港口供配电系统电压闪变分析及其治理方法

摘 要：随着我国社会经济的不断发展，也带动了电力企业的发展。本文以曹妃甸港口供配电系统电压出现闪变问题案例进行了全面分析，通过监测办公楼的灯光出现闪烁现象，对港口电压闪变情况进行了监测工作。根据曹妃甸港口供配电系统的构造、线路设定的数值与设备设定的数值对测量以往数据进行了研究，并找出了出现电压闪变现象的原因，根据仿真计算与多次实验测出的数据进行研究，并归纳了出现港口电压闪变现象的各种原因。

关键词：供配电系统 短路容量 电压闪变 电能质量

交通运输最重要的渠道就是电气化港口，电气化港口系统的运转具备可靠性、平稳性、经济性，对整个电网安全以及港口的生产速度都起着决定性的作用。但是，因为港口电压承载的冲击性、非线性、不对称性等特点，造成了电力系统出现谐波污染、闪变、电压波动和负序电流等能源质量问题，减少了指引供电系统自身与上级电力系统的能源质量，整个企业的电力系统安全与经济运转都受到影响。所以，应当采用实际有效的对策方案对港口电能质量进行全面治理，保证供电系统能够稳定。

1、港口供配电系统

1.1港口供配电系统

电力系统是根据发电厂、用户以及电力网变电站一起组成的电力系统。港口通常都是通过地区电力网接受电能，进行降级电压，在依次分配到各个电场所。由于港口所占面积比较大，用电负荷分布比较散，其中低压设备多数都是220伏到380伏的，并且自身容量比较小。大型港口的工作区域接入的都是110千伏的高压电，并在各个码头降压到3-10千伏供桥吊设施使用，而低压设施必须要进一步降压方可使用。港口用电负荷等级可以根据具体情况分作为二级与三级。那些大型国际性港口，都属于二级负荷；多数小、中型港口都属于三级负荷，港口负荷的分级和港口规模大小、性质以及当地实际的电力供应状态等都有着密不可分的联系。并全面分析实际的具体情况，在具体为港口分负荷等级。

1.2曹妃甸港口供配电系统

曹妃甸的港口是相对其它港口来讲比较大型的国际性港口，它的负荷等级是二级负荷。港口配电站的主要设备有一百一十千伏开关站，两个是十千伏的降压站和一个六千伏的降压站。曹妃甸港口供电设施的进线主要是由1541号线与一百一十千伏1538线所构成的，其中输电电线的长度为四十三千米，使用单相混合所建设的。港口一百一十千伏母线的最大短路容积为1482兆伏安，它的最小短路容积为1443兆伏安。一般情况下，一百一十千伏的两段母线分别运行，曹妃甸港口的现实电负荷通常在十兆瓦左右。为了补偿远距离输电线路电线电容量所引发的容性无功功率，在开关站一百一十千伏两侧分别放置1538线与1541线，其规定的容量是二十五兆伏安的并联补偿电抗器。主降压站主变与降压站主变的容量都是五十兆伏安，其中的主降压站所包含的主要负荷是二十八台桥吊，降压站的主要负荷是三十四台桥吊，LNG降压站主变容量都是二十五兆伏安。

2、电压闪变事件

2.1对电压闪变事件的描述

主降压站和曹妃甸降压站两个站点一起停止运行进行检修，两个站点都是由一个主变带承担负荷，主降压站的主要负荷是123甲馈线、中224乙馈线、主141二期甲馈线、主242二期乙馈线；曹妃甸降压站的主要负荷是曹12乙馈线、曹11甲馈线、曹27二期甲馈线、曹28二期乙馈线。办公楼的灯光出现了闪耀的情况，在曹妃甸降压站与主降压站两个站点主变十千伏进线侧一定检查到电压震荡。

2.2电压闪变事件发生的源头

根据办公室的灯光出现了闪耀的情况，在曹妃甸降压站与主降压站两处主变十千伏进线侧同时检查出电压有波动。并对曹妃甸、主十千伏一段母线电压、无功功率及有功功率变化程度分别进行了监测和分析，寻找到电压闪变的发生原因。因为，LNG6.3千伏一段在电压闪变事故前后的功率和电压都比较平稳。所以，只对曹妃甸十千伏一段和主十千伏一段的母线功率和电压进行了监测，检测结果出现了录波曲线。主十千伏一段的有功功率、无功功率和进线电压的变化曲线。使用主十千伏一段进线处闪变所得到的数据，用下图来表示。

由此图能看出，在电压闪變事故发生的时候，主降压站的最大功率变化范畴为-4.877-

+4.897Mvar，有功变化范畴是-2.924-5.700兆瓦，最大相电压的波动范畴在5.223-6.259千伏，最大的电压波动是百分之十八。无功、有功、电压波动的主要频率是十二赫兹。曹妃甸十千伏一段母线电压、无功率与有功率的变化。电压的变化前后，一并对曹妃甸十千伏一段进行了详细的数据检测，所得出的曲线图用下图所表示。在下图我们可以看出，在发生电压变化事故出现的时候，曹妃甸降压站内的最大相无功变化范畴在-0.1-+0.5Mvar，有功变化范畴在1.25-1.90兆瓦内，最大的相的电压波动范畴是5.63-5.90千伏，最大的电压波动值为百分之五。有功、无功、电压波动主频率值都是十二赫兹。依据两张图所使用的电压、有功功率、无功功率的数据变化情况可以预算出临曹1538受电端的功率变化情况如下：

p=（-2.924+1.25+2.1）-（5.7+1.9+2.1）Q=（-4.877-0.1+0.8）-（4.897+0.5+0.8）

有功功率的变化范畴是0.426-9.700兆瓦，无功功率的变化范畴在-4.177-6.197Mvar，S是0-11.51MVA之间的变化值数，功率因为数变化范畴停后0-0.1与超前0-0.1。

3、曹妃甸港供配电所存在的问题

依据相关的检测和计算得出曹妃甸配电系统的主要问题是：电压不稳定。全港区配电系统出现电压闪变的因素是在主十千伏一段有着严重的十二HZ的功率震荡，从而导致十千伏一段母线上存在着百分之十八的电压波动。一百一十千伏一段母线上存在着百分之五的主频率和十二HZ的电压波动，一百一十HZ一段母体电压变化一起经过曹妃甸传输到曹妃甸十千伏一段的母体上，经过LNG传输到LNG六千伏一段的母体上，导致发生全港区电压的改变。

结束语

随着新能源的开发和港口气候的变化，港区供配电系统计划中还要重视以下几点问题。第一，港口未来可能会出现分布式可再生电源，分布式电源会加重用户侧的功率震动，会使供电系统的电压更不稳定。所以，在供配电系统规划时要充足的考虑到可再生发电所产生的功率变化对电压的影响。第二，系统性的创建良好的港口配电站事件应急措施，来应对以后会出现的各种事故。

参考文献

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作者简介

吴大勇（1989_07），男，汉族，河北省唐山市唐海县，从事港口供配电工作；endprint