輸油泵站110KV變電所運行方式優(yōu)化

1 輸油泵站 110KV 變電所運行方式優(yōu)化 摘 要 西部管道 工程是國家西部大開發(fā)的 標志性工程 ，“西油東送” 實現(xiàn)西部地區(qū)由資源外輸向產(chǎn)品外輸?shù)霓D(zhuǎn)變 。 西部管道沿線輸油泵站主要依靠電能驅(qū)動輸油泵機組工作， 輸油生產(chǎn)的安全對供電安全與節(jié)約能源的提出了很高的要求。 本文先 分析 某 變電 站現(xiàn)行運行方式下倒閘程序的繁瑣，利用 該 站兩路進線來自同一變電所的特點，進行解并列運行分析與試驗，簡化了某站倒閘方式，減少 倒閘時不必要的停電；還對 該 站各電力參數(shù)在不同工況下的變化進行 比對 ，提出 了在輸油量改變時的運行方式，起到了節(jié)能降耗的效果。 關(guān)鍵詞 高低壓母聯(lián) 運行 方式 功率因數(shù) 某輸油站 110KV 變電站距離上級變電站 96 公里，采用雙回路供電。輸油站110KV 變電站要保證高壓輸油泵機組的供電 ， 必須提高 電力設(shè)備穩(wěn)定性 和對運行方式進行優(yōu)化 。 下面 就運行方式 優(yōu)化 進行簡要的分析。 1、 110KV 變電 站 運行方式。 該 110KV 變電站 電壓等級 分為 110KV/6KV/35KV/0.4KV，其地理位置偏遠，沿線均為戈壁灘， 供電環(huán)境惡劣，供電距離遠。下面是 該 110kv 站主接線圖： 圖 1-1 110kv 變電所一次側(cè)主接線圖 該變電 站 采用的是內(nèi)橋接線法， 運行方式分為：（一）單 電源帶兩臺變壓器 2 的運行方式，另一條進線上級變電 站 熱備用，線路不帶電。 （二） 雙電源 、兩路進線 分列運行 。生產(chǎn)運行中為提高功率因數(shù)，采用運行方式（一）。 這是因為其線路距離較長，反送大量容性無功 ， 導(dǎo)致考核點功率因數(shù)偏低。單回路電源送電可減少一條線路的容性無功反送，大大提高了考核點功率因數(shù)，但單回路可靠性較差。容易遭受到線路故障導(dǎo)致的全站停電事故。 實際生產(chǎn)運行中，為提高供電安全性，多采用方式（二），造成功率因數(shù)低，給輸油企業(yè)造成較大的 費用 。 下文主要就 該 站的母線運行方式進行優(yōu)化分析。 2、運行方式優(yōu)化 圖 3-1 110KV 某 變電站主接線圖 現(xiàn)在的運行 方式為 110KV 單回路進線帶兩臺主變并列運行， 6KV 兩主變分列運行， 0.4KV 箱變和站用變分列運行 ， 6KVI 段帶 6/35KV 升壓變。 2.1 現(xiàn)行 運行方式 不足 在現(xiàn)在的 單電源帶兩臺變壓器的并列運行方式的 情況下，倒閘操作較為繁瑣， 在倒閘過程中， 按照 停電“先停負載側(cè)，后停電源側(cè)” ， 送電“先送電源側(cè)，后送負載側(cè)” 。這樣 在一次倒閘操作中， 0.4KV 和 6KV 系統(tǒng)為單母線分段，每段各需要停送電一次， 這就造成 ： （ 1）頻繁啟停泵 。 在 6KV 停電時，運行泵停運 ，站場閥門等同時失電 。 為 3 避免出現(xiàn)閥門失電時間長電池耗盡而復(fù)位程序，必須盡快上電，這就使得輸油泵在短時間內(nèi)啟停， 泵無法運行平穩(wěn)即改變狀態(tài)， 影響輸油泵及電機的使用 壽命。 （ 2）變壓器的切換 。 在每次倒閘中要進行運行方式的改變，在每次電源切換中，兩路變壓器分別要經(jīng)過運行 -停止 -運行的先停后啟的過程 。每啟動或停運變壓器，都會在產(chǎn)生很大沖擊， 操作引起的操作過電壓對變壓器絕緣有損傷。 （ 3） 35KV 外供電 短時間停電 。 在每次倒閘過程中 ， 6KV I 段都會停電，造成 35KV 升 壓變的電源失電，造成 35KV 河紅線失電 ，導(dǎo)致 下游 西氣東輸 兩壓氣站 短時間失電 ， 影響到天然氣的輸送 及 正常辦公。 此外， 遇到 壓氣站 有重要生產(chǎn)任務(wù)時 不能停電， 按 此 運行方式不能 及 時倒閘進行維搶修作業(yè)。 （ 4）低壓系統(tǒng)短時間停電 。 輸油站 6KV 系統(tǒng)停電時，導(dǎo)致 輸油站 低壓系統(tǒng)失電。 輸油站 低壓系統(tǒng)除生活及辦公用電外，主要是通訊、儀表、自控， UPS，控制系統(tǒng)、直流系統(tǒng)等用電，其中尤其是儀表與自控等采用精密電子 元器件的地方，短時 間內(nèi) 停送電 會 造成 的 瞬時大電流 ， 造成器件加速老化，甚至損壞。 綜上所述，現(xiàn)行的倒閘操作方式也由于這些限制， 倒閘所需的時間長，并且需要停電的地方較多，因而每次倒閘受制約因數(shù)多 。 因此， 如果 110KV 和 6KV系統(tǒng)都能并列運行，就可以減少不必要的停電，也就 沒有諸多弊端 。 2.2 解并列運行 ，減少不必要停電 進行 110KV 并列運行需要考慮： 1.兩路進線相序是否一致？如果兩路進線相序不一致，就會導(dǎo)致短路，從而對電力系統(tǒng)造成破壞。 2. 110KV 母聯(lián) 橋開關(guān) 兩側(cè)是否存在負荷不平衡 ？ 單母線分段電源三處斷路器同時合閘，負荷不平衡會造成環(huán)流 。 3.是 否存在非同期的問題？ 為驗證這些問題，該站組織了 一次高壓核相 試驗 。核相結(jié)果顯示 110KV I回、 II 回相序相同， 6KV I 段、 6KV II 段相序相同。 此外， 該 站 兩路 電源引自同一個變電所的兩個間隔， 并列點的電壓、相位、頻率、幅值相接近 ，不存在非同期的問題。 而要保證 6KV 及 0.4KV 母聯(lián) 能實現(xiàn)解并列運行，必須兩臺 變壓器 滿足并列運行的條件。 該 站各等級電壓兩路變壓器均為相同型號，相同接線組別，相同阻抗電壓，容量相同，滿足并列運行條件，理論上能實現(xiàn)解并列運行。針對這種情況 該 站進行了一次高壓解并列運行試驗。試驗結(jié)果證實 了上述分析， 可以實現(xiàn)解并列運行。 因此 ，在高低壓倒閘過程中可 4 以通 過短時合環(huán)運行進行 2.3 改善功率因數(shù) 該 站現(xiàn) 有 110/6KV 變壓器兩臺， 額定視在 功率為 16000KVA； 站用變兩臺，額定視在功率 500KVA； 箱變兩臺，額定視在功率 800KVA。通常情況下，各電壓等級的兩臺變壓器均為分列運行，每臺變壓器都存在低負荷運行的情況。 該站站用變總負荷 約 為 80KW， 箱變僅約 帶 3KW 的負荷。 以 11 月 8 日晚 22： 00 時統(tǒng)計數(shù)據(jù)來計算。 此時系統(tǒng)功率因數(shù)為 0.92。 表 2-1 各用電負荷電能參數(shù)（ 10 月 8 日 22:00） 各用電負荷電能參數(shù) 名稱 I P Q COS 1#箱變 0.19 0.85 1.46 0.50 2#箱變 0.19 0.97 1.22 0.62 1#站用變 3.04 29.48 0 1 2#站用變 2.66 26.53 0.88 1 1#主變 7.93 1456.81 555.72 0.94 2#主變 12.34 2038.11 1507.04 0.81 原 5#泵 電機 129.8 1007 914 0.74 成 1#泵 電機 101 954.99 443.26 0.91 成 2#泵電機 101.91 970.52 454.19 0.91 1#箱變功率因數(shù)為： 2 2 2 20 . 8 5 0 . 8 5c o s 0 . 5 01 . 6 8 9( 0 . 8 5 ) ( 1 . 4 6 )PPQ (2-1) 2#箱變功率因數(shù)為： 2 2 2 20 . 9 7 0 . 9 7c o s 0 . 6 21 . 5 5 9( 0 . 9 7 ) ( 1 . 2 2 )PPQ (2-2) 同理，可計算出 其他設(shè)備功率因數(shù)。 見表 2-1。而當負荷減輕時，系統(tǒng)功率因數(shù)為 0.77， 上級變電所 抄表差值 P=2.36， Q=-1.99。具體如下： 表 2-2 各用電負荷電能參數(shù)（ 11 月 10 日 22:00） 各用電負荷電能參數(shù) 名稱 I P Q COS 1#箱變 0.21 1.22 1.58 0.61 2#箱變 0.19 0.97 1.34 0.59 1#站用變 1.46 16.38 0 1 5 2#站用變 1.52 17.53 0.71 1 1#主變 7.42 1129.24 1028.77 0.74 2#主變 7.23 1316.57 657.24 0.9 5#原油泵 141.11 1107 982.17 0.75 1#原油泵 70.24 620.48 390.92 0.85 過分析 比對 發(fā)現(xiàn) ，當輸 油 量下降， 輸油主泵功率 因數(shù) 均 下降； 同時 線路負荷降低， 線路 反送 的 容性無功 作用明顯 ， 抬高了母線電壓， 造成電網(wǎng)功率因數(shù)低 。此時， 建議 采取 運行方式是 ：增加電抗器， 吸收線路容性無功， 削弱空載或輕載時長線路的電容效應(yīng)所引起的工頻電壓升高 ； 改善沿線電