35kV直配供电系统存在的问.doc

浅谈35kV直配供电系统存在的问题及对策【摘 要】35kv直配供电是中国石油天然气总公司1991年在全国石油系统中重点推广的节能新技术。这种配电方式在运行中还存在着一定的问题，本文分析目前35kv直配供电系统所存在的问题并提出了技术改造。【关键词】配供电系统；故障分析处理；解决措施35kv直配供电是中国石油天然气总公司1991年在全国石油系统中重点推广的节能新技术。这种供电方式是以35kv高压深入负荷中心，再将电压由35kv变为0.4kv，供油井电机(额定电压为0.38kv)用电。它解决了油田某些边远地区的小区块开发供电问题(因6kv线路供电半径较小、线损大、电压质量难以保证)。与传统的6kv配电方式相比，该供电方式具有建设速度快、投资省等优点外，还具有明显的节电效益，且其又少了一级变压器损耗。因此该供电方式自1991年在全国石油系统得到了推广应用，而中原油田也具有相当的应用规模。但是随着油田的进一步开发，35kv线路负荷的不断增大、线路长度的不断增加，再加上窃电现象严重，这种供电方式在运行中暴露出一定的问题。1 35kv直配供电系统存在的问题1.1 35kv线路故障时35kv系统电压波动较大，变电所35kv母线残压太低。所谓电压波动是指供电网络中某一处发生短路故障时相关变电所母线电压突然急剧短时下降的现象。其特点是母线残压低，而各用电点的电压更低，使得大部分负荷停运。其主要原因是:与传统的6kv配电方式相比，35kv直配供电线路较6kv配电线路少了一级变压，使变电所至配电变压器(35/0.4kv)之间少了一个35/6kv主变压器阻抗，所以从变电所至故障点间的短路阻抗较小，以致在故障状态下变电所母线电压难以保持一定的水平。根据计算，当卫-变311线路发生短路故障时，卫-35kv变电所的35kv母线电压只有额定电压的30%;马寨变311线路发生短路故障时，马寨35kv变电所35kv母线电压则更低，仅有额定电压的23%。如此之低的电压必然会造成抽油机因交流接触器释放(释放电压一般为额定电压的45%一55%)而停止运行。1.2 消弧线圈容量偏小，不能满足调谐的要求。随着油田的进一步开发，35kv供电系统的负荷不断增大，一方面35kv直配线路的长度不断增加，另一方面诸多配电变压器的不断接入，使35kv供电系统的电容电流逐渐增加，导致原设计的消弧线圈容量偏小，故障时出现间歇性的弧光过电压现象，不能起到应有的调谐作用。1.3 继电保护方面存在的问题。从一次变电所到末端变电所间形成多级保护，致使保护选择性较差。虽然采用35kv直配供电方式，在一定程度上起到了防窃电和节能降耗等预期目的，但由于变电所间的联络线较短，同时也出现了常规继电保护无法配合，造成部分110kv变电所至35kv油区变电所输电线路的速断保护无保护范围等现象。根据设计规程要求，对10km以下的线路，一般应设差动保护作为主保护，但因线路差动保护投资较高，且要求敷设与架空线路等长的辅助导线，致使维护工作量较大，所以在目前的这些线路上仍按习惯设置带方向或不带方向的过流、速断保护。由于线路首末端短路阻抗相差甚小，从而故障时使相邻线路的速断保护失去选择性甚至出现越级跳闸等现象。2 6千伏直配系统运行经验某地区6千伏直配供电系统有架空线路351公里，电缆4.8公里。1974年10月测得全网电容电流为15.36安。某地区连续三年平均年雷电日为67.3日，3年中共发生永久性接地67次，线路跳闸69次，设备损坏21台(件)，威胁安全运行。其发电机定子线圈采用烘卷式绝缘，未经防晕处理，起始电晕电压低，对发电机进行单相接地试验，有下列现象：1.当定子线圈对地电压为5-5.5千伏时，出现电晕现象，其部位在励磁机侧上部定子铁心槽口约10一20毫米处，有黄白色亮斑。在出现电晕之前，接地电流与电压的关系基本上是线性的，而出现电晕后，两者则呈非线性，电流增长为电压增长的1.55-1.89倍。出现电晕现象后，随着电压继续上升，在铁心槽口多处出现电晕光辉，可以闻到刺鼻的臭氧气味。装设消弧线圈后，对发电机的安全运行也取得明显的效果。根据运行人员反映和笔者在现场的实地了解，当发生单相永久性接地故障时，发电机因电晕产生的臭氧气味没有过去严重。其原因由于接地电流显著减小，接地电弧容易熄灭，电弧接地过电压的幅值及其作用在发电机上的时间相对减少，因而使电晕减弱，分解出来的和积聚在发电机腔内的臭氧必然减少。与此同时，发电机绝缘受臭氧和氮的混合化合物气体腐蚀的程度，也大为减轻，从而延长了发电机线圈的使用寿命。3 故障分析与处理3.1 故障分析如果各相对地电容值不平衡度超过一定程度时，中性点电压u0就会达到整定值，启动保护，发出接地信号。阳煤集团公司现有35kv线路约150余千米，点多面广，且由于矿井变电站多处于偏远地区,地形复杂,造成了各相对地电容的不平衡，在矿-黄线未投入运行之前,系统电压已经存在不平衡现象，但中性点电压尚未达到整定值,不会出现接地现象。但矿-黄线投运后，中性点电压达到了整定值，接地保护装置动作而发出接地信号。3.2 故障处理针对系统存在的这种情况，决定在矿站35kv系统的b相母线处加装集中补偿电容，人工强迫各相对地电容相等，使中性点电压等于零，从而消除接地故障，同时提高矿区电网的供电质量。4 解决问题的对策4.1 加装电抗器在变电所35kv线路出口加装电抗器，以增加线路短路阻抗，限制线路故障时的短路电流，减小电压的波动，提高变电所的35kv母线残压。针对35kv直配线路故障时产生电压波动，我们先后多次进行现场调研，提出在变电所35kv线路出口加装限流电抗器，以增加线路短路阻抗。电抗器习惯上主要是用于断路器遮断电流及其他电器的动热稳定电流不能满足安装地点要求的场合，其额定电抗值的选择依据有二：一是按限流条件选择电抗值；二是电抗器负荷侧短路时母线残压应不低于额定电压的65%。根据中原油田35kv直配线路供电的实际情况，我们采用了后一种依据，即保证线路短路故障时变电所的35kv母线电压不低于额定电压的70写。因此，所选用的电抗器为xkk一35，额定电流为150a，属户外干式的。4.2 完善35kv系统消弧线圈对部分一变电所容量偏小的消弧线圈重新进行了增容，使之能够满足调谐的要求，从而使系统发生单相接地故障时，故障处的电弧不足以维持而自行熄灭，将接地故障迅速消除，提高了供电的可靠性。另外，由于消弧线圈的正确补偿作用杜绝了电弧重燃的可能性，从而使故障时不会产生弧光接地过电压现象。4.3 短距离阻抗保护针对35kv供电系统线路保护所存在的问题，根据实际情况我们拟采用短距离阻抗保护。此项措施正在加紧准备实施。5 实施效果通过采取上述措施避免了35kv直配电系统故障时油区人而积停电现象的发生，起到了保油上产的作用，具有良好的经济效益和社会效益，6 结语从以上已实施的措施来看，效果是相当好的。一方面避免了由于线路故障时35kv系统电压波动造成的油区大量的抽油机井停井事故的发生，起到了保油上产的作用;另一方面也有助于35kv直配供电技术更好的应用与推广。针对故障形成原因，采用集中补偿电容后,中性点电压为零，实际补偿效果明显。参