浅谈提高供电可靠性的供电技术的运用

林梅

（南充电业局，四川 南充 637000）

2009年6月在开展计划性用电检查工作中，发现某化工厂近年来由于电源结构、一次接线不合理而频繁发生停电事故，给企业造成了重大的经济损失。为提高供电可靠性，该客户提出改变供电方案和对现有高压设备进行改造的申请。鉴于该化工厂生产的特殊性，对于电网的安全运行影响很大，于是成立了技改小组，负责实施对该厂进行调研分析、技术改造工作，确保提高供电可靠性实现安全用电。

1 现状调查

技改小组确定课题后，深入现场对该化工厂电力运行的各方面情况进行了调查、了解。

1.1 某化工厂供电情况

1.1.1 客户基本情况

该化工厂是一家从事石油液化气深加工的企业，生产化工产品，主要工艺流程是将石油液化气中的丙烯C3H6聚合成聚丙烯-C3H8（n）。厂区内用电负荷为聚合车间、气分车间、储运车间、水系统、采通系统、控制楼。用电设备有三相异步电动机、屏蔽电泵、循环水泵、消防水泵等。该客户厂区内建有10Kv开闭所一座，装见容量为2×2000KVA，平均月用电量为90万kWoh。

如图1所示。

图1 客户接入系统图

1.1.2 供电方式

采用10KV双电源加自备发电机的供电方式

1）从110KV城西变电站10KV I段母线出一回10KV专线至客户作为主供电源。

2）从公用线路10KV城府线11#杆"T"接至客户作为备用电源。

3)主、备电源之间相互闭锁，并装设备用电源自投装置。

4）10KV 城府线11#杆“T”接杆处，加装一组10KV隔离刀闸，在附杆上安装一台真空开关及一组氧化锌避雷器。

5）自备柴油发电机电源安装防倒送电闭锁装置。

如图2所示。

图2 客户侧原有接线方式

1.2 实际运行过程中出现异常情况

该客户虽有备用电源，但在操作的时候必须先停后送，主供电源消失后需要3-5分钟的时间才能启用备用电源，不能满足客户对供电可靠性的要求。

2 原因分析

在分析异常现象的成因之前，我们有必要对单母线接线的特点进行简单地介绍。

2.1 单母线接线的特点

电力系统按联络方式不同，接线分为有母线形式和无母线的简易接线形式。有母线接线设有一组或两组汇流母线，其作用是实现各进、出线支路的并联，分别称为单母线接线和双母线接线。单母线接线按母线是否设立分段断路器而分为单母线（不分段）接线和单母线分段接线两种方式。

2.1.1 单母线（不分段）接线方式

单母线（不分段）接线方式的优点是：结构简单清晰、操作简单，不易误操作；节省投资和占地；易于扩建。但它最严重的缺点是母线停运（母线检修、故障，线路故障后线路保护或短路器拒运）将使全部支路停运，即停电范围为该线路的100%，且停电时间长，若为母线自身损坏需待母线修复之后方能恢复运行。

2.1.2 单母线分段接线方式

出线回路数增多时，可用断路器将母线分段，成为单母线分段接线。根据电源的数目和功率，母线可分为2～3段。段数分得越多，故障时停电范围越小，但使用的断路器数量越多，其配电装置和运行也就越复杂，所需费用就越高。单母线分段接线方式的特点是，母线分段后，可提高供电的可靠性和灵活性。在正常运行时，可以接通也可以断开运行。当分段断路器接通运行时，任一段母线发生短路故障时，在继电保护作用下，分段断路器和接在故障段上的电源回路断路器便自动断开。这时非故障段母线可以继续运行，缩小了母线故障的停电范围。当分段断路器断开运行时，分段断路器除装有继电保护装置外，还应装有备用电源自动投入装置，分段断路器断开运行，有利于限制短路电流。

2.2 原因分析

根据单母线（不分段）接线方式的特点，结合该厂现有设备配置及实际运行参数，综合分析导致供电可靠性不高的原因有以下几方面：

2.2.1 直接接于 10KV母线上的任一电气设备出现故障将导致1B、2B停运，从而导至全厂停电。而连接于该段母线上的电气元件（包括支柱绝缘子）多达上百个，由此可见供电可靠性极低。

2.2.2 运行方式太单一，极不灵活，不仅降低了供电可靠性，也降低了经济运行指标，提高了生产成本，增加了电能损耗，设备寿命缩短。

2.2.3 由于装置上存在的缺馅，设备维护过程中工作人员的安全措施实施困难，增大了人身安全风险和设备损坏风险。

3 技改方案

在充分了解设备现状，清楚分析异常情况的原因后，小组成员群策群力，分工合作，查阅了各类资料文献，结合现场实际运行情况，拟定了对该厂提高供电可靠性技术改造的初选方案。

3.1 方案一

3.1.1 从110Kv东风变电站铺设一条10Kv专线至化工厂。

3.1.2 取消公用线路10KV城府线供电。

3.2 方案二

维持现有的两个电源供电方式，将客户侧的单母线（不分段）改为单母线分段接线方式。

3.2.1 增加一个分段断路器柜和分段断路器隔离开关柜，将一次接线方式由不分段的单母线接线改为断路器分段的单母线接线。这种接线方式就是将单母线用分段断路器分为I、II两段，在I、II段母线上分别接有电源和引出线。分段断路器的作用是减少母线故障的停电范围，当I段母线检查或故障时，在分段断路器断开后II段母线仍可照常运行，从而减少了停电范围，提高了供电可靠性。由于分段的数目决定于电源的个数，如果分段数目过多，可靠性虽高，但投资大，接线复杂，增加了运行维护费用和难度，故将高压母线分为两段且各分段上的电源与负荷容量力求平衡，减少了穿越功率，使通过分段断路器的电流最小。将重要负荷分布在不同I、II段母线上，以便当一段母线故障时，另一段母线仍可继续运行。

3.2.2 在高压侧增加备用电源自动投入装置。这种装置在工作电源因故障被断开后能自动、迅速地将备用电源投入工作或将用户切换到备用电源上，使负荷不至于停电。备用电源自动投入装置动作速度快，从工作电源失去电压到备用电源投入恢复供电，中间停电时间一般不超过0.5S至1.5S。

3.2.3 双电源运行方式由一用一备改为同时运行，互为备用，分段断路器在断开运行，备用电源自动投入装置投入分段备用自投方式，并重新签订调度协议。两个电源同时投入运行提高了供电可靠性，此时的分段断路器应在断开状态。如果正常工作中分段断路器接通，当任意一段母线故障时，母线继电保护动作，将分段断路器和连接在故障母线上的电源断路器断开，非故障母线段仍可继续工作，但不能限制故障时的短路电流、简化继电保护。若正常工作中分段断路器是断开的，则备用电源自动投入装置会在任意一分段电源断开时立即动作，使分段断路器自动接通，以保证该段母线继续供电。双电源的这种运行方式属于电源的暗备用，它要求每个工作电源都应当按照两个分段母线上的总负荷来考虑，而客户原备用电源属全备用，能够满足其要求。

3.2.4 为满足两路电源电能计量的要求，增加一个PT计量柜。

3.3 确定方案

在拟定初步方案后，针对待选两种方案就其施工时间及工程进度、工程费用做出详细比较。

3.3.1 施工时间及工程进度比

方案一：所用时间＝电缆沟土建时间（45天）+基础养护时间（25天）+敷设电缆时间（30天）+接入系统调试时间（5天）

方案二：所用时间＝土建施工时间（7天）+电气设备安装时间（7天）+设备调试时间（5天）（如表 1）

表1

3.3.2 工程费用比较

方案一：所用费用＝电缆沟排管费用（300万元）+敷设电缆费用（100万元）+人工费用（45万元）＝445万元

方案二：所用费用＝土建施工费用（10万元）+电气设备费用（13.5万元）+安装调试费用（5万元）＝28.5万元

比较结果：方案二优化于方案一。

3.3.3 最佳方案确定

为了更全面的对这两个方案进行比较，确定最佳方案，我们又从设计难度、工艺复杂性、安全系数三个方面进行综合评估，方案二得到我们小组成员以及客户的一致认可。因此，我们决定选用方案二作为实施方案。

4 效果检查

4.1 目标完成情况

加装母联开关将单母线分为I、II段，即将I段母线接入110KV城西变电站10KV I段母线上的出线开关915#（10KV城石线），将II段母线接入110KV城西变电站10KV II段母线上的出线开关915#（公用线路10KV城府线）。

如图3所示

4.2 经济效益

图3 客户侧改造后接线方式

对方案二的成功实施，其整个技改工程费用比方案一工程费用共节约了 1000万元。同时，由于过去单母线（不分段）接线方式供电可靠性低，造成设备损坏和停电事故 ，给客户以及供电企业都造成较大的经济损失，其次是增加设备的检修费用，这些损失和费用都是很巨大的。通过这次技改的实施，为企业创造了可观的经济效益。

4.3 安全效益

提高高危客户供电可靠性，运行的安全性大大提高，避免了因停电造成的环境污染，保证公众的安全 ，减少社会影响。由此可见，通过本次技改活动的开展，提高了供电可靠性，保障了客户安全可靠用电。安全就是最大的效益！

结语

在这次针对化工厂提高供电可靠性技术改造活动中，小组成员群策群力、分工合作，深入现场、调查分析，勇于开拓，大胆创新，针对课题提出了最优化的施工方案。在广泛查阅了各类文献资料，结合工作实际，经过多次比较，讨论，修改，完善，最终方案得到大家的一致肯定，通过具体的实施和运行观察后，取得了良好的效果。

在以后的工作中，我们要继续发扬善于观察、勤于思考、敢于创新的优良作风，围绕工作存在的问题开展难题分析、技术革新活动，为高位客户安全管理不断探索，同时为电网的安全稳定运行作出新的贡献！

[1]电力工程电气设计手册[M].北京:水利电力出版社，1987.12.

[2]电力系统设计手册[M].北京:中国电力出版社，1995.12.