某电力用户供电可靠性解决方案

李 雪

（南京供电公司 调度控制中心，南京 210000）

某电力用户供电可靠性解决方案

李 雪

（南京供电公司 调度控制中心，南京 210000）

以南京钢铁集团为例，针对重要电力客户在故障方式下的供电可靠性，对运行实践中出现的问题进行分析，提出提高供电可靠性的2种方案并进行方案比较，确定该案例中，220 kV降压变合环运行方案优于加装电源快速切换装置方案。

重要电力用户；可靠性；单电源环网

随着社会经济的发展，重要电力用户日益增多，对供电可靠性的要求越来越高。重要电力用户在中断电源后可能会造成人身伤亡、环境严重污染、重要设备损坏、连续生产过程长期不能恢复等严重后果。地区电网管辖的220 kV及110 kV双电源用户多为同杆架设线路，且保护配置水平比较简单，在线路发生永久故障时，会造成一路电源失电，故必须保障重要电力用户的用电可靠性。

南京钢铁集团（以下简称“南钢集团”）作为南京供电公司的VIP客户，内部现有2座220 kV变电站、1座110 kV变电站及1座自备电厂。2010年3月份南钢集团一条220 kV专线故障后，造成南钢集团内部4台220 kV主变失电，2台发电机解列，直接威胁到厂内的安全生产，造成比较严重的经济损失。如何提高重要电力用户的供电可靠性值得思考。

1 南钢220 kV系统正常运行方式

目前南钢集团三总降及五总降接入系统如图1所示。

1.1 南钢集团三总降及五总降正常运行方式

1.1.1 三总降正常运行方式

220 kV为双母线，有专用母联2610开关；母线上接有220 kV共5台主变，其中2号主变是双圈的，容量120 MVA；3号、4号主变是三圈的，容量50 MVA；5号、6号主变是双圈的，容量50 MVA。正常方式母线电源接排是：三盘4617、三总4999开关接正母线，三盘4618开关接副母线，母联2610开关热备用(改非自动)。南钢集团三总降另有1号主变，是线变组接线，容量是90 MVA双圈，电源是汊钢4994线路。

图1 南钢集团三总降及五总降接入系统方式图

1.1.2 五总降正常运行方式

220 kV为双母线，有专用母联开关2610；220 kV的1号、2号主变均是双圈变，容量40 MVA；3号、4号主变是三圈变，容量75 MV；5号、6号主变是三圈变，容量120 MVA。正常方式母线电源接排是：总三4999开关接正母线，总汊4990开关接副母线母联2610开关热备用。

南钢集团发电厂3台50 MW发电机正常经五总降3号、4号、5号变压器并总三线、总汊线并网。

南钢集团220 kV运行方式如图2所示。

1.2 三总降及五总降继电保护配置

盘三1号线4617、盘三2号线4618、三总线4999及汊总线4990分别配置了PSL-603和PSL631A保护装置，三总降及五总降220 kV母线配置了WMZ-41A保护装置。

图2 南钢集团220 kV运行方式图

1.3 安全自动装置

并网通道110 kV总发1号线721、总发2号线722、总发3号线723开关装设低频、低压解列及振荡解列装置，当发电机运行时应正常启用。根据稳定计算要求，联络通道稳定切除故障时间为0.12 s。

2 事故简介及处理过程

2010年3月6日15：07盘城变220 kV盘三4617开关603号光纤差动保护动作、距离零序保护动作跳闸，重合不成，A相接地，故障测距2.63 km。南钢集团三总降220 kV三盘4617开关603号光纤差动保护动作跳闸，A相接地，故障测距3.4 km，重合闸停用。事故造成南钢集团三总降、五总降220 kV正母线失电，三总降220 kV的3号主变、5号主变，五总降220 kV的3号主变、5号主变失电，1号、3号发电机解列。

由于钢厂的特殊性，突然失电会造成严重后果。当事故发生以后，南钢集团调度部门根据《南京南钢产业发展有限公司高压双电源客户电力调度及发电机并网协议》及公司内部220 kV系统事故处理预案，将突然失电的进线开关及其闸刀拉开后进行内部倒电操作。

当值调度员根据盘三4617线两侧开关保护动作情况判断为线路故障，在南钢集团内部设备检查正常后，安排合三总降变220 kV母联2610开关恢复对三总降及五总降220 kV正母线送电，并许可五总降1号、3号发电机并网。当天18：01，盘三4617线路查线9—10号杆间线路有放电痕迹（疑有金属飘带缠绕导线，又遇雨），但不影响运行，线路可以送电。18：10线路送电正常。19：11南钢集团三总降220 kV方式恢复正常，累计损失电量60 000 kWh。

3 事故引发思考及解决方案

南钢集团作为重要电力客户，突然失电将会威胁到企业的安全生产，带来巨大的经济损失。从本次事故可以看出，虽然三总降有2路220 kV电源，但由于220 kV母线分排运行，失去一路电源三总降将损失一半的负荷，而五总降220 kV母线也是分排运行，2路220 kV电源一路来自汊河变，一路来自三总降。一旦失去一路电源，五总降也将损失一半的负荷。如何在电网事故的情况下，保障南钢集团供电不间断，提高南钢集团的供电可靠性是一个值得思考的问题。

3.1 方案1：在南钢三总降及五总降加装电源快速切换装置

在目前三总降及五总降220 kV分排运行方式下，可以考虑在三总降及五总降加装电源快速切换装置（备用电源切换回路），即可迅速恢复供电，避免造成较大经济损失。一旦进线电源消失，快速切换装置应迅速启动，跳开进线开关后启用备用电源，恢复对失电母线供电。

目前三总降两路电源均来自盘城变，220 kV无其它备用电源。在母联2610开关安装备自投装置可以实现电源的快速切换。但是由于五总降1号、3号发电机通过盘三4617线并网，在盘三4617线突然跳闸后，五总降1号、3号发电机与三总降及五总降220 kV正母线短时形成小系统。220 kV失电母线仍有电压，备自投因检无压启动条件不满足而无法投入，需一直等到发电机失稳解列后方可投入，延长了备自投的启动时间，应当可靠并快速地切除母线上并网小发电。一旦进线线路发生故障，线路两侧开关跳闸的同时，联跳发电机接入开关[1]。备自投检无压启动，从而加快备用自动投切的速度。

3.2 方案2：南钢三总降及五总降220 kV合环运行

国家电力监管委员会按照电力负荷特性及对供电可靠性的要求，提出了重要电力用户的分级标准，同时规定了重要电力用户的供电电源配置标准。对其中的特级重要电力用户，明确要求必须具备2路电源供电条件，其中一路电源作为备用电源，要求在其他供电回路故障的情况下能迅速投入运行[2]。

江苏省电力公司针对江苏电网220 kV单电源环网及220 kV降压变运行方式，制定了《关于江苏电网220 kV单电源环网及220 kV降压变运行方式的指导意见》，指导电网规划、建设、改造、运行。

220 kV单电源环网指环网内的第一级电源线路出自同一变电站母线，环内其他节点无电源支撑（或仅有小电源）,一般可分为双线并供终端变(一级或多级)局部电网、单电源小环网局部电网（三角环或多角环）。上述指导意见第3条规定了220 kV单电源环网合环运行的条件。

3.2.1 单电源一级双线并供合环运行

（1）单电源双线均配置2套光纤分相电流差动保护的，可采用双线合环运行方式。

（2）馈供变电站110千伏侧有发电厂并网，且发电厂开机容量满足继电保护配置与整定要求的，可采用双线合环运行方式。

（3）既不不满足条件（1）也不满足条件（2）的单电源双线解环运行。

3.2.2 单电源多级双线并供合环运行

（1）双线配置2套光纤分相电流差动保护的，则在上一级双线合环运行的前提下，下一级双线也可合环运行。反之，则解环运行。

（2）二级供电线路的第二级变电站，其110 kV侧接有电厂，且开机容量满足继电保护配置与整定满足要求的，则第一、二级变电站和供电线路均按联络线原则运行。

（3）对于多级（大于二级）供电接线，其运行方式的确定可参照（1）、（2）款原则执行。

3.2.3 单电源小环网

单电源小环网满足继电保护配置与整定要求的，原则上采用合环运行方式，环网内任一变电站220 kV母线均合环运行。

根据《关于江苏电网220 kV单电源环网及220 kV降压变运行方式的指导意见》，可以对南钢集团目前220 kV电网运行方式进行改进。南钢集团三总降及五总降接入系统最终方案如图3所示。通过线路改造，将汊钢4994线接入南钢五总降，三总降、五总降220 kV母线合环运行，三总降至五总降之间总三4999线路充电备用。

图3 南钢集团三总降及五总降接入系统最终方案

3.3 2种方案比较

方案1的不足之处就是一旦三总降进线发生故障，内部立即切除并网自发电，对其影响较大。另外如果此时用户内部也有故障，备自投动作后会造成另一路进线跳闸，造成三总降全停，后果更加严重。因此，可以考虑在钢厂内部重要负荷的110 kV、6 kV安装快切装置。

从提高供电可靠性和企业内部发电机组并网通道安全性的角度考虑，方案2优于方案1。通过三总降、五总降220 kV母线合环运行，任一路进线电源故障不会对其产生太大影响。根据改造方案，完成了盘三双线及三总线保护加装工作，增加了一套PRS-753A光纤分相电流差动保护，实现了三总降母线合环运行方式，如图4所示。三总降及五总降接入系统最终方案预计在2013年前完成。

图4 南钢集团三总降及五总降接入系统过渡方案

4 结束语

本文通过南钢集团一条220 kV专线故障分析，介绍了通过加装电源快速切换装置和改进南钢集团220 kV电网运行方式的2种方案，以提高重要电力用户的供电可靠性。通过2种方案的比较，将方案2应用于生产实际。

：

［1］胡炜，王露.重要电力用户备用电源自投方案设计[J]．中国电力教育,2010(A01)：278-279.

［2］孙鸣，许航.含分布式电源接入的变电站备自投应用问题[J]．电力自动化设备,2010,30(4)：144-146.

Solutions to power supply reliability about electric power user

LI Xue
（Nanjing Electric Power Supply Company，Nanjing 210000,China）

Taking Nanjing iron and steel group as example,in light of the power supply reliability of important electricity cus⁃tomers in the failure mode,the paper analyzes the problems existed in the practice,provides two kinds of programs to improve power supply reliability and makes comparison for the programs to deter⁃mine that the 220 kV lower⁃voltage transformer closing loop opera⁃tion scheme is superior to the installation of the quick power switch device program.

important power customers；reliability；single ring network

TM727.3

C

1009-1831（2012）02-0057-03

2011-10-11

李雪（1979），女，江苏淮安人，工程师，南京供电公司电力调度中心调度员。

（

徐文红）