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采取有效措施，提高大庆油田化工区电网运行的可靠性
郭慧彬，李永君，张兴国，丛文魁
大庆油田电力集团
黑龙江大庆 163453
摘要：电网安全平稳运行对炼化化工装置的正常运转具有重要意义。本文在针对大庆炼化地区现有电网结构的基础上，通过调整电网运行方式、优化继电保护配置，以及在各种事故情况下所采取的保电措施，提高大庆炼化地区电网供电可靠性。
关键词：化工
供电可靠性 运行方式
保护配置 事故预案
一、引言
大庆炼化是油田电网的重要负荷，供电可靠性对化工区的生产和生活都有着极大的影响。电压的波动可能会引起电机跳闸，若事故停电，轻者影响装置停产，重者引起装置爆炸和人身伤亡。据统计，自2003年以来，仅由于外部电网故障冲击、电压波动对化工生产造成的影响多达十次。因此，为了保证对大庆炼化地区供电的可靠性，我们在现有电网结构的基础上，对系统运行方式、保护配置、事故预案等方面都做了充分的考虑。下面，本文结合大庆炼化地区系统网络结构，通过调整运行方式及保护配置，以及在各种事故情况下保证系统安全运行的技术措施等方面，对提高炼化地区系统供电可靠性进行分析。
二、大庆炼化地区系统网络结构
大庆炼化公司现有配电所23座，其供电系统如图1所示。直接对其供电的电源有宏伟电厂、110kV马鞍山、兴胜变及建新变电所，35kV化工变及液氨变。上级电源主要有220kV先锋变和让变。其中先锋变和让变在系统内已与新华电厂、庆北变等220kV变电所构成了220kV双环网结构。
宏伟电厂通过110kV让伟甲乙线与让变并网，并通过建新甲乙线对建新一次变供电，先锋通过110kV锋胜甲乙线对兴胜一次变供电，兴胜一次变通过兴马甲乙线对马鞍山一次变供电，马鞍山一次变通过110kV宏马线与宏伟电厂110kV南母联络。同时，兴胜一次变35kV母线通过35kV兴动线与宏伟电厂35kV东母联络。建新一次变通过6kV联络线与宏伟电厂6kV母线联络。因此，正常情况下，大庆炼化地区系统内部有宏伟电厂，外部形成了与系统内让变和先锋变双电源联络的网络结构。在炼化地区现有负荷的情况下，供电能力基本上能够满足化工生产生活的要求。但由于从220kV电源到6kV用户，电压级别过多，线路分支多，加之宏伟电厂机组容量小，运行可靠性较低，各种电网故障造成的电压波动对炼化装置冲击影响较大。因此，我们在总结多年运行经验的基础上，采取了各种有效措施，以提高该地区的供电可靠性。
三、保证正常安全运行时的主要措施
化工区系统正常运行时，有时会受到外系统故障的冲击，影响其电压质量，严重时可能会引起电机跳闸。因此，为了提高化工区系统供电可靠性，减小外部故障对它的冲击，对与炼化地区系统有关联的部分系统的运行方式及继电保护及安全自动装置的配置做出了调整，尽量减少与炼化系统有关联的分支线路，并在检修安排及业务联系上做了充分的考虑。
1、调整运行方式。
1）由于兴胜一次变所接带的35kV线路长、变电所多，发生事故的几率较大。因此，为了减少事故对化工区电网的冲击，对兴胜所接带的35kV系统的运行方式进行了调整。
首先将齐家水源箱式变由兴胜一次变35kV齐水乙线00946供电转由龙虎泡一次变35kV齐家水源线01237供电，将常断点由齐家水源箱式变齐家水源线0938刀闸改为兴胜一次变齐水乙线00946开关常断。
其次将35kV油水源线由前进水源变侧充电改为由油建变侧充电，即常断点由油建变0237改为前进水源变09137，由油建变接带35kV油水源线充电线路。如图3
经过这样调整以后，可以减少齐水乙线及油水源线故障对兴胜35kV系统的冲击，以降低对志飞变电所及柠檬酸开闭所等负荷的影响。
2）南水源变、南油库变分别为炼化公司供水系统及含油污水处理系统供电，两个变电所只要任意一个停电，都会对炼化公司的正常生产产生影响。考虑到35kV南油库线地处城区，故障几率高，同时周油库线接带中庆特钢移动变，因此将南油库变常断点由兴油库线8537开关改为南油库线8538开关，由兴胜一次变兴油库线00937同时接带南水源变和南油库变，这样可以减少南油库线故障对炼化公司生产的影响。如图4。
3）110kV马鞍山变电所作为炼化公司生产的重要电源，主要为炼化公司炼油区、风、氮系统供电，两台31.5MVA的变压器共带负荷28MW，当炼化100ARGG运行6300kW备用主风机时，最高负荷接近34MW，经常发生#1主变刀闸过热的现象，在2003年8月至2005年8月二年期间共发生10次。由于110kV兴马甲乙线没有双回线保护，在刀闸过热时，只好被迫采取1、2＃主变并列运行、兴马甲乙线单回线运行的措施，大大降低了供电可靠性。为了改善这种状况，将马鞍山一次变6kVⅠ段100ARGG备机间隔与Ⅱ段备用间隔串倒，以便减少6kVⅠ段负荷。这样不仅解决了马鞍山一次变Ⅰ段母线负荷重、1#主变刀闸经常过热的问题，而且从根本上保证了化工装置的可靠供电。自2005年10月份改造后，再也没有发生类似情况。
2、优化继电保护配置。
1）由于龙虎泡变电所接带负荷较轻，多为供水负荷，在综合考虑后，调整兴胜一次变110kV兴龙甲乙线保护方案，更改继电保护定值，实现全线零秒速动，并停用兴龙甲乙线线路重合闸。这样当110kV兴龙甲乙线故障时，可以使保护装置在最短的时间内切除故障，降低对兴胜110kV系统的冲击，减小电压波动对化工装置的影响。
2）调整炼化装置备电自投及电机低压保护动作时间。对炼化公司23座配电所备电自投及电机低电压保护的动作时间进行了重新校核，并对15座配电所、100多台电机保护配置进行了调整。通过这样的调整使不重要的电动机，在其上级变电所出线过流保护动作跳闸后，备电自投装置启动前，低电压保护动作将电动机切除，以限制自启动电机的数量，使故障切除后电压能够迅速恢复。而重要的电动机，低电压保护动作时间长于备自投时间，使其在备电自投装置启动后，母线电压恢复实现自启动。这样大大提高了重要装置的供电可靠性。
3）解除了空充线路的重合闸。解除35kV乘风线、西三线、南油库线、兴动线等线路的重合闸，这样可以减少空充线路故障时对系统的冲击。
3、合理安排检修方式。通过与大庆供电公司协商，110kV宏马线、让伟甲乙线、锋胜甲乙线及35kV兴动线中的任意两条线路不宜同步检修，且在安排检修时应充分考虑了检修期间的设备运行状况、潮流变化、环境因素及应急措施等情况，随时保证炼化地区系统能有两个电源供电。
4、简化调度联系程序。为了确保供电，减少中间环节，方便生产，在业务联系上，将110kV马鞍山变、建新变10（6）kV调度权下放到变电所，这样可以简化操作程序，大大缩短设备停送电时间。
四、故障情况下的保电措施
先锋变通过220kV新锋甲乙线、锋让甲乙线接入新华厂和让变与系统联系相当紧密，但也应考虑先锋变或让变全所停电可能性。假使发生上述情况，我们已针对性地做好了应急保电措施或事故预案，在尽可能短的时间内恢复对化工区重要装置的供电。
1、先锋变全停或锋胜甲乙线全停。
若发生上述情况，可通过合上马鞍山变110kV母联开关，用110kV宏马线恢复对马鞍山110kVⅡ、Ⅰ母线的供电，马鞍山变转到宏伟电厂110
kV北母供电。兴胜变35kV母线所接带的负荷可通过35kV兴动线由宏伟电厂带出，以恢复氯碱变、志飞变及柠檬酸开闭所的负荷。
2、让变全停或让伟甲乙线全停。
1）宏伟电厂两台机组运行时的处理方案。宏伟电厂两台机都运行时最大出力为100MW，包括厂用在内最大负荷约为80MW,若让伟甲乙线因故解列后，宏伟电厂安全自动装置动作，使机组出力与负荷保持平衡，即可通过宏伟电厂维持化工系统重要负荷的供电。如果宏伟电厂总负荷低于60MW时,频率升高可能引起高频切机装置动作将#1机切除，若负荷高于一台机最大出力50MW，然后低频减载动作切除部分负荷维持一台机组出力与负荷的平衡。
2）宏伟电厂一台机组运行时的处理方案。宏伟电厂一台机运行时最大出力为50MW，包括厂用在内最大负荷约为70MW,若让伟甲乙线因故解列后，低频减载装置将动作切除部分负荷，维持机组出力与负荷的平衡。
在让伟甲乙线因故解列后，宏伟电厂安全自动装置动作，可立即合上马鞍山变110kV母联开关，使宏伟电厂通过110kV宏马线与先锋系统并网，以维持宏伟电厂机组的稳定运行。
3）宏伟电厂两台机组全停时的处理方案。让变事故或110kV让伟甲乙线因故解列，通过宏伟系统低频减载方案，若机组出力与负荷不能平衡而相继跳闸或当时#1、#2机组全部处于停用状态，造成宏伟电厂系统负荷全停。针对此种情况，我们制定了详细的《宏伟热电厂系统全停事故应急预案》。这时可通过35kV兴动线转带宏伟电厂35kV母线，恢复化工变和液氨变负荷供电。通过110kV宏马线带宏伟热电厂110kV南北段母线，恢复建新变及宏伟电厂6kV负荷供电。
五、结论
在现有网架结构基础上，通过优化运行方式及继电保护配置，供电可靠性有了明显的提高。在今年7月14日兴龙甲线由于雷雨造成三相绝缘子击穿的事故中，由于保护快速动作且没有重合闸冲击，炼化地区只损失负荷4.2MW。而在8月10日先锋变110kV锋敖线（大庆电业局管辖）线路事故中，由于零序Ⅲ段保护动作跳闸，重合闸动作不成功，造成油田负荷损失32MW。由此可见，通过适当的调整，减少了外网故障对炼化地区系统的冲击，该地区安全运行状况也达到了历史最好水平。
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