临时供电措施在电力系统改造工程中的应用

2020-07-28迟秀华王林松

冶金动力 2020年7期

韩帅，迟秀华，王林松，李达

（鞍钢股份有限公司能源管控中心，辽宁鞍山 114003）

前言

电力系统中按用电负荷中断供电后，根据对人身安全、经济损失上造成的影响程度不同，可分为三级用电负荷。其中一级和二级负荷中断供电后将造成经济上重大或较大损失，或造成人身伤害，或影响重要、较重要单位正常工作的电力负荷。如：交通枢纽、电视台、重要宾馆、医院、煤矿、炼钢、化工等。三级负荷是不属于一级和二级负荷的一般电力负荷。

钢铁企业主要由化工、炼焦、炼铁、炼钢、轧钢等产线构成，任何产线停电都会造成重大经济损失，甚至人员伤亡事故，均属于一级或二级电力负荷，要求2 路电源供电。而这些产线均处于24 小时不间断生产状态，在电力设施检修或事故状态下，短时可以单电源供电。然而，随着企业的发展，电力设施也需要进行增容改造；或者有些工程需求，往往要求某重要产线2 路电源全停条件下，才能进行。

结合鞍钢几次大型电力系统改造项目及事故抢修，谈一谈临措供电在电力系统改造中的实际应用。

1 220 kV线路三跨改造

1.1 工程简介

根据国家“三跨改造”要求，跨越高铁的架空线路必须改造为耐张塔结构。鞍山供电公司计划220 kV 鞍旗1#、2#线同停作业，进行鞍旗1#、2#线跨越鞍山铁西达道湾高铁的改造。

鞍旗1#、2#线为鞍山供电公司500 kV 鞍山变送220 kV 红一变的主力电源，220 kV 红一变的另两路电源为红城1#、2#线。当鞍旗1#、2#线同停作业时，220 kV 红一变仅有红城1#、2#线供电，处于单电源状态。一旦红城1#、2#线发生事故停电，将造成红一变及二发电南变配出28 条66 kV 线路全部停电，损失负荷560 MW，占鞍钢总负荷45%。

二发电南变由红一变220 kV 鞍红1#、2#线供电，二发电南变3 台机组停机(其中2#机因无高炉煤气停机)。受影响负荷为：5 座高炉、5 台烧结机、2 台电动鼓风机、大型厂、6 台炼钢转炉、3 台制氧机，齐大山矿123 变。因高炉系统全停，将造成高炉因缺少热风而开炉困难，二发电南变3 台发电机组因缺少启动蒸汽而开机困难。高炉瞬间停电有可能发生炉缸烧穿，引起铁水喷溅、人身伤亡、煤气爆炸、煤气中毒等重大恶性事故。炼钢铸机断浇，轧线卡钢、含钢等重大设备事故。无论高炉还是铸机、轧线，修复可能需要几个月时间。

1.2 临措方案

鞍旗1#、2#线同停会给鞍钢带来极大安全隐患，经现场实地考察，发现鞍旗1#、2#线施工区域为500 kV 鞍山变出口位置，南北均有其他220 kV 线路平行出线，具备临措施工条件。鞍旗1#、2#线北侧与山城1#、2#线紧邻，均由西向东方向平行出线。提出利用山城1#线一段线路为鞍旗2#线做临措供电，在鞍旗1#线停电期间，鞍旗2#线通过山城1#线临措供电，为施工区域的鞍旗1#、2#线创造同停条件。具体临措方案详见图1。

图1 鞍旗2#线临措示意图

具体实施方案如下：

（1）架设鞍旗2#线1#塔至山城1#线1#塔临措①导线；

（2）架设山城1#线9#塔至鞍旗2#线9#塔临措②导线；

（3）将山城1#线1#塔处和14#塔处引线断引；

（4）将鞍旗2#线1#塔处和9#塔处引线断引。

运行方式：

鞍山变送出鞍旗2#线通过1#及9#塔临措，利用山城1#线1#至9#塔间线路为鞍旗2#线9#塔以下线路供电，带红一变220 kV 一母。另外，红城1#、2#线并列运行带红一变220 kV 二母。红一变双电源运行。

当鞍旗1#线停电时，鞍旗1#和2#线1#塔至9#塔之间实现同时停电，给跨越高铁的“三跨改造”创造停电机会，同时避免了红一变的单电源风险。该项目在各临措施工准备工作完成后，于1 个月后实施，供电系统安全可靠。

1.3 预计效果

鞍山供电公司鞍旗1#、2#线“三跨改造”期间，采用了鞍旗2#线借山城1#线临措供电方案，保证了作业期间红一变和二发电南变的电源安全可靠性。

2 66 kV电北线增容改造

2.1 工程简介

为配合鞍钢炼焦系统环保改造，计划对鞍钢厂内66 kV 电北线进行导线更换作业(导线型号由原LGJ-240更换为JLRX1/F1A-310-40),改造后线路载流量提高近1倍。66 kV电北线为二发电南、北变的联络线，主要为107变、北区电站及π接的北化线(05变电所)供电，05变为炼焦总厂7座焦炉供电。

电北线线路为同塔双回线，全长9 km，在电北线换线作业期间，存在长时间单电源情况，一侧线路有电，另一侧线路停电作业。一旦施工期间带电线路发生停电事故，会造成05 变失电，7 座焦炉全停，可能发生煤气泄漏、爆炸、甚至人身安全事故，存在极大安全风险。

为提高电北线配出的05变的供电可靠性，研究通过方式调整，临时启用原为鞍山供电公司备用的线路为05变供电，保障05变系统供电可靠性。

2.2 临措方案

电北1#、2#线为北区电站2路电源，北区电站分别配出北化1#、2#线2 路电源为05 变供电(05 变电源系统如图2)。另北区电站有前镀1#、2#线为鞍山供电公司前杠变提供保安电源，待鞍山供电公司前杠变事故全停电时提供保安电力，通过北区电站向前杠变供电，返过来为鞍钢前冷线、前材线供电，为前杠变供电的鞍钢主体产线提供保安电源。

图2 05#变电站66 kV电源接线示意图

现电北1#、2#线其中一条线路长时间停电作业期间，北区电站单电源运行，05 变也随之单电源运行。研究启用北区电站处于冷备用的前镀1#线由电业局前杠变供电，带北区电站66 kV 一母及北化2#线负荷，即实现了电北1#或2#线与前镀1#线共同为05 变供电，保障了05 变及炼焦焦炉系统的安全供电。启用前镀线前后的运行方式详见图3。

图3 05#变电站启用前镀1#线后运行方式图

同时需要联系鞍山供电公司对电力系统方式变化做评估，对前杠变送前镀1#线以及北区电站保护定值重新校验。

2.3 预计效果

电北线增容改造期间，已经采用了前镀1#线临时为05 变供电的方案，在电北线增容改造期间，05变、107 变、北区电站均安全稳定运行，保证了炼钢二、三分厂及炼焦焦炉电力系统的安全稳定运行。

3 113变电所2#主变二次开关故障抢修

3.1 工程简介

鞍钢113变电所主要为西区炼钢四分厂A、B、C转炉及3 台铸机供电。正常运行4 台主变，容量为50MVA，其中2 台为3 台转炉及3 台铸机供电，另2台为电炉供电。2018 年12 月11 日，因炼钢四分厂水处理主电室二受电分支母线潮湿短路，开关崩，其保护又失效，事故越级造成上级113 变电所2#变跳闸，同时113变2#变二次开关烧损。

113 变2#变二次开关高压柜修复周期为3-6 个月。因此113 变2#变无法使用，仅有1#变为炼钢四分厂各产线供电，虽然1#主变容量满足供电要求，但此时为单电源运行方式，在1#主变故障，或系统发生电气事故时，将造成炼钢四分厂3 台转炉全停产的重大事故影响。

为保证炼钢四分厂系统电力安全供应，研究二次开关修复期间过度运行方案，保证炼铁炼钢四分厂系统双电源的电力供应。

3.2 临措方案

3.2.1 选择替换开关

因113变2#变二次开关受冲击，受损，短时无法修复。113变2#主变为50 MVA，其二次开关容量为3150 A，对113 变10kV 二段母线各高压开关进行梳理，最大容量开关为炼钢公辅2#，开关容量为2000 A，虽不及原主变二次开关3150 A 的容量，但在其未修复之前，通过适当调整负荷，将113变负荷向1#变倾斜，在保证炼钢公辅2#开关不过载的前提下，也能起到2#主变二次开关使用，同时保证了炼钢四分厂的双电源供电。

3.2.2 采取特殊运行方式

由于原113 变2#主变二次开关3～6 个月内无法使用，为保障二次开关修复期间炼钢四分厂系统电源供应。对113 变供电系统进行全面梳理，炼钢公辅主电室有4 路电源，其中2 路运行在113 变，另2路运行在151 变。将原113 变为炼钢公辅主电室供电的“炼钢公辅2#”开关作为临时主变二次开关使用，将原炼钢公辅主电室二段母线负荷调整至151变“炼钢公辅4#”运行。113变临措后运行图见图4。