6 kV厂用电并列倒换时系统循环潮流分析

王 浩

（山西神头第二发电厂，山西 朔州 036011）

6 kV厂用电并列倒换时系统循环潮流分析

王 浩

（山西神头第二发电厂，山西 朔州 036011）

文章分析了山西省神头发电公司的52联变解环后，其双侧电源220 kV和500 kV通过远方同网运行方式下，Ⅲ期工程6kV厂用电仍有用并列倒换方式的可能性和必要性。

52联变解环；同网运行6 kV厂用电；并列倒换

1 引言

由于现在电网联系得很紧密，电网间存在不同等级的上网电压，怎样能在不影响电网正常运行的情况下进行互相倒换，是一个重要的电气运行工程问题，文章就山西省神头发电公司的这一问题作了一些可靠的思考与研究。由于电网潮流合理分布的需要，华北电网公司和山西省电力公司决定将该公司52联变解环运行列为热备用。现对52联变解环后对三期工程6 kV厂用电并列倒换时的影响分析如下。

2 电网邻近的连接情况

神头发电公司52联变的解环运行，不等于其500 kV升压站与220 kV升压站相互解列运行。邻近神头发电公司的电网联接情况是：南网，神头发电公司220 kV升压站通过原平、匡村、赵家山、新店、侯村52联变，神头二电厂500 kV升压站与神头发电公司的500 kV升压站形成同网运行；北网，神头发电公司的220 kV升压站送至铺上变电站，铺上双回线在铺上变电站侧的开关断开，从此点与北网七里沟、浑源、官堡、阳高、大同等变电站解环运行。故三期工程6 kV厂用电并列倒换，还是属于同网倒换，即不存在非同期问题。但并列倒换时可能存在来自于大电网系统的循环潮流冲击问题，使并列的有关设备过流掉闸，甚至造成这些设备动、热稳定性能的破坏，引发事故。

3 三期工程6 kV厂电并列倒换条件分析

（1）当神头发电公司的52联变运行时，由于它的容量相对大一些，距离也很近，故它对三期厂用电并列倒换时的系统循环潮流的分流作用是明显的。即在这种情况下三期工程厂用电并列倒换时基本上是安全的，但也要求尽量缩短并列时间。

（2）当神头发电公司的52联变解环时，但神头发电公司的500 kV与220 kV升压站通过远方同网运行时，由于此时三期工程厂用电并列倒换首先不存在非同期事故问题，故若在当时系统循环潮流不大的情况下，并列倒换厂用电还是可行的。这需要根据电网结构建立数学分析模型分析确定。只有建立在对当时系统实际状况分析计算的基础上，才能做到心中有数，确保安全操作。

（3）建立数学分析模型。根据本公司52联变的相关图见图1（a～d），以未并列前高厂变与高备低压侧的线电压为对象，分析本公司厂内系统潮流的分布，建立了一个模型。假设高厂变为电压源（相当于一个发电机的励磁电势），高备变为系统内的一个电压源（相当与一个发电机的端电压），由于这个过程中有阻抗Xd，该厂技术部人员会同山西电科院人员一同测定出来的Xd的值为 7.47·10-4Ω。

图1

由《电机学》知识可知：

有功方程：

由于高厂变与高备低压侧的线电压相同为6 kV，所以，将（5）带入（4）中就可以得到：

式中：Ixh：同时通过高厂变与高备变低压侧的系统循环潮流，A；

Ug：未并列前高厂变低压侧实测的线电压，kV；

Ub：未并列前高备变低压侧实测的线电压，kV；

θ：未并列前高厂变与高备变低压侧同一相电压之相位差角，其定义域为开区间（-90°，90°）；

Xd：阻抗值 7.47·10-4（Ω）。

由图1（d）可以看出相角θ是以Ub为基准的，Ug超前Ub为正角，θ≥0；Ug与 Ub同方向为 0，θ=0；Ug滞后 Ub为负角。

建立在此数学分析计算模型的基础上，便可展开实际分析以指导应用于现场实践。

4 根据上述数学模型分析及现场应用

4.1 上述数学模型分析

文章只按可能引起高厂变或高备变最严重过负荷的并列倒换厂用电时的联接方式进行分析，即机组6 kV厂用电A、B段工作电源进线开关和其中一台备用电源进线开关共3台开关均在合闸位置的情况下：

（1）当θ＞0，UgUbcosθ－Ub2＞0时，通过高厂变的电流为系统循环潮流与供载电流之矢量和，当它们的相位差角为0时的极限状态下，其值为它们的算术和；通过高备变的电流只有系统循环潮流。

（2）当 θ＞0，Ug-Ub≤0时，通过高厂变的电流较（1）中少了一个供载电流中无功分量；通过高备变中的电流较（1）中多了一个供载电流中的无功分量。

（3）当θ=0时，Ug-Ub=0时，通过高厂变与高备变中的电流各约为供载电流的115，其中短路电压大的变压器的供载电流要小一些，在它们中没有系统循环潮流通过。

（4）当θ＜0，UgUbcosθ－＞0时，通过高厂变中的电流较（1）中少了一个供载电流中的有功分量；通过高备变中的电流较（1）中多了一个供载电流中的有功分量。

（5）当θ＜0，Ug-Ub≤0时，通过高厂变中的电流没有供载电流，只有系统循环潮流；通过高备变中的电流为系统循环潮流与供载电流之矢量和，当它们的相位差角为0时的极限状态下，其值为它们的算术和。

4.2 现场应用

由上述可见，当系统循环潮流与供载电流同相位时，可能要造成高厂变或高备变最严重的过负荷。故现场实际操作中要尽量避开这种情况的发生。具体方法是通过调整变压器有载调压分接开关使两种不同性质电流的相位差最大限度地拉开，同时还应尽量设法减小供载电流。

（1）当θ＞0时，应调整高备变低压侧电压高于高厂变低压侧电压，但压差不许过大，应使UgUbcosθ－Ub2刚刚小于0为妥。此时要按不超过高厂变继电保护整定的过负荷电流（2 850 A）核算。即只要满足下式条件，便可并列倒换6 kV厂用电。

式中：Igz：供载电流，其值近似为高厂变低压侧与高备变低压侧各自负荷电流之和（A）。

（2）当θ＜0时，应调整高厂变低压侧电压高于高备变低压侧电压，但压差不许过大，应使UgUbcosθ－Ub2刚刚大于0为妥。此时要按不超过继电保护整定的高厂变过负荷电流（2 850 A）和高备变过负荷电流（4 550 A）两个条件同时核算。即它们只要同时分别满足以下相应公式的条件，便可并列倒换6 kV厂用电。

（3）当θ=0时，只要调整高备变低压侧电压略高于高厂变低压侧电压就行了，无需核算任何变压器的过负荷问题。

在上述相应公式中的Ug与Ub可用可由电压表测得；θ角可用相位表从现场测得。但θ角的绝对值也可由下式求得：

当用这个式子计算下来的θ角近于0时，就显得有实用意义，因为这时完全可用（9）式中的简化方法去处理。

5 结束语

经现场数次实践测试，本公司电网系统大多情况下是能够满足并列倒换厂用电的条件的，尤其是当邻近的神头第二发电厂停一台500 MW发电机组后满足条件。文中分析提出的在52联变解环后，三期工程6 kV厂用电现场应用的具体并列倒换方式，是在确定满足厂用电并列倒换条件前提下安全稳定的厂用电倒换方式，避免对发变组、高厂变及电网循环潮流冲击；且当核算6 kV厂用电满足并列倒换条件时，380 V厂用电无需再去核算也满足并列倒换条件。其他倒换厂用电方式的安全性、经济性都是无法和它比拟的。故建议电气运行技术人员在现场进行此项操作时应积极采用文章提出的方案。

[1]熊信银，朱永利.发电厂电气部分[M].北京：中国电力出版社，2004年.

[2]胡虔生，胡敏强.电机学[M].北京:中国电力出版社，2009年.

[3]卓乐友.电力工程电气设计200例[M].北京：中国电力出版社，2005年.

The 6 kV Factory Uses Electricity Parallel Replacing System Circulation Tidal Current Analysis

Wang Hao

Analyzing when the Shanxi shentou electricity generation company 52 tocontact transformer to relieve the ring net,its two-sided power source 220 kV and 500 kV through distant place same network work way，the third Phase 6 kVFactory Uses Electricity still used the parallel replacingwaythe possibilityand the necessity.

52 contact transformer relievingthe ringnet；work with a network；the 6 kVfactoryuses electricity；Parallel runningreplacing

TM71

A

1000-8136(2011)05-0024-02

王浩，1978年出生，2007年华北电力大学工业工程专业在职研究生结业，工程师，高级技师。