，此时辛安变110kVI段母线电压为零，将辛安变110kV分段开关转为冷备用，110kVI母线电压为零。

辛安变110KV母线送电时我们特意做了以下实验：

1＃主变由检修转冷备用。

110KVI段母线由检修转冷备用110KVI段PT转运行，检查电压指示为零。

将110KV分段1810开关由冷备用转热备用，检查电压指示为150KV。

1＃主变1811开关由冷备用转运行，检查电压指示为零。

1＃主变1811开关由运行转热备用，检查电压指示又为150kV。

辛安变110KV分段开关型号是：

SW—110

W，这种开关在动静触头之间有一个均压电容，防止过电压对触头的损坏，但这个电容在分段开关热备用时与母线PT电感形成了谐振的铁磁回路，使停电母线出现了高于正常电压的电压，严重时损害均压电容和PT。

为了验证我们的分析，4月16日对辛安变110KV

段母线作了相应的实验：

将九安线1816开关、安辛线1814开关、2#主变1812开关转冷备用，110kV分段1810开关热备用，

段母线电压表指示为150KV；110kV分段1810开关、安辛

线1814开关、2#主变1812开关转冷备用，九安线1816开关热备用，

3-9辛安变主接线图

110kV

段母线电压表指示为零；分段1810开关、九安线1814开关、2#主变1812开关转冷备用，安辛线1814开关热备用，

段母线电压表指示为150KV。

在辛安变的110kV开关中，110kV分段1810开关、安辛线1814开关、2#主变1812开关型号为SW—110

W，动静触头之间带均压电容，而九安线1814开关型号为SW—110

，动静触头之间不带均压电容，这充分证明了带均压电容的开关热备用时与母线PT电感形成了谐振的铁磁回路，操作时使母线出现了谐振过电压。

3-10铁磁谐振示意图

通过实验和分析可以看出，在将SW—110

W开关转热备用时，若主变在运行状态，母线电压为零，不会出现谐振过电压。

因此我们制定了特殊运行管理规定：

辛安变110KV母线停电时，应在保持主变运行的状态下将进线、分段SW—110

W开关转冷备用，再操作主变，即可避免谐振过电压。

第4章结论

我们从日常调度管理工作遇到的各种电网异常状况入手，结合胜利油田电网自身的特点，对影响局部电网运行稳定性和可靠性的各种因素进行了系统的分析，针对油田电网的运行模式，制定出了优化的方案，为胜利油田电网的稳定性方案做出了新的补充。

致谢

本论文是在老师的指导下完成的。

在王老师的精心指导和耐心帮助下，我在理论与实际的结合中使自己的业务水平和综合能力有了非常大的提高，特此对老师表示衷心地感谢！

同时感谢同学在本论文的创作过程中给予本人的无私帮助。

参考文献

〔1〕电力管理总公司《胜利油田电网年度运行方式》2007年

〔2〕国家电网公司《电力调度规程》2005年