炼油厂供电系统抗晃电分析及改造

刘声忠

摘 要：110kV永坪变的35kV侧外供线路多次遭受雷击，导致线路发生接地或短路故障，造成永坪炼油厂多次停电或晃电事故。针对停晃电事故，首先对2003—2012年以来全厂发生的停晃电事故进行统计，10年内共发生停电晃电：29次（其中受电网停电影响4次，占总次数的13.8%。受雷击影响停晃电25次，占总次数的86.2%）。通过故障录波及分析得出：造成停晃电的主要原因是外供线路遭受雷击。为解决这一问题，提出了3种解决方案，通过方案分析比较，采用将永坪变的外供线路负荷甩开，增加1台主变带外供负荷，将现有2台主变作为我厂专用变方案。方案实施后，供电系统运行效果良好。经统计，从2013年12月20日—2014年12月31日，永坪区周边遭受12次雷击，炼油厂停电晃电事故降为0次。

关键词：供电系统 抗晃电 分析 改造

中图分类号：TQ083.1 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）05（b）-0041-02

因110kV永坪变35kV外供线路多次遭受雷击，造成主变10kV侧电压下降，导致永坪炼油厂发生多次停电或晃电事故。炼油厂生产装置因停电或晃电切料或停车，这一问题严重影响永坪炼油厂的正常生产和装置平稳运行。

永坪炼油厂供电系统电源取自延安电网110kV永坪变，110kV永坪变原有50MVA容量主变2台，110kV永坪变除担负着永坪炼油厂生产供电外，还担负3路35kV外供电的任务。

110kV永坪变外供线路故障频繁，自2003—2011年累计影响我厂正常生产26次（其中受雷击影响23次，系统故障3次），仅2011年发生雷暴日天气11次，受雷击影响8次。2012年发生雷暴日天气5次，受雷击影响3次。2011年8月19日因110kV永坪变上一级变电站（330kV朱家变）故障，造成我厂全厂停电事故，2012年6月24日因雷击永丰线路故障，造成我厂晃电，部分机泵停机。随后又因110kV永坪变停电引起永坪炼油厂全厂停电。2012年6月26日因雷击永丰线路，造成我厂晃电，72台机泵停机。以上停电事故严重影响了炼油厂的生产。

1 原供电系统概况

永坪炼油厂原供电系统概况。

永坪炼油厂原有35kV总变电站1个，该站有五路电源进线，电源均取自延安电网110kV永坪变，110kV永坪变装设两台主变，容量均为50MVA。永坪变110kV进线分别为双回（朱）家—永（坪）Ⅰ、Ⅱ线和110kV永（坪）—子（长）线，正常情况下由110kV（朱）家—永（坪）Ⅰ、Ⅱ两回线供电，110kV永（坪）—子（长）线备用。原供电系统一次接线图如图1。

2 供电系统抗晃电方案分析

提出方案如下。

（1）方案一。

将现有永坪变电气主接线改造为单母线三分段接线方式。

（2）方案二。

维持现有110KV双回路单电源方式，将站内110kV母线间隔做适当调整，在原1#主变的西侧增加1台3#主变（31.5MVA）。该主变接入110kV的 I段母线。同时将现有35kV负荷全部接入3#主变。

（3）方案三。

永坪变家永双回输电线路、永子T接线同现有2台主变维持单母线分段接线，建设永子T接II线线和3#主变组成线变组接线方式。同时将现有35kV负荷全部接入3#主变。

方案分析如下。

方案一分析：从接线形式看，该方案最为理想，但需增加三分段出线间隔、3#主变进线间隔、III母压互间隔、III母流互间隔，因现场条件不足，该方案无法实施。

方案二与方案三：从供电可靠性比较，方案二与方案三相差不大，两方案均能保证供电的可靠性。从抗晃电角度分析：方案三将110kV主变10kV负荷与35kV负荷电气隔离，通过相关单位仿真计算，在外供35kV线路发生三相短路时，10kV母线电压跌落至0.94Ue以上。方案二在外供35kV线路发生三相短路时，10kV母线电压跌落至0.85Ue以上，方案三略优于方案二。从实施难度和实施周期来看：方案二只需将110kV的I段母线停运后，搬迁I母压互至I母备用间隔，再安装3#主变110kV进线间隔即可，可做到系统不停电，实施难度小。方案三在将I段母线停运后，还要拆除部分母线，再将原有永子T间隔倒入3#主变进线间隔，组成线变组接线。最后安装3#主变110KV侧进线间隔设备，需要系统停电，且施工周期长。

3 方案确定

经组织有关专家对110kV永坪变10kV的停晃电问题进行了专题研究，建议采用方案二。并提出增加2套容量6000kvar的SVG（动态无功补偿装置），当发生雷击或短路故障时，SVG对永坪变10kV能起到一定电压支撑作用，改善10kV母线的无功状态，减少暂态故障时10kV母线的工频电压波动，经多方论证最终确定采用方案二。

4 改造内容

（1）新增110kV3#主变1台，容量31500kVA。

（2）新增3#主变进线间隔1个，将原I母压互移至1#主变间隔东侧。

（3）在35kV母线新增1个主变进线间隔。

（4）在室内10kV配电装置增加2个出线间隔。

（5）增加1个10kV III段母线（含进线柜、PT柜、电容馈线柜）。

（6）新增2套容量6000kvar的SVG（动态无功补偿装置）；原有电容补偿装置拆除1套，移位1套。

5 改造后供电系统概况

改造后，110kV永坪变共有3台110kV主变，110kV母线采用单母线分段接线，家永I线接入I段母线，家永II线接入I段母线，永子T线作为保安电源接入II段母线。新上的3#主变110kV进线接入I段母线，35kV负荷均接入3#主变35kV侧。永坪炼油厂的10kV负荷均引自1#、2#主变的10kV。一次接线图如图2。

6 改造后供电系统运行效果

供电系统抗晃电改造实施后，优化了原有供电系统结构，110kV永坪变35kV负荷接入新增的3#主变，将易受雷击的35kV外供线路与永坪变1#、2#主变10kV隔离，正常运行时1#、2#主变专带炼油厂生产用电负荷。3#主变供35kV外供线路负荷。

抗晃电改造后，自2013年12月20日投入运行，截至2014年12月底永坪及周边共发生了12次雷暴日天气，永坪炼油厂供电系统运行平稳，未发生供电系统停电及晃电现象。

7 结语

永坪炼油厂供电系统抗晃电改造是因供电系统停晃电，其中主要因供电系统遭受雷击引起炼油厂停电或晃电事故，给我厂带来很大经济损失，为解决供电系统停电及晃电这一问题而实施的。本次改造解决了一下两个问题：（1）通过改变供电系统接线方式，增加有效的电气隔离，优化电网结构，解决了系统遭受雷击引起炼油厂停电或晃电的问题。（2）通过增加1台110kV 3#主变，转移原有35kV负荷，将原1#、2#主变作为永坪炼油厂的2台专用变，解决了新建装置的用电增容问题。

从运行效果看，自2014年1月至12月底，永坪区共计发生雷暴日天气12次，未发生过一次系统晃电或停电现象。改造实施后效果明显，保障了永坪炼油厂装置的安全平稳连续运行，也给永坪炼油厂带来了非常好的经济效益。

参考文献

[1] 何仰赞.温增银电力系统分析[M].武汉：华中科技大学出版社，2002.

[2] 张世杰，刘杰.防电压波动技术的应用[J].河北企业，2010（11）：87.

[3] 陈春玲.电能质量扰动分析与监测研究[D].沈阳：沈阳农业大学，2009.