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电力检修|500kV变电站的电压控制和无功补偿
2017-02-17  浏览:87
安防之家讯:序言
500kV洪沟变电站是四川电网二滩配套输变电系统大型变电站,它是川渝500kV超高压电网的枢纽,它的正常、稳定运行是二滩送出工程和川渝超高压输电网络的安全运行的关键。对于巨大功率的输电系统,维持其电压稳定性和最小的损耗是十分重要的。此外,使用户的电压保持在指定范围内,这将是运行人员长期而认真的工作。所以为保证我省电力系统高效可靠运行,搞好500kV洪沟变电站电压控制将是我们变电运行的工作重点之一。
随着电力工业发展,大电网、高电压和大电力系统的出现,电压问题已经不仅仅是一个供电质量问题,而且还关系到大系统的安全运行和经济运行;失去了电压稳定性,其后果可能导致系统电压崩溃,使受其影响的地区停电。因此,电压控制及稳定问题在许多系统中日益受到特别关注。
现在,随着负荷的增加,电压稳定性也是高速发展的电力网所主要关注的课题,近些年来,电压不稳定已导致了许多电力网的崩溃,国内外都不乏其例。
在超高压电网中,要避免,减小电压不稳定带来的危害,需要对系统电压实现以下的控制和管理:
——为了保证电力系统静态与暂态的运行稳定性,以及变压器带负荷调压接头的运行和厂(站)用电的运行,系统的运行电压必须大于某一最低值;
——在正常运行时,必须具有规定的无功功率储备,以应付突发的需要和保证事故后的系统最低电压大于规定的最低值,防止出现电压崩溃事故和同步稳定性破坏。
——保持系统电压低于规定的最大数值,以适应电力设备的绝缘水平和避免变压器过饱和,并向用户提供合理的最高水平电压。
——电网的无功电源与无功负荷都应采用就地平衡原则进行控制。
——在上述制约的条件下,尽可能减低网络由于无功潮流引起的线路损失(I2R),以取得良好的经济效益。
从以上几点可以看出,为实现超高压电网的电压控制,需要在网络中的适当地点装设数量适当的无功补偿设备,作为川渝电网的枢纽站,在洪沟变电站装设一定数量的无功补偿设备用以对系统电压进行调整和控制是十分必要和有效的手段。作为运行人员而言,在调度指挥下,充分`合理地发挥这些设备的调节能力,以实现对系统电压的控制是我们的重要任务。
电压不稳定现象
首先对电压不稳定现象进行一些描述:
——电压不稳定的特点在于电压的逐步衰减:主要因素是网络无能力满足无功功率的要求。
——电压不稳定的核心问题是无功功率流过线路和变压器的感性电抗时产生了电压降,当无功功率流过已载满有功功率重荷的线路时,电压问题就出现了。
——电压不稳定现象基本上是局部范围出现,然而,若不妥善控制,将会产生大范围影响。
——电压不稳定的基本过程可归类为稳态而不是暂态,然而电压和无功功率控制装置的动态特性对其过程起作用。
——电压不稳定过程在形式上通常是非同步的。
——一般来讲,功角和电压的不稳定是接踵而至,一个不稳定会导致另一个不稳定,两者之间的差别并不分明。
——电压不稳定的过程可能是由某种因改变对无功功率的需求而产生的扰动所引起的,这种扰动可能很大或很小。
——电压不稳定的表现型式可能有几种。
在无功功率与系统电力关系中可以证明:
(1)无功功率是从电压高的一侧送向电压低的一侧。
(2)为传输相同的无功功率,势必成比例地增加两侧电压差值,要么使送端电压过高,要么使受端电压过低,这两者显然都是电力系统不允许的。
(3)传输的无功功率越大,联络线的阻抗愈大,所发生的无功功率损失也会增大,也就是说长距离传送无功功率是极不经济的。
(4)实际联路线中的有功功率损耗,正比于联路线上的无功损耗,也就是说:长距离传输无功,不但有很大的无功功率损耗,同时也增大了有功损耗。
由此可得超高压系统配置无功电源及电网设备的要求:
①每一负荷区域都要求各自具有足够的无功功率补偿及调节能力,以适应地区负荷的需要,不得要求由超高压电网经过大的传输阻抗来传输无功功率;即实现无功功率的分区,就地平衡。
②需要有足够的沿整个送电系统分布的无功功率补偿容量及调节能力,以适应系统在各种运行情况下的调节要求,保证系统各点电压的稳定。
③需要有沿整个送电系统分布的无功功率紧急备用容量,使事故后的各点系统电压都能合乎要求。
洪沟站主要的无功设备
目前,洪沟变电站常用的无功电源,无功补偿及电压调节设备主要有:(一)500kV线路并联电抗器
线路并联电抗器分为直接接于超高压线路上的高抗及接到主变三次侧的低抗。其作用都是吸收无功功率以降低电压。
洪沟变电站至普提开关站的500kV线路共三回,分别是普洪一线,普洪二线和普洪三线,线路全长292公里,各条线路分别装设了俄罗斯生产的POMBC-60000/550并联电抗器,额定容量为60Mvar,三相采用“Y”联接,经中性点小电抗(P3M-6500/220,额定容量6。5Mvar)接地。由于普洪二线A相高抗自身原因,去年已更换为保定天威保变电气生产的BKDK型,额定容量为50Mvar。
并联高抗的作用是平衡线路无功功率,削弱长距离输电线路的电容效应,以限制操作过电压和工频过电压,避免发电机带长线出现的自励磁,从而降低线路和母线连接设备的绝缘水平并降低功耗;而利用中性点小电抗容量小,感抗值高的特点,限制或消除单相接地电弧的潜供电流,从而提高重合闸的成功率,同时也能有效防止出现非全相的谐振过电压。
根据规定:不允许线路脱离电抗器运行,高抗不允许脱离中抗运行,电抗器不允许脱离避雷器运行。这就要求运行人员在线路停电时要先断开关,刀闸,合线路接地刀闸,再退出高抗;送电时则应先投入高抗,再拉开线路接地刀闸,最后才合刀闸,开关。并且,由于并联电抗器在投入和退出时会出现过电压,所以在操作电抗器前后对相应避雷器进行检查。
洪沟变电站的高抗由于质量原因,在投运后曾多次由于漏油,振动超标等故障而导致将线路停电检修,大大影响了二滩电能的输出。各级电力机关对此也极为重视,在问题未得到根治之前,洪沟变电站运行人员对它的日常监视,维护工作就显得尤为重要。(二)主变有载调压装置(VLTC)
有载调压装置具有原方可变化分接头或副方可变化分接头,并具有机械分接头选择器以便在负荷情况下进行分接头调整。
为满足系统调压需要,尽量减少由于主变停电造成的巨大经济损失,洪沟变电站的#1主变采用日本东芝公司生产的三台单相自耦有载调压,强迫油循环强风冷变压器。有载调压装置能保证在不切断负载电流,不停电的情况下对电压进行调节。
洪沟变电站#1主变有载调压开关是德国MR公司的产品,型号为R31200Y-123/C-10191W共有17个档位,采用中压侧调压,正反调接线,额定电压档为“9”档,根据实际运行情况,每调节1档,改变220kv系统母线电压约2.9kV。
运行值班人员根据调度下达的电压曲线,自行调压,保证系统电压的稳定。
根据有关规程和实际运行经验,使用主变有载调压装应注意以下事项:
①有载开关“远方,就地”切换开关正常情况应在“远方”位置,原则上运行人员应使用主控室内的远方三相同步调压装置进行调压,特殊情况需就地,甚至是手动调压时,必须经有关领导,调度同意。
②每日调压档次不得超过15次,连续调档应间隔3min。
③使用主变有载调压之前必须确定相应的35kV电抗或电容已全部投入运行,且仍不能满足电压调节要求。
④主变负荷在85及以上时,应禁止有载调压。
⑤尽量避免在高峰负荷时操作。
⑥当主变是由中压侧送高压侧时,改变分
接头不能调节中压侧电压。
⑦500kV系统电压大于1.05倍额定电压时,不允许进行升压操作。
⑧调压时,必须有人在现场监视,核对。
⑨若调压半途失灵,造成三相不同步,不宜运行过久,允许到现场操作,消除不一致,但应优先使用电动操作。
⑩调压过程中发生连续调档,应紧急停止调压,并拉开调压电源。(三)洪沟变电站35kV侧的无功功率补偿装置:
1、并联电容器:它是电力系统中的一种最重要的专用无功补偿设备,最大特点是价格便宜,安装、维护方便。其性能缺陷是产生的无功功率与其连接点的电压的平方成正比,当系统出现电压崩溃时(电压低于50)电容器组的无功功率会随着电压的下降成平方的降低,导致电压继续下滑。另外,由于投退频率高且为防止切除时断路器重燃,电容器组对断路器的要求也很高。
我站现采用锦州电力电容器厂生产的并联电容器成套装置:型号为TBB-35/40800(I型)二组,TBB-35/40800(II型)三组,共5组。其中I型由120台BFF11-334-1W组成,具体的调度编号为“#1—3”和“#1—4”,II型由120台BFF12-334-1W组成,具体的调度编号为“#1—1”“#1—2”和“#2—1”。
为防止投入电容器组时产生的合闸涌流,在每一组电容器组前面都串联有一个电抗较小的电抗器,同时,此电抗器与电容器组成串联谐振滤波器,可以消除系统特征谐波——“#1—1”,“#1—2”和“#2—1”可限制三次谐波,“#1—3”和“#1—4”可限制五次谐波。2、现我站投运的无功补偿并联电抗器为西安变压器厂生产的BK-45000/35(4台)和BKS-45000/35(1台)型油浸电抗器共5台。
洪沟值班人员可按调度电压曲线的要求,根据系统电压情况进行无功补偿装置的投切:高峰负荷电压低时,切除电抗器,投入补偿电容器组,提高母线运行电压;低谷负荷电压偏高时切除电容器组,投入电抗器,以降低母线运行电压。
根据实际运行经验和规定,使用35kV无功补偿设备应注意以下几点:
①每投切一组电容器组或一台电抗器,对220kV系统母线电压的调节大约为1kV左右;
②当相应的电容器组或电抗器已全部投入,电压仍不能满足要求时,可自行调整#1主变有载调压分接头进行电压调节;
③严禁将电容器组和电抗器同时投入母线运行;
④在投退电容器组时应注意对可限制三次谐波的三组的使用方法为先投后退;
⑤在投退电容器组时应注意35kV母线电压不能高于38kV,否则可能发生爆炸。
⑥在投退电容器组和电抗器时应注意对站用电的影响。
——以上就是洪沟变电站的电压调节及无功补偿设备。随着电力系统的发展和改进,普洪线普提侧将加装串补,我站将增设静补装置,这些都有利于电网的稳定运行和洪沟变电站的电压控制。
总结500kV洪沟变电站投运7年以来,由于35kV总路3016刀闸在设计上存在严重缺陷:投入3组以上电容器或电抗器补偿装置时,容易导致3016刀闸过流发红,致使我站35kV无功补偿装置设计容量未能充分发挥其调压和控制的作用。我建议自贡电业局应尽快对洪沟变电站35kV总路进行扩容改造。
综上所述,我们可以得出以下结论:电压的稳定和无功功率的有效控制对电力系统的可靠,经济运行至关重要;作为川渝电网枢纽的500kV洪沟变电站,它对整个系统电压的调整起着举足轻重的作用。因此,我站运行值班人员必须有极强的责任心和使命感,在当值过程中认真监盘,严格控制母线电压,适时投退无功补偿设备,调节主变分接头——调整,控制不合格电压,保证本站及系统电压的稳定运行,为川渝500kV超高压,大容量输变电系统的安全,稳定和经济运行贡献一分力量。 [1][2][3]下一页
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