技术改造指导意见

附件附件 1212 并联电容器装置技术改造指导意见并联电容器装置技术改造指导意见 征求意见稿 国国 家家 电电 网网 公公 司司 20062006 年年 1 1 月月 I 目目 录录 1 1 范围范围 1 1 2 2 规范性引用文件规范性引用文件 1 1 3 3 专用术语专用术语 3 3 3 1 老旧设备 3 3 2 老化设备 3 3 3 大容量电容器 34 3 4 年故障率 34 3 5 电容器可用率 4 3 6 与周围环境不相适应设备 4 3 7 整组电容器改造 4 4 4 总则总则 4 45 5 4 1 制订目的 45 4 2 制订依据 45 4 3 基本原则 5 5 5 并联电容器装置现状分析并联电容器装置现状分析 6 6 5 1 并联电容器装置现状分析的要求 6 5 2 目前公司系统并联电容器装置存在的主要问题 67 5 3 结论 9 6 6 并联电容器装置技术改造原则及内容并联电容器装置技术改造原则及内容 9 91010 6 1 并联电容器装置技术改造的原则 910 6 2 并联电容器装置技术改造的内容 1011 6 3 并联电容器装置技术改造的设备选型原则和新技术应用 12 6 4 并联电容器装置技术改造的评估 13 附录附录 A A 并联电容器装置现状分析并联电容器装置现状分析 15151616 1 1 1 范围范围 本指导意见规定了并联电容器装置技术改造的原则和内容 本指导意见适用于国家电网公司系统 110 66 kV 500kV 变电 站的 10kV 66kV 并联电容器装置技术改造工作 仅针对并联电容 器装置和成套装置中的其他设备 各区域电网 省 市 电力公司 可根据本指导意见 结合本地区实际情况制订相应的并联电容器装 置技术改造规划和计划 2 2 规范性引用文件规范性引用文件 下列文件中的条款通过本指导意见的引用而成为本指导意见的 条款 凡是注日期的引用文件 其随后所有的修改单 不包括勘误 的内容 或修订版均不适用于本指导意见 然而 鼓励根据本指导 意见达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本 凡是不 注日期的引用文件 其最新版本适用于本指导意见 GB 15116 5 1994 交流高压熔断器并联电容器外保护用熔断 器 GB 50227 1995 并联电容器装置设计规范 GB T 11024 1 2001 标称电压 1kV 以上交流电力系统用并联 电容器 第一部分 总则 性能 试验和定额 安全要求 安装和运 行指导意见 GB T 11024 2 2001 标称电压 1kV 以上交流电力系统用并联电 容器 第二部分 耐久性试验 2 GB T 11024 3 2001 标称电压 1kV 以上交流电力系统用并联电 容器 第三部分 并联电容器和并联电容器组的保护 DL 402 1991 交流高压断路器订货技术条件 DL 442 1991 高压并联电容器单台保护用熔断器订货技术条 件 DL 462 1992 高压并联电容器用串联电抗器订货技术条件 DL T 604 1996 高压并联电容器装置订货技术条件 DL T 628 1997 集合式高压并联电容器订货技术条件 DL T 653 1998 高压并联电容器用放电线圈订货技术条件 DL T 840 2003 高压并联电容器使用技术条件 DL T 840 2002 交流电力系统金属氧化物避雷器使用导则 JB T 8958 1999 自愈式高压并联电容器 SD 325 1989 电力系统电压和无功电力技术导则 试行 国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定 国 家电网生 2004 203 号 国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则 国家电网生 2004 435 号 变电站管理规范 试行 国家电网生技 2003 387 号 关于加强电力生产技术监督工作意见 国家电网生产输电 2003 29 号 高压并联电容器装置技术监督规定 国家电网生技 2005 174 号 3 高压并联电容器装置技术标准 国家电网生技 2004 634 号 高压并联电容器装置运行管理规范 国家电网生技 2005 172 号 高压并联电容器装置设备检修规范 国家电网生技 2005 173 号 预防高压并联电容器装置事故措施 国家电网生技 2004 641 号 国家电网公司十八项电网重大反事故措施 试行 国家电 网生技 2005 400 号 3 3 专用术语专用术语 下列术语和定义适用于本指导意见 3 13 1 老旧设备老旧设备 老旧设备指油纸绝缘 含多氯联苯 三角形接线的电容器组 3 23 2 老化设备老化设备 老化设备指因材质 外界环境 运行年限等因素影响 导致机械 电气性能达不到其设计要求的设备 3 33 3 大容量电容器大容量电容器 大容量电容器指单台单相容量在 1000kvar 以上的电容器 3 43 4 年故障率年故障率 年故障率 年故障台数 台 年运行总台数 台 100 4 3 53 5 电容器可用率电容器可用率 单组电容器可用率 100 小小小小小 1 故障小时数 Ki 全企业电容器可用率 100 小小小小小 1 1 1 n i n i K 器组容量抗电容 故障小时数故障容量 3 63 6 与周围环境不相适应设备与周围环境不相适应设备 指运行环境发生变化 导致电容器组不能正常运行 3 73 7 整组电容器改造整组电容器改造 整组电容器改造指全部或大部分设备的改造 4 4 总则总则 4 14 1 制订目的制订目的 为提高并联电容器装置安全经济运行水平和技术水平 确保电网 安全稳定运行和经济效益 有计划 有重点 有步骤地实施并联电容 器装置的技术改造 制订本指导意见 4 24 2 制订依据制订依据 本指导意见依据国家有关法律法规 产业政策 环境保护政策 节约能源政策 国家颁发的电力法律法规 国家 行业现行的有关 国家 行业标准和规程 我国电力工业 十一五 规划 企业现行的 有关标准 制度 规定 规范 导则 预防事故措施以及国家电网 公司 2002 年 2004 年并联电容器装置现状调查情况制订 5 4 34 3 基本原则基本原则 按照科学 全面 协调 可持续发展的要求 并联电容器装置的 技术改造应遵循以下基本原则 a 统一规划原则 由公司制订统一的阶段性并联电容器装置技 术改造指导意见 在总体上明确并联电容器装置技术改造原则和方向 全面指导公司系统并联电容器装置技术改造工作的开展 b 因地制宜原则 各网省公司根据公司整体技术改造指导意见 结合本地区特点 制订符合实际的并联电容器装置技术改造发展规划 切实提高技术改造的针对性和有效性 c 安全第一原则 通过对并联电容器装置运行状况评价 针对 并联电容器装置存在的问题和隐患 确定技术改造方案 合理安排技 术改造计划 构筑网架坚强 设备可靠的电网 确保电网安全可靠运 行 d 技术经济原则 以技术进步为先导 以经济效益为中心 积 极采用先进适用的新技术 新产品 新材料 新工艺和电网运行管理 控制技术 重点解决影响电网运行的关键因素和突出问题 并通过技 术经济比较 适度考虑发展 制订优化技术改造方案 e 统筹协调原则 根据电网发展需要 统筹考虑并联电容器装 置技术改造规划的制订实施 既考虑设备整体的健康水平 又要保证 有重点的发展 既考虑提高生产能力 又要突出技术进步 根据轻重 缓急和技改资金规模 统筹安排 综合平衡 滚动发展 确保规划有 步骤 有计划的实施 6 5 5 并联电容器装置现状分析并联电容器装置现状分析 5 15 1 并联电容器装置现状分析的要求并联电容器装置现状分析的要求 在制定并联电容器装置技术改造计划前 首先需要对并联电容器 装置现状进行分析 主要包括以下基本内容 5 1 15 1 1 并联电容器装置的基本情况并联电容器装置的基本情况 a 按变电站电压等级进行并联电容器装置在运容量汇总 b 不同类型 不同电压等级并联电容器装置容量 组数 台数 运行年限和相应比例的统计分析 c 不同类型并联电容器装置及并联电容器附属设备故障分类 故障率及相应比例统计 分析 d 区域电网近年电网容性补偿度统计 分析 5 1 25 1 2 存在的主要问题和薄弱环节存在的主要问题和薄弱环节 通过对并联电容器装置类型 运行年限 故障的统计分析 提出 趋势性结论 归纳其在设备配置 技术水平 健康状况 产品质量 安全可靠性 环境适应性等方面存在的问题和薄弱环节 5 1 35 1 3 分析结论分析结论 根据对并联电容器装置现状分析 综合得出现有并联电容器装置 的健康状况 技术水平和安全运行水平等方面的总体评价 存在问题 改造方向等结论 5 25 2 目前公司系统并联电容器装置存在的主要问题目前公司系统并联电容器装置存在的主要问题 7 5 2 15 2 1 制造质量问题制造质量问题 根据统计结果 2004 年公司系统并联电容器装置损坏台数占运 行总台数的 1 38 其中并联电容器装置本身质量问题引起的占 1 17 并联电容器装置的质量问题是故障的主要原因 5 2 25 2 2 设计选型及配置问题设计选型及配置问题 a 在基建及技术改造时 并联电容器装置选型不当 引起并联 电容器装置故障 影响电容器投入率 b 并联电容器补偿容量不足 变电站规划设计时 由于未全面 考虑变电站的无功平衡及负荷发展 变化 导致变电站在投运之初或 运行若干年后出现补偿容量不足 从各区域电网容性补偿度统计结果 分析 各区域电网容性补偿发展不平衡 华东及华北公司补偿度分别 达 1 04 及 0 94 其他公司均小于 0 64 从一个侧面反映出容性补偿 不足和无功补偿装置的配置水平 c 分组容量过大 变电站规划设计时 未充分考虑变电站负荷 状况 单组容量过大 负荷未达单组容量时 并联电容器装置处于停 运状态 影响设备利用率 d 由于变压器分接头设计 选型不当调压受限或分接头调整不 及时 并联电容器装置无法投入 5 2 35 2 3 运行维护及运行环境变化问题运行维护及运行环境变化问题 a 由于运行中负荷性质发生变化 特别是谐波源变化 导致并 联电容器装置对谐波放大 并联电容器装置不能可靠运行 应尽早提 出改造计划 8 b 接入点需要无功补偿 但由于系统电压高 并联电容器装置 无法投入运行 c 自动跟踪补偿电容器装置在电网中所占比例低 能实现按负 荷变化进行自动跟踪补偿是近几年应用于电网的新技术 就其经济性 而言 较整组投退的并联电容器配置有一定优势 d 运行维护不到位 清扫 缺陷消除不及时 e 户内安装的电容器装置通风不良 造成环境温度过高 超过 运行允许温度 5 2 45 2 4 并联电容器装置配套辅助设备的问题并联电容器装置配套辅助设备的问题 a 室内使用并联电容器装置串联电抗器发热问题 对并联电 容器装置的安全运行 使用寿命产生一定程度的影响 b 部分放电线圈设计结构不合理 造成运行中出现渗 漏油 影响安全运行 c 10kV 并联电容器装置使用的隔离开关 因设计结构问题 运 行中出现发热较多 影响安全行动运行 d 引线接头发热 影响并联电容器装置正常使用 e 并联电容器装置配用串联电抗器百分比因负荷性质发生变化 已不能满足抑制谐波要求 f 外熔断器质量不良 熔断器安装角度不符合要求 熔丝电流 选择不当 弹簧紧力不够 锈蚀等 9 g 串联电抗器本身无保护 电抗器故障影响电容器的正常运行 在布置时为了节省占地 多采用叠装布置 单相故障时引发相间故障 影响并联电容器装置投运 5 35 3 结论结论 根据前述分析结论 目前国网公司所辖电网中变电站运行的各电 压等级并联电容器装置的健康状况整体上处于较好的水平 还存在个 别问题影响安全运行的情况 如产品设计和制造质量等 现有并联电 容器装置对电网的安全经济运行起到了一定的作用 但随着数量和运 行年限逐年增长 发生事故的概率上升 而且因为部分老设备状况不 佳 可用率明显降低 甚至被迫更换 另一方面 由于制造质量不良 形成的设备先天缺陷 往往在运行初期就发生事故 需要及早预防 由于多方面的原因 部分设备不能充分满足社会 经济和企业发展的 全面要求 并联电容器装置配制不合理在一定程度上影响电网经济运 行 均需要通过技术改造来提高设备的安全经济水平和技术水平 6 6 并联电容器装置技术改造原则及内容并联电容器装置技术改造原则及内容 6 16 1 并联电容器装置技术改造的原则并联电容器装置技术改造的原则 并联电容器装置的技术改造 应根据本指导意见的有关内容 结 合本地区经济发展 电网规划的要求 制订切合实际的并联电容器装 置技术改造计划 在对运行设备进行技术分析 设备评价的基础上立 项和确定技术改造项目 内容 重点解决设备可靠性差 容量不足 长期得不到更新改造的老旧或老化设备 技术水平低的设备以及与电 10 网发展 环境保护 运行控制配合 自然气候变化等不相适应的并联 电容器装置 6 1 16 1 1 加快改造老旧设备加快改造老旧设备 对运行年限长的老旧设备进行全面评估分析 针对设备存在的问 题和隐患 有计划 有步骤地进行技术改造 全面提高并联电容器装 置的安全经济水平 6 1 26 1 2 及时改造老化设备及时改造老化设备 加强对设备的诊断 对于存在老化现象的设备 分析老化原因 制订改造方案 彻底根除设备隐患 6 1 36 1 3 合理改造与周围环境不相适应的设备合理改造与周围环境不相适应的设备 加强运行管理 及时掌握电网发展及周围环境变化情况 对不能 满足安全经济运行要求及不相适应的设备 有计划 有步骤地进行改 造 6 1 46 1 4 改善管理手段 提高生产装备水平改善管理手段 提高生产装备水平 采用科学的管理手段和技术含量高的先进生产装备 提高设备运 行 控制以及管理水平 6 26 2 并联电容器装置技术改造的内容并联电容器装置技术改造的内容 6 2 16 2 1 新增和拆减新增和拆减 移移 并联电容器装置并联电容器装置 新增和拆减 移 并联电容器装置主要解决补偿容量不足和配置容 量不合理长期未投运的问题 a 变电站容性无功补偿装置容量不满足 国家电网公司电力系 统无功补偿配置技术原则 规定下限要求 或 35kV 220kV 变压器一 11 次侧功率因数在最大负荷时低于 0 95 应对变电站无功补偿装置进 行增容改造 如果是由于用户无功补偿容量不合理引起的 应督促用 户进行并联电容器装置的增容改造 变压器最大负荷时其高压侧功率 因数低于 0 95 的变电站应进行无功补偿装置的增容改造 b 变电站扩建 主变压器进行增容改造时 应同时考虑容性无 功补偿装置的增容改造 并重新核定并联电容器装置的分组容量 避 免因早期设计分组容量过大造成的调压困难和利用率低等问题 c 单组容量过大 配置不合理 长期未投入运行 不能满足经 济运行要求的电容器 应进行容量的拆减 移 6 2 26 2 2 整体更换整体更换 整体更换主要针对不进行技术改造已不能满足运行安全性 经济 性 电网发展适应性 技术性能不满足要求以及老旧电容器 a 已严重老化或劣化的并联电容器装置 一般指运行年限长且 并联电容器装置年损坏率超过 5 应进行改造 b 由于系统变化 系统参数或系统谐波 造成并联电容器组谐 波过电流的并联电容器组应进行改造 6 2 36 2 3 部分改造部分改造 部分改造主要针对并联电容器成套装置中电容器本身及其配套设 备进行 包括故障前更换和故障后更换 a 运行中的并联电容器及其成套装置 回路中的相关设备不满 足规程 规范或预防事故措施规定时应进行技术改造 12 b 并联电容器本身及成套装置中重要配套设备存在设计与制造 隐患的并联电容器及配套设备 c 其他存在运行安全隐患 运行经济性差等并联电容器装置 6 36 3 并联电容器装置技术改造的设备选用原则和新技术应用并联电容器装置技术改造的设备选用原则和新技术应用 a 并联电容器装置选型的技术要求应符合国家 行业标准和国 家电网公司 高压并联电容器装置技术标准 的规定 b 并联电容器装置选型应选择技术先进 性能稳定 可靠性高 符合环保和节能要求 型式试验合格且报告在有效期内的定型产品 未经鉴定或技术评审的产品不得入网运行 虽经鉴定 技术评审或型 式试验合格 但性能不稳定 可靠性差 无法满足运行要求的产品不 得选用 c 新技术与先进技术的应用以符合国情 技术先进合理 质量 可靠 经济实用 符合国际标准 国家标准 电力行业标准及电网公 司的要求为原则 依靠科技进步 采用先进的技术和设备 提高并联 电容器装置的整体水平为方向 d 采用科学的管理手段和技术 逐步提高并联电容器装置运行 状况的监测 控制自动化水平 实现电网中无功电压综合控制的改造 e 采用先进的检测设备和试验方法 如不拆线测量电容量方法 等 f 在无功负荷波动大的变电站 积极采用动态无功补偿技术 13 g 在电网电压支撑点积极采用动态无功设备的改造 6 46 4 并联电容器装置技术改造的评估并联电容器装置技术改造的评估 并联电容器装置技术改造的评估包括并联电容器装置技术改造前 评估和并联电容器装置技术改造后评估 并联电容器装置技术改造前评估主要针对并联电容器装置现有状 态 进行项目的必要性 可行性 技术经济性分析 确定技术改造方 案 预测技术改造效果 并联电容器装置技术改造后评估主要针对并联电容器装置改造后 的状态 对技术改造工作的安全性 经济性 改造质量 是否达到预 期效果进行评估 6 4 16 4 1 主要经济技术指标主要经济技术指标 6 4 1 16 4 1 1 使用价值使用价值 使用价值是指在对并联电容器装置状态评估和综合分析的基础上 确定设备的剩余寿命和相应的使用价值 6 4 1 26 4 1 2 设备可用率设备可用率 设备可用率是指设备进行技术改造后的安全经济运行水平是否达 到要求 6 4 1 36 4 1 3 维护和检修费用维护和检修费用 维护和检修费用主要是指正常情况下周期性对并联电容器装置维 护和检修 以及非正常缺陷 故障和事故检修等停运所损失的电量 14 维护和检修材料和人工的费用 包括现阶段和以后设备预期剩余寿命 时间段内两部分 6 4 1 46 4 1 4 其他经济技术指标其他经济技术指标 包括由于并联电容器装置运行不能满足无功平衡要求增加的网损 供电质量受影响引起的损失等 6 4 1 56 4 1 5 技术指标应达到的要求技术指标应达到的要求 技术指标应达到如下要求 全网容性无功补偿度 0 70 并联电 容器可用率 96 00 功率因数 35 110kV 0 95 6 10kV 0 90 6 4 26 4 2 经济效益和社会效益经济效益和社会效益 并联电容器装置的技术改造应综合经济效益和社会效益两方面 的影响 经过技术改造后 其经济效益体现在防止和减少故障或事 故 提高设备的健康水平和电能质量 降低检修维护和运行成本 线损率下降等可分析测算的直接经济效益 其社会效益体现为提高 了系统供电可靠性 避免由其扩大事故造成的不良社会影响 由于全国各地电网的发展水平和基础条件不同 各地经济发展对 电网的要求不同 各网 省公司进行并联电容器装置技术改造的可靠 性 经济效益和社会效益的评估时 应从实际情况出发 结合地区特 点 建立科学合理 规范高效的评估实施方法 15 附录附录A A 并联电容器装置现状分析并联电容器装置现状分析 A 1A 1 并联电容器装置概况并联电容器装置概况 不同电压等级变电站内并联电容器装置容量汇总表见表 A 1 2004 年国家电网公司及区域电网公司容性补偿度统计 A 2 表 A 1 不同电压等级变电站内电容器设备容量汇总表 Mvar 统计年份 500 330 kV 220 kV110 66 kV35 kV 合计 2004 年 12030 942531 739396 413306 3107265 4 表 A 2 2004 年国家电网公司及区域电网公司容性补偿度统计 补偿度国网公司华北公司东北公司华东公司华中公司西北公司 容性补偿度 kvar kW 0 820 940 641 040 580 54 A 2A 2 设备故障情况统计设备故障情况统计 集合式及大容量并联电容器装置故障情况统计表见表 A 3 框架 式并联电容器装置故障情况统计表 单台容量 1000kvar 以下 见表 A 4 2004 年电容器年故障率见表 A 5 2004 年并联电容器装置附属 设备故障统计见表 A 5 表 A 3 集合式及大容量电容器故障情况统计表 统计年份 2004 年 运行台数损坏台数损坏原因年故障率 16468510 电容量超标 主绝缘不良 3 1 表 A 4 框架式电容器故障情