包头电网现状分析及运行建议.docx

包头电网现状分析及运行建议 (包头供电局，内蒙古 包头 014030) 摘要： 文章通过对包头电网运行现状分析，针对包头 电网运行中存在的问题，提出了运行建议及改 进措施。 关键词：包头电网；网络运行；供电分析 中图分类号：TM7(226)文献标识码：A 文章编 号： 10076921(XX)16008303 根据 XX 年XX 年度包头电网网架结构变化及地区供电 负荷平衡情况，进行年度电网运行 计 算分析和综合研究， 认真总结梳理电网运行现状和电网带负荷能力，“分压分 层”逐级提出 地区电网 XX 年安全稳定运行重要环节及运 行建议，以便全局各生产环节熟悉了解系统运行 整体情况 及重点部位、薄弱环节，进而全面树立“站在管网的角度 管设备”的安全生产工作 理念，确保电网各层面运行稳定。 1 500kV 网络运行现状 地区 500kV 系统随着 XX 年 1 月 30 日，包北 2#T 投运、 XX 年 4 月 28 日，高新 2#T 投运及相关 220 kV 线 路切改工 程的实施，地区 500kV 电网结构发生较大变化。高新变通 过包新一线与包北变联结 ，南部通过响高一、二线与响沙 湾变联结；包北变西部通过包德一线与德岭变联结，东部 通 过包旗一线与旗下营联结，形成两座 500kV 变电站 3 台 变运行，对包头地区的供电及电压支撑 起着至关重要的作 用。两站是自治区西电东送南、北通道的重要输送结点；3 变是地区 220kV 系统的重要电源支撑，正常下载潮流如下 表 1 所列，共有 122 万有功出力参与 220kV 系统负荷 平衡。 740)this.width=740“ border=undefined 从 500kV 系统的运行情况及其特殊重要性，包头供电 局管辖的 500kV 两站 3 变在安全稳定运行 方面当属重中之 重，运行中应关注以下几方面内容。 1.1 通道线路方面 包新一线、包旗一线目前为单回运行，并承担着东送 二通道重要输电任务，站端设备检修停 运线路影响东送潮 流突出。 1.1.1 包新一线或包北主变正常运行时，包北 220kV 母 线结点上包沙回潮流方向为包北 向沙河。当包新一线 或包北主变停电时，包二 B 站出力不足时，包北 220kV 母 线结点上包沙 回潮流方向为沙河向包北，并要求包沙 I、回热稳定极限控制潮流不超 400MW。 1.1.2 根据过电压计算分析，包旗一线存在过电压问题， 包旗一线两侧装设了互为备用 的两套 过电压远跳装置， 装置具备本侧开关跳闸后远跳对侧开关功能，由压板控制 功能投退。包北 站应严格执行网调运XX17 号文要求的 装置使用规定。 1.2 三台主变元件方面 高新 2#T 投运后，为控制高新变 220kV 母线短路电流 超标问题，公司调通中心与包供共 同研究在地区 220kV 电 网不具备开环运行情况下，决定采取高新主变 220kV 侧分 裂运行的过渡 方案，形成高新 1#变下载与高张 II 回、高 前线、高河线、新钢 I、II 回在高新 220kVI、II 段 母线 结点平衡；高新 2#变下载与高麻 I、II 回、希望 I、II 回 在高新 220kV、段母线结点 平衡的运行结构。 1.2.1 高新 1#、2#变 220 侧两站运行，主变元件检修 或事故情况下，各自 220kV 结点平衡 受限，运行方式单一。 通过计算高新主变检修需要在主变下网潮流不超过 200MW 下才可以停 电，为此检修时必须有效调整 220 侧机组出力， 并加强 220 侧联络线极限控制。 1.2.2 正常方式高新 1#、2#T 分裂运行时，两变负载率 分别达 65%以上，负荷较重，且不 满足 N-1 准则，事故时 将造成大面积的限电。主变给包钢、希望铝业两大负荷区 备用不足， 建议加快高新 3#、4#变建设或第三座 500kV 变 建设进度，尽早实现分区环网供电格局。 1.2.3 包铝二期年内新增负荷 50 万，将由包北变主力 供出，届时包北 2#主变负荷将大幅 增加，包北主变停电检 修比较困难，建议加快包北第二台变建设进度。 1.2.4 由于无功补偿不足，地区不能分层分区运行， 500kV 下网无功潮流达到 300Mvar 左 右，通过计算：高新 1#主变事故跳闸时在西部开机大方式下，高新 1#变侧 220kV 电压下降 8kV 左右；在西部小开机时电压下降 20kV 左右，此时，因电压降低太多威胁到安全甚至会引起系 统 崩溃，为此必须完善高新变所带所有变电站的低频低压减 载装置配置并保证能可靠动作， 特别是包钢 81 号变、希 铝必须尽快加装安自装置，同时加强包头地区无功补偿配 置工作。 2 220kV 网络运行现状 地区 220kV 网络中共有 220kV 变电站 19 座，其中局属 站 13 座，用户站 6 座。局属 220kV 变电容量 3 210MVA，其 中终端站容量 720MVA；220kV 线路 43 条，总长 806.89km。 目前，地区 220kV 网络以高新变 220kV 分段为断口， 经昆河、张家营变、召庙变、沙河变、古 城 变、兴胜变、 麻池变为枢纽的“C”网运行，以包北 220kV 一条出线串带 后山 3 座 220kV 变电站 的供电格局。地区 220kV 系统通过 土东双回、土昭线与呼和浩特市连接，现已开环运行；经 高前线、张前线与巴盟连接，巴盟地区沙德格变由昆都仑 电厂供电；达旗 XX14#机单独 经达包 3 回线参与包头地 区平衡。 2.1220kV 系统供电分析 740)this.width=740“ border=undefined 根据正常运行时的潮流分布及其负荷特点，地区供电 能力能够满足负荷增长的需求，但受部 分主力枢纽 220kV 变变电容量不足及部分联络线路热稳定限制，将有局部供 电受限。 2.2 运行建议及措施 受 220kV 系统在高新变分段断口运行结构的限制，在 一定程度影响 220kV 网络的稳定性和运行 方式的灵活性及 局部供电的局限性，地区负荷 300 万以上，运行中应关注 以下几方面内容。 2.2.1 包头 220kV 电网发电装机和负荷水平都很高，而 联络线中细截面导线较多，造成 22 0kV 电网运行压力很大， 一旦出现不均衡开机方式，就会出现线路热稳定问题。 220kV 输电线 路高麻 II 回、兴城线、沙召 II 回、古土线、 兴土线导线均为 LGJ-400、沙城 I、II 回为 LGJ-30 0， 尤 其是考虑 N-1 时，要求沙召双回不超 250MW，沙城双回不超 220MW，高麻双回不超 270MW，兴 城线+古土线不超 270MW，这些极限要求，在异常方式、检修或事故情况下， 将出现局部限负 荷。 2.2.2 由于达电 1-4#G 直接参与地区平衡，形成包三、 达电机组出力在南部平衡区域的控制 要求，根据计算在兴 城线停电，控制高新 2#变下送潮流+古土线270 MW。 2.2.3 希望双回正常运行热稳定控制极限 440MW，希望 单回线运行极限控制 300MW，只考 虑希望掉一台机组情况 下不造成线路过负荷的安全裕度。该情况下停两机甚至多 机，仍存在 严重安全稳定问题。为此希望铝业必须及早完 成安自装置投运，同时建议希望铝业再增加一 条送电通道， 提高稳定性及事故备用的裕度。 2.2.4 重要联络线路、主力枢纽变电站情况说明。 740)this.width=740“ border=undefined 以上线路及变电站应作为日常运行维护的重要对象， 重点防范，同时应科学计算、合理安排 以上设备检修方式 下的负荷平衡工作，重点防止因转移负荷造成其他线路或 变压器超极限运行，遇有大负荷变化的元件，及时通知设 备维护单位。 2.2.5 后山地区达 25 万 kW 负荷，现在仍较大幅度增长， 仅通过一回 220kV 包固线和 110kV 包 白 I、 II 回老旧线 路供电，固北变单电源单主变已接近满载，包白双回临时 打断满载运行，由于接 线方式的单一，造成设备运行压力 较大，特别是 220kV 包固线停电，将造成后山地区大面积 停电，供电可靠性非常低，而且运行电压质量差，限制负 荷增长。建议加快后山地区固南站 及固南到望海 220kV 第 二电源建设，提高供电可靠性，同时解决风电电源的接入 问题。 2.2.6 针对包头电网工业负荷比例大、且较为集中，对 供电可靠性要求高的特点，建议 规划建 设市区 220kV 枢 纽站应按 3180MVA 最终规模建设，目前针对容量不足的 主力变电站可选择把 120MVA 容量变压器更换为 180MVA 容 量变压器，有效提高局部容载比；简化和规范导线型号， 新建 220kV 环网线路一般选用 LGJ2400 导线，对目 前系统主干线路有一部分导线型号偏 小 ，不能适应输送 容量需要，应在适当时机更换大截面导线，同时应掌握线 路线径与两侧 CT 的 匹配问题。 2.2.7 在地区 220kV 网络过渡方案运行期间，地区电压 稳定依然是电网稳定运行的突出问 题。无功补偿的原则是 分层基本平衡和分区基本就地平衡。分层平衡的重点是 220kV 及以上 电力网络。分区平衡重点是 110kV 及以下的 各级供电电压网络。15 月最大有功 3 100MW，无功 1 300MW，功率因数 0.92，15 月份 220kV 最低电压运行在 204.9kV 相比电压允许运行下限 值 213kV 低了 8.1kV，低 电压运行比去年提前 3 个月，根据计算地区需要增加无功 补偿容量 29 0MVAR，可以提高正常和事故工况下的电压水 平，提高系统静态电压水平保证足够静态电压 安全裕度， 努力提高无功补偿设备的可用率，防止发生电压稳定问题。 为此请相关部门重视无功电压管理工作，制定相应的管理 措施。确保 XX 年高峰负荷包头 电网电压保持在较高的水 平。 3 110kV 及以下配电网络运行现状 到目前为止，包头电网共有 110kV 公用变电所 36 座， 60 台主变、变电总容量 2 087MVA。市区 电 网有 15 座 110kV 变电站，城区变电站总变电容量为 980MVA，15 座 110kV 市区变电站中，有 2 座 是单电源供电，分别是和平 变和前明变，有 5 座是单主变变电站，分别是西北门变、 前明变 、民主变、昆都仑变和青山变。共有 110 线路 68 条，总长度约 1 058.5km，其中老旧线路较 多，运行在 30 年以上的线路有 30 条，线路型号多样。 接 入 110kV 系统的电厂有一处，即一电 XX5#、6#G，形成 地区 110kV 电网中河昆回、昆 沙线与 220kV 网络唯一 的电磁环网运行结构，其余变电站均属终端负荷站，辐射 城区配电网 络。 3.1110kV 系统供电分析 地区 300 万供电负荷除去 70%的大宗工业负荷外，30% 的基础供电负荷约有 100 万，这部分负荷 负荷率低，季节 波动大，自然增长快，同时考虑变电站运行可靠性、经济 性，要满足 100 万 配电负荷需求，应配置 2.02.2 倍， 甚至更高的供电容量。而地区 110kV 网络变电总容量 2 0 87MVA，城区变电容量为 980MVA，可见地区 110kV 及以下配 电网络供电能力显现不足。城区 11 0kV 部分站点已经显现 供电不足，如：轻质变、和平变、南排变、固阳变、河西 变等。 3.2 运行建议及措施 3.2.1 由于昆河变包一电厂沙河变电磁环网安 全稳定问题突出，正常运行时要求 河昆双回+昆 沙线极限 控制不超 90MW，特别是昆河停一台变时或在一厂 5#、6#G 出力不足时，直接影响影 响一厂 110kV 系统供包钢的 20 万负荷的供电问题。为此必须加快将包钢负荷切至鹿钢变 带， 并将电磁环网解开运行。 3.2.2 目前南排、中心电源完全由召庙 110kV 一段单母 供电，引起两站同时失电的风险很 大。针对此方式制定了 由张变通过河西串带的应急预案，但该方案执行需限掉河 西变大部分 负荷，并且保护多处无时限配合。建议尽快解 决召庙 2#T 系列扩建。 3.2.3 轻质变、河西变、桥西变、迎春变、南排变、厂 前变、和平变、幸福变、民主变 、前明变、西北门变、西 斗变、固阳变、忽鸡沟变、石园变、斗林变、毛岱变主变 负荷率超 过 60%，其中固阳变、迎春变、河西变等主变负 荷率已超过 80%，供电能力不足，急需扩容改 造或增加变 电站布点。 3.2.4 青山、昆都仑、美岱、民主、西北门、石宝、毛 岱、巴润、电报局、忽鸡沟、前 明和斗林变为单主变，故 障时没有转带能力，不能满足“N-1”的安全准则；对于有 两台主 变的哈林、柏树沟、西斗、固阳，由于两台主变容 量不同，停运或检修大容量变压器，小容 量的变压器严重 过负载，负载率超过 130%，不满足“N-1”的安全准则；对 于两台主变容量 相同的桥西、南排、哈业变电站，一台主 变故障，另一台主变过负载率超过 130%，不满足“ N-1” 的安全