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淺析河北南部電網存在的主要問題及對策

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標簽:建筑電氣工程技術,建筑電氣與智能化, 淺析河北南部電網存在的主要問題及對策,http://www.nvlbio.live

  摘要:文章分析了影響河北南網安全穩定運行的主要問題,根據目前網架結構和供電設備存在的薄弱環節,提出了應對措施。

  關鍵詞:電網;電力系統穩定;供電可靠性;運行安全 

  1、河北南網概況

  截止到2002年底,河北南部電網直調發電裝機容量為8769.9MW,直接接入220kV主網的發電容量為6170MW,占全網直調總容量的70.35%;接入500kV電網的發電容量為1260MW,占全網直調總容量的14.37%;接入110kV及以下的直調發電容量為1339.9MW,占全網直調總容量的15.28%。直調電廠19座(包括娘子關電廠),裝機臺數86臺。從網外增購電力后,河北南網直調的發購容量為9279.9MW. 截止到2002年底,全網共運行500kV變電站4座,500kV降壓變壓器4臺,容量3000MV.A,500kV輸電線路6條,長度660.173km.220kV變電站58座(包括用戶站3座),220kV降壓變壓器110臺,容量14190MV.A.

  河北南部電網以220kV與500kV構成主網架,通過220kV韓(韓村河)-涿(涿州)雙回線及500kV房保線與京津唐電網相聯。潮流分布為南電北送、西電東送的格局。全網最高發購電負荷達到8570MW,南網6個供電公司網供最大負荷依次為石家莊:2400MW,邯鄲:1731MW,保定:1610MW,滄州:1234MW,邢臺:1172MW,衡水:862MW.

  2、主網存在問題及對策

  隨著全國聯網的推進,2003年,河北南網將通過保北——霸州——吳莊500kV線路與天津聯網,通過邯東——新鄉500kV線路與華中電網聯網,同時邯東——廉州、邯東——藺河500kV線路也將投入運行,電網結構將發生較大變化。河北南網成為聯結東北、華北和華中的大通道。大區聯網初期,穩定問題突出,電網運行方式多處受限,短路容量劇增,開關遮斷容量不足,部分刀閘、線路不能滿足熱穩定要求。

  2.1、部分廠站開關遮斷容量不足經2003年短路容量分析,兆通、來馬、馬頭電廠、羊范220kV母線三相短路電流已達到開關遮斷電流的90%以上。這些廠、站在系統中的位置較為重要,通過方式安排降低母線短路容量存在較大困難,因此,上述開關應及早進行更新改造。兆通站220 kV母線短路電流已達31.14kA,10臺220kV開關額定遮斷電流均為31.5kA,2003年應考慮全部更換。根據短路電流分支系數計算,主變211、212開關、兆鋼一、二線261、262開關盡可能在石廠200MW機組并網前進行更換,其它6臺開關應在年內更換完畢。同時,應對兆通站母線架構、刀閘等一次設備進行校核。來馬站母線短路電流為28.99kA,有7臺31.5kA的開關,分別為251、252、253、254、255、211、202達到開關遮斷電流的92%.

  考慮短路分支系數因素,2003年應優先安排更換主變211開關,其它6臺開關應在2003年、2004年考慮安排更換。馬頭電廠母線短路電流為28.36kA,有5臺31.5kA的開關,分別為215、216、272、276、240,達到開關額定遮斷電流的91%.考慮短路分支系數因素,2003年應優先安排更換啟備變240開關,其它4臺開關應在2003年、2004年考慮安排更換。羊范站母線短路電流為25.05kA,有1臺26.3kA的開關(主變211開關)還未改造,已達開關額定遮斷電流的95%,應在2003年考慮更換。

  2.2、邯邢斷面220kV線路過負荷,根據2003電網分析計算,與華中聯網后,在某些方式時邯邢斷面220 kV線路存在過負荷問題。為適應電網結構的變化,原運行中的線路安全監控系統需進行相應改造以適應聯網后的要求。

  2.3、保定地區電網低電壓 根據華北網調方式安排,2003年夏季房山500kV變電站將新增2臺500kV主變,為控制房山站附近短路容量,韓涿220kV網間聯絡線將解環運行。當保定負荷較大時保北主變掉閘,保定地區220kV電壓將嚴重下降,最低達到185kV以下。針對保北主變掉閘保定地區低電壓問題,可在涿州、新建固店、易縣站新增3套低壓減載裝置,使保定地區裝設的低壓減載裝置的220kV站達到7座,控制負荷300MW.

  2.4、500kV主變過負荷

  河北南網僅有4臺500kV降壓變壓器,經計算分析,當從外網受電較多時,1臺變壓器掉閘可能引起其它變壓器過負荷,最大可能超過主變容量的40%.根據變壓器運行規程,變壓器應有短時過負荷能力,0.5h短期急救負載系數為1.50.針對主變過負荷問題制定事故處理預案,采用事故后運行調整的方法解決。

  3、輸配網存在的問題及對策

  3.1、重要供電小區運行安全問題 隨著電廠小機組的退役和小區負荷的不斷增長,小區供電可靠性問題日益突出。特別是石廠、邯廠小區,在某些故障時功率缺額很大,很可能造成小區全停事故。應提高現有低頻低壓解列裝置的定值,研究改造現有解列裝置,使裝置可靠動作,盡可能避免發生小區全停事故。對特別重要用戶應考慮從不同電源點引入電源,可大大提高供電可靠性,降低對用戶全停電的幾率。針對機組退役后電廠供電區功率缺額較大問題,應考慮直供負荷切改措施,緩解小區供電壓力。

  3.2、部分220kV變電站主變過負荷

  截止到2002年底,河北南網已投入運行的220kV變電站共58座(包括3座用戶站),最大負荷率超過80%的變電站有26座(不包括單臺主變的變電站),特別是其中12座站的最大負荷率已超過90%,主變基本已滿負荷甚至過負荷。由于主變過負荷,造成用電高峰季節嚴重限電,限制了電力市場發展。在12座滿負荷變電站中,高碑店、定州、王段、銅冶、東寺、南郊等6座變電站已制定解決措施并正在建設中,許營、常山、魏縣、安平、章西、容城等6座已制定解決措施但尚未開工。對于負荷率偏高的變電站應適時采取措施減輕負荷。

  3.3、局部地區缺少220kV變電站布點,110kV線路供電距離較遠,河北南網京廣鐵路西側的太行山區及東側廣大農業地區,過去經濟比較落后,用電負荷較小,主要靠110kV線路供電,供電距離較遠,例如保定地區上陳驛——浮圖峪——淶源線路長達90km,串帶3座110kV站。近年來,隨著地方經濟發展,用電負荷迅速增長,末端電壓最低達96kV,無法滿足用戶供電要求,限制了電力市場發展。保定、邢臺東部地區也存在110kV供電距離較遠的問題。

  3.4、110kV電網存在的問題

  雖然近年來進行了大規模農、城網改造,110kV電網得到很大改善,但是由于投入到110kV電網的資金有限,電網原有的問題并未徹底解決。另外,隨著負荷增長,也出現了如下一些新的問題。

  a.單電源情況較多,不滿足供電可靠性要求。網絡基礎比較薄弱,單線單變情況較多,特別是淶源、淶水、阜平、靈壽、新河、孟村、鹽山、海興、棗強、武強等縣全縣只有1路110kV電源,當線路停運時造成大面積甚至全縣停電,不但損失大量負荷,還會造成不良的社會影響。

  b.缺乏統一規劃,網絡結構即復雜又薄弱。由于過去110kV電網由地方集資建設,缺乏統一規劃,各地為節省投資,不注意加強主網架建設,新建變電站往往只是就近破口或T接,1條線路串接或T接多個變電站的情況非常普遍,110kV網絡即薄弱又復雜,不但供電可靠性差、網損高,而且也難以滿足日益增長的負荷需求。

  3.5、主要對策 針對目前供電配網存在的主變容量不足、供電能力和可靠性不滿足要求、網絡結構不合理等問題,應采取以下措施。

  a.舊站增容改造。河北南網現已投入運行的50余座220kV變電站大多數規劃容量為2×120MV.A,而出現過負荷的12座220kV變電站的主變容量大部分為2×120MV.A,因此2×120MV.A的規模已不能滿足系統目前的負荷水平,更無法適應電網進一步發展。這些變電站大多數運行10~20a,設施狀況比較好,且多數位于負荷中心,通過改造增容提高其供電能力,解決過負荷問題,一般要比建設新站投資少、工期短,在經過技術經濟論證可行的前提下,應優先考慮。

  b.建設新站。在負荷增長較快、潛力較大的區域,或電網結構比較薄弱的區域,要適時地建設新站。但新建變電站布點必須考慮與其它站之間的關系,應有合理的供電范圍,做到舊站增容改造與建設新站統籌規劃,優化變電站布局。

  c.加強110kV電網建設。110kV電網存在的問題,往往直接影響到用戶供電,應適當增加投入,改善加強110kV電網結構,增加供電能力,提高供電可靠性與供電質量,滿足用戶需求。

  d.適當加強220kV變電站之間的110kV聯絡,不僅可以提高110kV系統的供電能力和供電可靠性,還可以增加220 kV變電站之間轉供電能力,提高主變負荷率,緩解過負荷問題。

  4、電網設備抵御自然災害能力不足及對策

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