输油泵站110KV变电所运行方式优化

1 输油泵站 110KV 变电所运行方式优化 摘 要 西部管道 工程是国家西部大开发的 标志性工程 ，“西油东送” 实现西部地区由资源外输向产品外输的转变 。 西部管道沿线输油泵站主要依靠电能驱动输油泵机组工作， 输油生产的安全对供电安全与节约能源的提出了很高的要求。 本文先 分析 某 变电 站现行运行方式下倒闸程序的繁琐，利用 该 站两路进线来自同一变电所的特点，进行解并列运行分析与试验，简化了某站倒闸方式，减少 倒闸时不必要的停电；还对 该 站各电力参数在不同工况下的变化进行 比对 ，提出 了在输油量改变时的运行方式，起到了节能降耗的效果。 关键词 高低压母联 运行 方式 功率因数 某输油站 110KV 变电站距离上级变电站 96 公里，采用双回路供电。输油站110KV 变电站要保证高压输油泵机组的供电 ， 必须提高 电力设备稳定性 和对运行方式进行优化 。 下面 就运行方式 优化 进行简要的分析。 1、 110KV 变电 站 运行方式。 该 110KV 变电站 电压等级 分为 110KV/6KV/35KV/0.4KV，其地理位置偏远，沿线均为戈壁滩， 供电环境恶劣，供电距离远。下面是 该 110kv 站主接线图： 图 1-1 110kv 变电所一次侧主接线图 该变电 站 采用的是内桥接线法， 运行方式分为：（一）单 电源带两台变压器 2 的运行方式，另一条进线上级变电 站 热备用，线路不带电。 （二） 双电源 、两路进线 分列运行 。生产运行中为提高功率因数，采用运行方式（一）。 这是因为其线路距离较长，反送大量容性无功 ， 导致考核点功率因数偏低。单回路电源送电可减少一条线路的容性无功反送，大大提高了考核点功率因数，但单回路可靠性较差。容易遭受到线路故障导致的全站停电事故。 实际生产运行中，为提高供电安全性，多采用方式（二），造成功率因数低，给输油企业造成较大的 费用 。 下文主要就 该 站的母线运行方式进行优化分析。 2、运行方式优化 图 3-1 110KV 某 变电站主接线图 现在的运行 方式为 110KV 单回路进线带两台主变并列运行， 6KV 两主变分列运行， 0.4KV 箱变和站用变分列运行 ， 6KVI 段带 6/35KV 升压变。 2.1 现行 运行方式 不足 在现在的 单电源带两台变压器的并列运行方式的 情况下，倒闸操作较为繁琐， 在倒闸过程中， 按照 停电“先停负载侧，后停电源侧” ， 送电“先送电源侧，后送负载侧” 。这样 在一次倒闸操作中， 0.4KV 和 6KV 系统为单母线分段，每段各需要停送电一次， 这就造成 ： （ 1）频繁启停泵 。 在 6KV 停电时，运行泵停运 ，站场阀门等同时失电 。 为 3 避免出现阀门失电时间长电池耗尽而复位程序，必须尽快上电，这就使得输油泵在短时间内启停， 泵无法运行平稳即改变状态， 影响输油泵及电机的使用 寿命。 （ 2）变压器的切换 。 在每次倒闸中要进行运行方式的改变，在每次电源切换中，两路变压器分别要经过运行 -停止 -运行的先停后启的过程 。每启动或停运变压器，都会在产生很大冲击， 操作引起的操作过电压对变压器绝缘有损伤。 （ 3） 35KV 外供电 短时间停电 。 在每次倒闸过程中 ， 6KV I 段都会停电，造成 35KV 升 压变的电源失电，造成 35KV 河红线失电 ，导致 下游 西气东输 两压气站 短时间失电 ， 影响到天然气的输送 及 正常办公。 此外， 遇到 压气站 有重要生产任务时 不能停电， 按 此 运行方式不能 及 时倒闸进行维抢修作业。 （ 4）低压系统短时间停电 。 输油站 6KV 系统停电时，导致 输油站 低压系统失电。 输油站 低压系统除生活及办公用电外，主要是通讯、仪表、自控， UPS，控制系统、直流系统等用电，其中尤其是仪表与自控等采用精密电子 元器件的地方，短时 间内 停送电 会 造成 的 瞬时大电流 ， 造成器件加速老化，甚至损坏。 综上所述，现行的倒闸操作方式也由于这些限制， 倒闸所需的时间长，并且需要停电的地方较多，因而每次倒闸受制约因数多 。 因此， 如果 110KV 和 6KV系统都能并列运行，就可以减少不必要的停电，也就 没有诸多弊端 。 2.2 解并列运行 ，减少不必要停电 进行 110KV 并列运行需要考虑： 1.两路进线相序是否一致？如果两路进线相序不一致，就会导致短路，从而对电力系统造成破坏。 2. 110KV 母联 桥开关 两侧是否存在负荷不平衡 ？ 单母线分段电源三处断路器同时合闸，负荷不平衡会造成环流 。 3.是 否存在非同期的问题？ 为验证这些问题，该站组织了 一次高压核相 试验 。核相结果显示 110KV I回、 II 回相序相同， 6KV I 段、 6KV II 段相序相同。 此外， 该 站 两路 电源引自同一个变电所的两个间隔， 并列点的电压、相位、频率、幅值相接近 ，不存在非同期的问题。 而要保证 6KV 及 0.4KV 母联 能实现解并列运行，必须两台 变压器 满足并列运行的条件。 该 站各等级电压两路变压器均为相同型号，相同接线组别，相同阻抗电压，容量相同，满足并列运行条件，理论上能实现解并列运行。针对这种情况 该 站进行了一次高压解并列运行试验。试验结果证实 了上述分析， 可以实现解并列运行。 因此 ，在高低压倒闸过程中可 4 以通 过短时合环运行进行 2.3 改善功率因数 该 站现 有 110/6KV 变压器两台， 额定视在 功率为 16000KVA； 站用变两台，额定视在功率 500KVA； 箱变两台，额定视在功率 800KVA。通常情况下，各电压等级的两台变压器均为分列运行，每台变压器都存在低负荷运行的情况。 该站站用变总负荷 约 为 80KW， 箱变仅约 带 3KW 的负荷。 以 11 月 8 日晚 22： 00 时统计数据来计算。 此时系统功率因数为 0.92。 表 2-1 各用电负荷电能参数（ 10 月 8 日 22:00） 各用电负荷电能参数 名称 I P Q COS 1#箱变 0.19 0.85 1.46 0.50 2#箱变 0.19 0.97 1.22 0.62 1#站用变 3.04 29.48 0 1 2#站用变 2.66 26.53 0.88 1 1#主变 7.93 1456.81 555.72 0.94 2#主变 12.34 2038.11 1507.04 0.81 原 5#泵 电机 129.8 1007 914 0.74 成 1#泵 电机 101 954.99 443.26 0.91 成 2#泵电机 101.91 970.52 454.19 0.91 1#箱变功率因数为： 2 2 2 20 . 8 5 0 . 8 5c o s 0 . 5 01 . 6 8 9( 0 . 8 5 ) ( 1 . 4 6 )PPQ (2-1) 2#箱变功率因数为： 2 2 2 20 . 9 7 0 . 9 7c o s 0 . 6 21 . 5 5 9( 0 . 9 7 ) ( 1 . 2 2 )PPQ (2-2) 同理，可计算出 其他设备功率因数。 见表 2-1。而当负荷减轻时，系统功率因数为 0.77， 上级变电所 抄表差值 P=2.36， Q=-1.99。具体如下： 表 2-2 各用电负荷电能参数（ 11 月 10 日 22:00） 各用电负荷电能参数 名称 I P Q COS 1#箱变 0.21 1.22 1.58 0.61 2#箱变 0.19 0.97 1.34 0.59 1#站用变 1.46 16.38 0 1 5 2#站用变 1.52 17.53 0.71 1 1#主变 7.42 1129.24 1028.77 0.74 2#主变 7.23 1316.57 657.24 0.9 5#原油泵 141.11 1107 982.17 0.75 1#原油泵 70.24 620.48 390.92 0.85 过分析 比对 发现 ，当输 油 量下降， 输油主泵功率 因数 均 下降； 同时 线路负荷降低， 线路 反送 的 容性无功 作用明显 ， 抬高了母线电压， 造成电网功率因数低 。此时， 建议 采取 运行方式是 ：增加电抗器， 吸收线路容性无功， 削弱空载或轻载时长线路的电容效应所引起的工频电压升高 ； 改善沿线电