淺析河北南部電網(wǎng)存在的主要問題及對策

1、淺析河北南部電網(wǎng)存在的主要問題及對策關(guān)遮斷電流的90%以上.這些廠、站在系統(tǒng)中的位置較為重要,通過方式安排降低母線短路容量存在較大困難,因此,上述開關(guān)應(yīng)及早進(jìn)行更新改造.兆通站220kV母線短路電流已達(dá)31.14kA,10臺220kV開關(guān)額定遮斷電流均為3L5kA,2022年應(yīng)考慮全部更換.根據(jù)短路電流分支系數(shù)計(jì)算,主變211、212開關(guān)、兆鋼一、二線261、262開關(guān)盡可能在石廠200MW機(jī)組并網(wǎng)前進(jìn)行更換,其它6臺開關(guān)應(yīng)在年內(nèi)更換完畢.同時(shí),應(yīng)對兆通站母線架構(gòu)、刀閘等一次設(shè)備進(jìn)行校核.來馬站母線短路電流為28.99kA,有7臺31.5kA的開關(guān),分別為251、252、253、254、255

2、、211、202,到達(dá)開關(guān)遮斷電流的92%.考慮短路分支系數(shù)因素,2022年應(yīng)優(yōu)先安排更換主變211開關(guān),其它6臺開關(guān)應(yīng)在2022年、2022年考慮安排更換.馬頭電廠母線短路電流為28.36kA,有5臺31.5kA的開關(guān),分別為215、216、272、276、240,到達(dá)開關(guān)額定遮斷電流的91%.考慮短路分支系數(shù)因素,2022年應(yīng)優(yōu)先安排更換啟備變240開關(guān),其它4臺開關(guān)應(yīng)在2022年、2022年考慮安排更換.羊范站母線短路電流為25.05kA,有1臺26.3kA的開關(guān)主變211開關(guān)還未改淺析河北南部電網(wǎng)存在的主要問題及對策?簡介：文章分析了影響河北南網(wǎng)平安穩(wěn)定運(yùn);蟋拜哭豌鋤轆魏蔚演好應(yīng)在20

3、22?關(guān)鍵字：電網(wǎng),電力系統(tǒng)穩(wěn)定,供電可靠性,運(yùn)行平安2.2邯邢斷面220kV線路過負(fù)荷1河北南網(wǎng)概況根據(jù)2022電網(wǎng)分析計(jì)算,與華中聯(lián)網(wǎng)后,在某些方式時(shí)邯邢斷面220kV線路存在過負(fù)荷截止邛踴2癱應(yīng)用螭WiWWfe行中的線路裝機(jī)容量為理然穗#和軸22魄曲鐲曲聯(lián)網(wǎng)后的發(fā)電容量為翻70MVV占全網(wǎng)直調(diào)總?cè)萘康?0.35%;接入500kV電網(wǎng)的發(fā)電容量為1260MW占全網(wǎng)直調(diào)總?cè)萜髂媳Ｋ奚媒奐卑括kV及以下的直調(diào)發(fā)電容植據(jù)華珊網(wǎng)蒯賺屢胭亶諭缺年夏季房山容量的15喀蜘夏趣嵬檎新罐區(qū)律瞅圾至菱,為限制房廠,裝機(jī)向隔腌迨短撕曜瞿已麻麻友蛹kV洞忖聯(lián)絡(luò)線將解南網(wǎng)直調(diào)惆避春單當(dāng)保嵬黃荷蟋的做烈葬閘,保定年

4、底,全網(wǎng)眠蜃飯05Q啕翦翱懂闔驛,50幅VfSiJ185kV以壓變壓器4成,鏘圜呆弗里M掉向保翅kV期傀域壓問題,可路6條,長鹿潮0.1蔚睡博展kV蹲瞞招8座箕低壓減載裝括用戶站3g獨(dú)保22地諛舞蝴!施減載裝鰲的220kv站量14190遮葬澗造南鼬貨椅3220W與500kV構(gòu)成主網(wǎng)架,通過220kV韓韓村河涿涿州雙回線及500kV房保線與24500kV主變過負(fù)荷經(jīng)2022年短路容量分析,兆通、來馬、馬頭電廠、羊范220kV母線三相短路電流已到達(dá)開在的薄弱環(huán) 津考黜鼾對舉措京津唐電網(wǎng)相聯(lián).潮流分布為南電北送、西電東送的格局.全網(wǎng)最高發(fā)購電負(fù)荷到達(dá)8570MH南網(wǎng)6個(gè)供電公司網(wǎng)供最大負(fù)荷依次為石家

5、莊：2400MVV邯鄲：1731MW保定：1610MH滄1止1234MH邢臺：1172MVV衡水：862MW2主網(wǎng)存在問題及對策隨著全國聯(lián)網(wǎng)的推進(jìn),2022年,河北南網(wǎng)將通過保北一一霸州一一吳莊500kV線路與天津聯(lián)網(wǎng),通過邯東一一新鄉(xiāng)500kV線路與華中電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng),同時(shí)邯東一一廉州、邯東一一藺河500kV線路也將投入運(yùn)行,電網(wǎng)結(jié)構(gòu)將發(fā)生較大變化.河北南網(wǎng)成為聯(lián)結(jié)東北、 華北和華中的大通道.大區(qū)聯(lián)網(wǎng)初期,穩(wěn)定問題突出,電網(wǎng)運(yùn)行方式多處受限,短路容量劇增,開關(guān)遮斷容量缺乏,部分刀閘、線路不能滿足熱穩(wěn)定要求.2.1局部廠站開關(guān)遮斷容量缺乏河北南網(wǎng)僅有4臺500kV降壓變壓器,經(jīng)計(jì)算分析,當(dāng)從外網(wǎng)受電

6、較多時(shí),1臺變壓器掉閘可能引起其它變壓器過負(fù)荷,最大可能超過主變?nèi)萘康?0%根據(jù)變壓器運(yùn)行規(guī)程,變壓器應(yīng)有短時(shí)過負(fù)荷水平,0.5h短期急救負(fù)載系數(shù)為1.50.針對主變過負(fù)荷問題制定事故處理預(yù)案,采用事故后運(yùn)行調(diào)整的方法解決.3輸配網(wǎng)存在的問題及對策3.1重要供電小區(qū)運(yùn)行平安問題隨著電廠小機(jī)組的退役和小區(qū)負(fù)荷的不斷增長,小區(qū)供電可靠性問題日益突出.特別是石廠、邯廠小區(qū),在某些故障時(shí)功率缺額很大,很可能造成小區(qū)全停事故.應(yīng)提升現(xiàn)有低頻低壓解列裝置的定值,研究改造現(xiàn)有解列裝置,使裝置可靠動(dòng)作,盡可能預(yù)防發(fā)生小區(qū)全停事故.對特別重要用戶應(yīng)考慮從不同電源點(diǎn)引入電源,可大大提升供電可靠性,降低對用戶全停電

7、的幾率.針對機(jī)組退役后電廠供電區(qū)功率缺額較大問題,應(yīng)考慮直供負(fù)荷切改舉措,緩解小區(qū)供電壓力.3.2局部220kV變電站主變過負(fù)荷截止到2022年底,河北南網(wǎng)已投入運(yùn)行的220kV變電站共58座包括3座用戶站,最大負(fù)荷率超過80%勺變電站有26座不包括單臺主變的變電站,特別是其中12座站的最大負(fù)荷率已超過90%主變根本已滿負(fù)荷甚至過負(fù)荷.由于主變過負(fù)荷,造成用電頂峰季節(jié)嚴(yán)重限電,限制了電力市場開展.在12座滿負(fù)荷變電站中,高碑店、定州、王段、銅冶、東寺、南郊等6座變電站已制定解決舉措并正在建設(shè)中,許營、常山、魏縣、安平、 章西、 容城等6座已制定解決舉措但尚未開工.對于負(fù)荷率偏高的變電站應(yīng)適時(shí)采

8、取舉措減輕負(fù)荷.3.3局部地區(qū)缺少220kV變電站布點(diǎn)110kV線路供電距離較遠(yuǎn)河北南網(wǎng)京廣鐵路西側(cè)的太行山區(qū)及東側(cè)廣闊農(nóng)業(yè)地區(qū),過去經(jīng)濟(jì)比擬落后,用電負(fù)荷較小,主要靠110kV線路供電,供電距離較遠(yuǎn),例如保定地區(qū)上陳驛一一浮圖峪深源線路長達(dá)90k成串帶3座110kV站.近年來,隨著地方經(jīng)濟(jì)開展,用電負(fù)荷迅速增長,末端電壓最低達(dá)96kV,無法滿足用戶供電要求,限制了電力市場開展.保定、邢臺東部地區(qū)也存在110kV供電距離較遠(yuǎn)的問題.3.4110kV電網(wǎng)存在的問題雖然近年來進(jìn)行了大規(guī)模農(nóng)、城網(wǎng)改造,110kV電網(wǎng)得到很大改善,但是由于投入到110kV電網(wǎng)的資金有限,電網(wǎng)原有的問題并未徹底解決.另

9、外,隨著負(fù)荷增長,也出現(xiàn)了如下一些新的問題.a.單電源情況較多,不滿足供電可靠性要求.網(wǎng)絡(luò)根底比擬薄弱,單線單變情況較多,特別是沫源、流水、阜平、靈壽、新河、孟村、鹽山、海興、棗強(qiáng)、武強(qiáng)等縣全縣只有1路110kV電源,當(dāng)線路停運(yùn)時(shí)造成大面積甚至全縣停電,不但損失大量負(fù)荷,還會(huì)造成不良的社會(huì)影響.b.缺乏統(tǒng)一規(guī)劃,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)即復(fù)雜又薄弱.由于過去110kV電網(wǎng)由地方集資建設(shè),缺乏統(tǒng)一規(guī)劃,各地為節(jié)省投資,不注意增強(qiáng)主網(wǎng)架建設(shè),新建變電站往往只是就近破口或T接,1條線路串接或T接多個(gè)變電站的情況非常普遍,110kV網(wǎng)絡(luò)即薄弱又復(fù)雜,不但供電可靠性差、網(wǎng)損高,而且也難以滿足日益增長的負(fù)荷需求.3.5主

10、要對策針對目前供電配網(wǎng)存在的主變?nèi)萘咳狈?、供電水平和可靠性不滿足要求、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不合理等問題,應(yīng)采取以下舉措.a.舊站增容改造.河北南網(wǎng)現(xiàn)已投入運(yùn)行的50余座220kV變電站大多數(shù)規(guī)劃容量為2X120MVA,而出現(xiàn)過負(fù)荷的12座220kV變電站的主變?nèi)萘看缶植繛?X120MVA,因此2X120MVA的規(guī)模已不能滿足系統(tǒng)目前的負(fù)荷水平,更無法適應(yīng)電網(wǎng)進(jìn)一步開展.這些變電站大多數(shù)運(yùn)行1020a,設(shè)施狀況比擬好,且多數(shù)位于負(fù)荷中央,通過改造增容提升其供電水平,解決過負(fù)荷問題,一般要比建設(shè)新站投資少、工期短,在經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證可行的前提下,應(yīng)優(yōu)先考慮.b.建設(shè)新站.在負(fù)荷增長較快、潛力較大的區(qū)域,或電網(wǎng)

11、結(jié)構(gòu)比擬薄弱的區(qū)域,要適時(shí)地建設(shè)新站.但新建變電站布點(diǎn)必須考慮與其它站之間的關(guān)系,應(yīng)有合理的供電范圍,做到舊站增容改造與建設(shè)新站統(tǒng)籌規(guī)劃,優(yōu)化變電站布局.c.力口強(qiáng)110kV電網(wǎng)建設(shè).110kV電網(wǎng)存在的問題,往往直接影響到用戶供電,應(yīng)適當(dāng)增加投入,改善增強(qiáng)110kV電網(wǎng)結(jié)構(gòu),增加供電水平,提升供電可靠性與供電質(zhì)量,滿足用戶需求.d.適當(dāng)增強(qiáng)220kV變電站之間的110kV聯(lián)絡(luò),不僅可以提升110kV系統(tǒng)的供電水平和供電可靠性,還可以增加220kV變電站之間轉(zhuǎn)供電能力,提升主變負(fù)荷率,緩解過負(fù)荷問題.4電網(wǎng)設(shè)備抵御自然災(zāi)害水平缺乏及對策自然災(zāi)害是威脅電網(wǎng)平安運(yùn)行的主要因素之一.目前,電網(wǎng)抵御惡

12、劣天氣和自然災(zāi)害的能力缺乏,特別是城鄉(xiāng)電壓等級較低的配網(wǎng)桿塔、線路等設(shè)備抗侵襲水平不高.2022年8月,河北南網(wǎng)經(jīng)受了歷史上罕見的大風(fēng)雷雨天氣的襲擊,局部區(qū)域最大風(fēng)力超過12級,風(fēng)速達(dá)34m/s,超過了電網(wǎng)輸電線路最高設(shè)計(jì)風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn).在惡劣的氣象條件下,城鄉(xiāng)35kV及以下配網(wǎng)線路設(shè)計(jì)水平較低,防大風(fēng)和雷雨的水平缺乏,加之線路走廊距離樹木較近,受樹線矛盾、樹木倒覆、倒桿和雷擊影響,造成大范圍的故障掉閘.據(jù)統(tǒng)計(jì),2022年8月3日8月5日期間,河北南網(wǎng)10kV及以上線路共故障掉閘1124路次 其中瞬時(shí)故障597路次 ,損失負(fù)荷1340MW在掉閘路次中,城鄉(xiāng)10kV線路掉閘達(dá)1066路次,對電網(wǎng)的平安

13、運(yùn)行和可靠供電產(chǎn)生了一定的影響.4.1原因分析4.1.1線路故障掉閘的原因一般線路故障掉閘,主要是由于風(fēng)力較大引起的風(fēng)偏放電和遭到雷擊造成線路掉閘.主網(wǎng)架線路直線塔上的導(dǎo)線對桿塔放電,主要原因是在個(gè)別地區(qū)架空線路的最大設(shè)計(jì)風(fēng)速低于實(shí)際“按當(dāng)?shù)貧庀笈_、站采用離地面15m高、15a一遇、10min時(shí)距平均的年最大風(fēng)速作樣本的風(fēng)速.倒塔的主要原因是線路設(shè)施被偷,或線路的實(shí)際風(fēng)速遠(yuǎn)大于最大設(shè)計(jì)風(fēng)速.4.1.2城市配網(wǎng)10kV線路故障原因a.樹線矛盾.雖然城網(wǎng)改造后絕緣線增多,樹枝觸碰導(dǎo)線引起的接地問題有所緩解,但河北省原來問題較多,配電線路絕緣化率仍然不高.因而,大風(fēng)雷雨天氣時(shí)由于樹線矛盾引起的接地故

14、障仍時(shí)有發(fā)生.另外,即使采用了絕緣導(dǎo)線,仍然無法預(yù)防大風(fēng)倒樹砸斷導(dǎo)線的情況.b.雷害.雷擊引起大量的線路故障掉閘的主要原因是：有些線路漏裝避雷器,特別是有些線路的電纜和架空線連接處、 電纜兩端未裝避雷器,造成雷擊故障； 在運(yùn)避雷器和接地裝置缺乏有效監(jiān)督,試驗(yàn)不及時(shí),不能保證其處于良好的狀態(tài),在近郊空曠、建筑物較少的區(qū)域這種情況造成的后果更為嚴(yán)重.c.線路分段開關(guān)偏少.雖然城網(wǎng)改造工程中增加了相當(dāng)數(shù)量的柱上開關(guān),但還有個(gè)別線路未裝分段開關(guān),一旦發(fā)生故障即造成全線停電,擴(kuò)大停電范圍.d.用戶設(shè)備故障.用戶設(shè)備故障引起線路停電的情況為數(shù)不少,這些設(shè)備產(chǎn)權(quán)屬于用戶,缺乏有效的監(jiān)督,不能保證設(shè)備處于良好

15、狀態(tài),其事故容易引起配網(wǎng)主網(wǎng)故障.4.2防范舉措分析近幾年河北南網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況,認(rèn)為應(yīng)從電網(wǎng)的合理規(guī)劃建設(shè)、設(shè)備選擇、運(yùn)行維護(hù)等方面入手統(tǒng)籌考慮,這樣才能有效地抵御自然災(zāi)害的侵襲,保證電網(wǎng)平安、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行.4.2.1進(jìn)一步規(guī)劃和建設(shè)電網(wǎng)目前河北電網(wǎng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)仍較薄弱,且大局部市區(qū)外圍沒有形成強(qiáng)有力的高壓環(huán)網(wǎng).當(dāng)惡劣的氣象條件造成重要變電站全停時(shí),可能會(huì)造成市區(qū)大面積停電,因此應(yīng)進(jìn)一步做好河北南網(wǎng)的規(guī)劃和建設(shè).1995年以來,河北省電力公司通過實(shí)施城網(wǎng)建設(shè)與改造工程,解決了電網(wǎng)中許多十分迫切的問題,城網(wǎng)抵御自然災(zāi)害和各種故障的水平明顯增強(qiáng).從2000年開始,城市10kV配網(wǎng)線路故障次數(shù)和故

16、障率大幅度下降,大風(fēng)雷雨天氣故障掉閘率由1997年的27.19次/ 百km-a下降到2022年的12.09次/百km a,用戶供電可靠性由1998年的99.904%提升到2022年的99.968%.4.2.2設(shè)備選擇及運(yùn)行維護(hù)4.2.2.1變電設(shè)備對站內(nèi)各種軟連接導(dǎo)線和跨線長度認(rèn)真進(jìn)行校核,對弧垂過大的連線要采用截短、加重錘等舉措,預(yù)防風(fēng)偏過大引起放電故障；雨季前對防雷設(shè)施要進(jìn)行全面的檢查和試驗(yàn),保證其有效性；應(yīng)慎重延長防雷設(shè)施預(yù)試周期,有可靠的替代舉措,并保證備品充足；由于室內(nèi)配電裝置外絕緣等級較低,雨季前要對各變電站配電室認(rèn)真進(jìn)行檢查,預(yù)防惡劣天氣由于配電室進(jìn)水而導(dǎo)致室內(nèi)設(shè)備發(fā)生故障；采取

17、必要措施,提升主變低壓側(cè)設(shè)備運(yùn)行的可靠性,預(yù)防開關(guān)柜火燒連營等惡性事故發(fā)生,尤其要預(yù)防事故擴(kuò)大,造成主變跳閘或損壞； 保證二次保護(hù)設(shè)備的可靠性,事故情況下保證可靠動(dòng)作,預(yù)防由于保護(hù)、自動(dòng)裝置誤動(dòng)和拒動(dòng),造成事故擴(kuò)大、影響電網(wǎng)平安運(yùn)行、損壞一次設(shè)備等情況出現(xiàn).4.2.2.2輸電設(shè)備a.準(zhǔn)確選擇線路的設(shè)計(jì)參數(shù).適當(dāng)提升線路最大設(shè)計(jì)風(fēng)速的標(biāo)準(zhǔn),可提升線路的可靠性.但是隨著設(shè)計(jì)風(fēng)速的提升,塔頭尺寸、 桿塔及根底等都要增強(qiáng)和加大,勢必增加線路的本體投資.據(jù)測算,單回220kV線路,假設(shè)將最大設(shè)計(jì)風(fēng)速由25m/s提升為28m/s,線路的本體投資約增加10%要正確選擇架空線路的最大設(shè)計(jì)風(fēng)速,一般應(yīng)依據(jù)氣象站

18、資料、 大風(fēng)調(diào)查和已建線路運(yùn)行情況等因素綜合分析確定.為預(yù)防投資增加過多,對較長的架空線路,可有針對性地適當(dāng)提升空曠、 河套及歷史上經(jīng)常出現(xiàn)大風(fēng)的局部地段的設(shè)計(jì)風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn).b.做好輸電線路防風(fēng)偏放電舉措.對在運(yùn)的線路耐張桿塔干字型 中相引流線進(jìn)行認(rèn)真的檢查,對引流線長度超標(biāo)的應(yīng)進(jìn)行處理,長度控制在以懸垂絕緣子串稍有偏斜為宜.對在運(yùn)的直線桿塔,假設(shè)由于調(diào)爬增加了懸垂串的長度,要對串長進(jìn)行認(rèn)真核算,校驗(yàn)其風(fēng)偏角度.對搖擺角度超標(biāo)的,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理,一般情況下可采取加裝絕緣子串配重的舉措.位于微地型、 微氣象條件的在運(yùn)線路桿塔如河道、山口、風(fēng)帶區(qū)等,應(yīng)重點(diǎn)治理,舉措同上.c.防導(dǎo)地線舞動(dòng)舉措.舞動(dòng)故障

19、大多在導(dǎo)線長度超標(biāo)并伴有惡劣氣侯和地形時(shí)發(fā)生.對導(dǎo)線弛度超標(biāo)并位于惡劣地形的線段可采用加裝“防舞器、“失諧擺、“阻尼線等舉措.d.防大風(fēng)倒桿塔舉措.為預(yù)防大風(fēng)雷雨中的倒桿事故,應(yīng)進(jìn)一步做好巡線工作,及時(shí)補(bǔ)加丟失的防風(fēng)拉線及塔材,以保證桿塔本體完好.e.合成絕緣子的防雷舉措.近幾年發(fā)生了幾起合成絕緣子雷閃事故.目前110kV及以上電壓等級的線路大多采用合成絕緣子,選用合成絕緣子時(shí)要同時(shí)考慮爬距和干閃距離,應(yīng)在校核風(fēng)偏角后盡量選用干閃距離長的絕緣子.4.2.3城市配網(wǎng)設(shè)備a.加大使用絕緣導(dǎo)線的力度和范圍.絕緣導(dǎo)線能夠有效地預(yù)防林木和異物被大風(fēng)吹到導(dǎo)線上所造成的單相接地和相間短路.目前河北省城網(wǎng)已開始大量采