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茂名热电厂110 kV和35 kV高压配电系统的改造 |
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| 茂名热电厂110 kV和35 kV高压配电系统的改造 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-24 16:59:18  |
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摘要：为满足地方负荷的需要，早期的发电厂高压配电系统普遍采用多级接线方式。通过分析茂名热电厂110 kV，35 kV高压配电系统存在的问题，提出了优化接线方式的改造方案：取消35 kV母线系统，扩建110 kV母线系统。改造后，母线系统接线清晰，电能损耗大大降低，维护工作量明显减少。该改造方法对同类型的早期高压配电网络的改造具有参考价值。
关键词：高压；配电系统；接线方式
茂名热电厂始建于1958年，早期既起到区域性主力发电厂的作用，又负担着地方火力热电厂输送地方负荷及供热的任务，所以原高压配电系统既有220 kV配电网络，又有110 kV，35 kV和6 kV配电网络。改造前，110 kV母线系统为单工作母线带旁路接线形式，挂有0～3号4台主变压器、两回110 kV线路；35 kV母线系统为单工作母线，挂有四回出线；通过1号主变压器（3圈）将35 kV配电系统与110 kV配电系统并列运行。接线如图1。
1 高压配电系统存在的问题
1.1 110 kV母线系统
1995年3月，因2号主变压器110 kV侧电流互感器内线圈绝缘损坏对地短路，110 kV母线差保护动作，造成110kV母线系统全停电长达2h，严重影响了重要用户的供电及机组负荷的输送。接线不合理显而易见。
1.2 35 kV母线
1.2.1 用户负荷稳定性差而对机组干扰大
35 kV母线系统主要作为茂名石油化工公司矿业机车及炼钢厂的电源，另有一回接地方负荷。由于用户用电直接取自电厂且负荷突变量大，所以对1号、2号机组（25 MW）的稳定运行影响较大，不利于机组安全运行。
1.2.2 电能损耗大
线路功率损耗公式为
式中S1——线路L1的视在功率；
RL1——线路L1的电阻；
XL1——线路L1的电抗；
Ur——额定电压。
同理可得，L2的功率损耗ΔSL2=(0.04+j0.03) MVA，L3的功率损耗ΔSL3=(0.11+j0.03) MVA，L4的功率损耗ΔSL4=(0.27+j0.07)MVA。所以，L1～L4四条线路的功率损耗ΔSL1-L4为
ΔSL1-L4＝ΔSL1+ΔSL2+ΔSL3+ΔSL4＝(0.6+j0.14) MVA.
由计算可知，35 kV线路输送25 MW负荷时，线路损耗达0.6 MW，损耗率达2.4%。
2 改造方案
2.1 优化接线
根据茂名热电厂110 kV母线系统电源及负荷结构的特点，结合茂名地区高压配电网络的改造，采取如下接线改造措施：取消35 kV母线系统，扩建110 kV母线系统为单工作母线分段带旁路母线的接线形式，新增两回110 kV线路。改造后的110 kV母线系统接线合理，清晰，安全可靠。接线如图3所示。
2.2 合理选择高压配电设备
由短路计算可知，110 kV母线系统上最大短路电流为5.931 kA，这样该电压等级的国产高压断路器、电流互感器和隔离开关都能满足要求。但从运行情况来看，国产的SW3系列少油开关检修周期短且易渗漏，合闸电流大，振动大；国产SF6 开关操动系统及开关本体密封性能仍不够理想，维护工作量大。德国AEG公司生产的110 kV弹簧储能式SF6 开关，可克服上述的缺点，实现“无油”、“无气”化，且检修周期长达10年，大大地减少维护工作量，提高安全可靠性。在价格差异不大的前提下（AEG公司生产的110 kV S1-145F1/3031型SF6 开关较国产同类产品价格高1/4），决定选取AEG公司生产的S1-145F1/3031型弹簧储能式 SF6 开关作为110 kV母线扩建的开关，而国产的电流互感器及隔离开关由于技术性能良好，故采用国产设备。
2.3 制订可行的施工及投运方案
因110 kV母线在扩建改造中仍需保证原工作母线正常运行，这样给施工带来很多不便，所以在制订施工及投运方案时，必须周密可行。具体做到：
a) 安排好搬迁负荷，将取消的35 kV母线系统上的负荷移到地区网络供电；
b) 将110 kV扩建段与原系统隔离，按要求安装扩建段设备；
c) 做好新旧母线连接及和主变压器进线改接的准备工作，申请原110 kV母线停电，改接一、二次线；
d) 为防止新装设备存在缺陷，造成投运送电时发生突发事故，拟用1个发电机—变压器单元对扩建段母线系统设备进行零起升压检查，正常后才考虑用原110 kV母线系统并列。
3 改造后的110 kV母线系统的特点
a) 接线清晰，供电可靠性明显提高。改造成单工作母线分段后，110 kV母线系统全停的概率只有6.4×10-17，供电可靠性提高了1亿倍以上。
b) 电能损耗明显降低。原由35 kV母线系统线路输送的负荷改由新安装的110 kV线路（计算中不考虑变压器损耗及负荷变化）输送，如图4。
线路功率损耗：
由计算可知，改造后比改造前有功功率损耗降低了88.88%，无功功率降低了66.86%。
按年运行8 000 h计算，年节约电能4.266 4 GWh，以茂名热电厂1997年上网电价0.341 97元/kWh计算，相当于节约145.898万元。
c) 维护工作量明显减少。
4 结束语
茂名热电厂110 kV母线系统扩建改造工程于1997年12月投入运行。投运后，大大地提高了110 kV母线系统及整个高压配电网络的供电可靠性，对茂名地区安全供电直接地发挥了重要的作用。
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