博扎線極限輸送功率分析及提高輸送功率措施

馬喜明

摘 要：就呼倫貝爾電網(wǎng)嶺東地區(qū)接納新增負(fù)荷能力受到制約的問(wèn)題，探討如何提高博扎線的輸送功率，解決當(dāng)前嶺東地區(qū)供電“卡脖子”問(wèn)題，通過(guò)分析和計(jì)算，利用低壓減載裝置、增加無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備和負(fù)荷聯(lián)切裝置等措施，提高博扎線的極限輸送功率。進(jìn)一步提高嶺東地區(qū)的供電輸送能力。

關(guān)鍵詞：接納新增負(fù)荷能力 改變無(wú)功補(bǔ)償容量 增加負(fù)荷聯(lián)切裝置 措施

中圖分類號(hào)：TM732 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）08（a）-0080-02

呼倫貝爾嶺東地區(qū)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，負(fù)荷增長(zhǎng)很快，但是，嶺東地區(qū)電源支撐點(diǎn)比較少，只有兩個(gè)電廠，一個(gè)是扎蘭屯熱電廠，另一個(gè)是大楊樹電廠，并且?guī)X東電網(wǎng)的網(wǎng)架薄弱，受電壓穩(wěn)定限制，嶺東地區(qū)新增負(fù)荷的接納成了難題，為了保證呼倫貝爾嶺東地區(qū)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，用電不再受到制約，必須考慮如何提高博扎線的輸送功率問(wèn)題。

1 電網(wǎng)概述

嶺東地區(qū)電網(wǎng)為呼倫貝爾電網(wǎng)的一部分，嶺東地區(qū)指大興安嶺以東地區(qū)，包括扎蘭屯市、莫力達(dá)瓦達(dá)斡爾自治旗、阿榮旗、鄂倫春自治旗。現(xiàn)以上地區(qū)分為三個(gè)區(qū)域供電，即220 kV扎蘭屯西郊變、110 kV扎南郊變、110 kV阿倫變、220 kV莫力達(dá)瓦變、110 kV甘河變、110 kV大楊樹變由呼倫貝爾電網(wǎng)供電；110 kV那吉屯變通過(guò)110 kV甘阿甲、乙線由齊齊哈爾電網(wǎng)供電；110 kV尼爾基變由黑龍江電網(wǎng)通過(guò)110 kV拉尼線供電。

嶺東地區(qū)電網(wǎng)網(wǎng)架薄弱，并通過(guò)單回220 kV博扎線與主網(wǎng)聯(lián)接。目前方式，220 kV博扎線受220 kV扎團(tuán)線、團(tuán)莫線、110 kV扎南線和35 kV熱南I II回跳閘電壓失穩(wěn)限制，極限輸送功率為90 MW。隨著嶺東地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，負(fù)荷增長(zhǎng)速度很快，而嶺東地區(qū)電源出力嚴(yán)重不足，且無(wú)近期電源建設(shè)規(guī)劃。

2 現(xiàn)負(fù)荷及運(yùn)行方式下博扎線的供電能力分析

嶺東地區(qū)變電站為220 kV扎西郊變、團(tuán)結(jié)變、莫力達(dá)瓦變進(jìn)和蘑菇氣變；110 kV變電站有甘河變、大楊樹變、高臺(tái)變、雙龍泉變和宜里變，以上變電站共計(jì)最大負(fù)荷110 MW；最小負(fù)荷34 MW。共有無(wú)功補(bǔ)償電抗56 MVar；無(wú)功補(bǔ)償電容26.7 WVar。目前方式，220 kV博扎線受220 kV扎團(tuán)線、團(tuán)莫線、110 kV扎南線和35 kV熱南I II回跳閘電壓失穩(wěn)限制，極限輸送功率為90 MW，而扎蘭屯熱電廠兩臺(tái)12 MW機(jī)組滿出力運(yùn)行最大廠供負(fù)荷20 MW，這樣就導(dǎo)致博扎線輸送潮流達(dá)到穩(wěn)定極限，無(wú)法再接帶新增負(fù)荷。

3 在阿倫變加裝低壓減載裝置穩(wěn)定分析

3.1 在阿倫變加裝低壓減載裝置后穩(wěn)定分析

通過(guò)穩(wěn)定計(jì)算分析，如在阿倫變新增加低壓減載裝置，通過(guò)該裝置切除阿倫變部分負(fù)荷，可以將220 kV博扎線功率極限提高至110 MW。

3.1.1 嶺東地區(qū)穩(wěn)定分析

阿倫變采取低壓切負(fù)荷措施后，嶺東地區(qū)能夠保持穩(wěn)定，具體如下：（1） 110 kV扎南線故障跳閘阿倫變低壓減載裝置動(dòng)作切除7.2 MW負(fù)荷后，嶺東地區(qū)各點(diǎn)電壓能夠恢復(fù)合格水平。扎南郊變低頻減載動(dòng)作，切除部分負(fù)荷后，能夠保證扎熱廠帶扎南郊變負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行。（2） 110 kV甘大線、扎倫線之中任意一條線路故障跳閘嶺東地區(qū)電壓較高，通過(guò)調(diào)整后能夠達(dá)到合格水平，扎熱廠機(jī)組功角穩(wěn)定。（3） 220 kV扎團(tuán)線、團(tuán)莫線潮流超22 MW跳閘嶺東地區(qū)電壓失穩(wěn)，控制在22 MW以下時(shí)，扎團(tuán)線、團(tuán)莫線故障跳閘阿倫變低壓減載裝置動(dòng)作切除18.5 MW負(fù)荷后，嶺東地區(qū)電壓能夠保持穩(wěn)定，扎熱廠機(jī)組功角穩(wěn)定，稍有波動(dòng)。

220 kV友倫I回、友倫II回、海哈線、哈牙線、友牙線中任意一條線路故障跳閘后嶺東地區(qū)電壓較低，阿倫變低壓減載裝置動(dòng)作切除12.5 MW負(fù)荷后，嶺東地區(qū)電壓能夠保持穩(wěn)定，扎熱廠機(jī)組功角穩(wěn)定。

3.1.2 扎熱廠全停方式嶺東地區(qū)穩(wěn)定分析

嶺東地區(qū)運(yùn)行方式：扎熱廠機(jī)組全停檢修，博扎線最大輸送功率為105 MW。阿倫變采取低壓切負(fù)荷措施后，嶺東地區(qū)穩(wěn)定性仍較差，具體如下：（1） 110 kV扎南線、甘大線、扎倫線之中任意一條線路故障跳閘嶺東地區(qū)電壓較高，通過(guò)調(diào)整后能夠達(dá)到合格水平。（2） 220kV扎團(tuán)線、團(tuán)莫線潮流超22 MW故障跳閘嶺東地區(qū)低壓失穩(wěn)，扎團(tuán)線、團(tuán)莫線功率控制在22 MW以下時(shí)扎團(tuán)線、團(tuán)莫線故障，阿倫變低壓減載裝置動(dòng)作切除15 MW負(fù)荷后，嶺東地區(qū)電壓能夠保持穩(wěn)定，稍有波動(dòng)。（3） 220 kV友倫I回、友倫II回、海哈線、哈牙線、友牙線中任意一條線路故障跳閘后嶺東地區(qū)電壓較低，阿倫變低壓減載裝置動(dòng)作切除9.5 MW負(fù)荷后，嶺東地區(qū)電壓能夠保持穩(wěn)定。

3.1.3 小結(jié)

通過(guò)增加阿倫變低壓減載裝置，能夠?qū)⒉┰€輸送功率極限提高到110 MW，但扎團(tuán)線、團(tuán)莫線故障對(duì)嶺東地區(qū)電壓穩(wěn)定影響較大，扎團(tuán)線、團(tuán)莫線送電功率要控制在22 MW以下。

扎熱廠機(jī)組全停方式，通過(guò)增加阿倫變低壓減載裝置，博扎線輸送功率極限能夠達(dá)到105 MW，220 kV扎團(tuán)線、團(tuán)莫線功率超過(guò)22 MW時(shí)故障跳閘，嶺東地區(qū)電壓失穩(wěn)。

通過(guò)以上分析可知在阿倫變?cè)黾拥蛪簻p載裝置后，可以將博扎線的輸送能力由目前的90 MW提高至110 MW，但穩(wěn)定性依然較差，事故情況下需低壓減載裝置切除部分負(fù)荷才能保持穩(wěn)定，且博扎線跳閘后嶺東地區(qū)將全部失電，供電可靠性得不到保證。

4 嶺東地區(qū)增加無(wú)功補(bǔ)償容量和負(fù)荷聯(lián)切裝置后的供電能力分析

目前，博扎線的輸送功率最大到100 MW，已接近目前博扎線的輸送功率最高值，不能滿足嶺東地區(qū)增長(zhǎng)負(fù)荷的需要，所以，必須采取措施，提高博扎線的極限輸送功率。2015年夏季大負(fù)荷正常方式。博扎線、扎團(tuán)線、團(tuán)莫線正常運(yùn)行，博扎線輸送潮流120.5+j5.2，扎團(tuán)線、團(tuán)莫線輸送潮流33+j14扎熱雙機(jī)滿出力運(yùn)行。

嶺東地區(qū)并網(wǎng)電廠2座，大楊樹東電廠2*6 MW機(jī)組非供暖期間停機(jī)檢修，所以不做考慮，扎蘭屯熱電廠2*12 MW機(jī)組最大上網(wǎng)負(fù)荷為20 MW。在扎西郊變安裝30 Mvar電容器；莫力達(dá)瓦變安裝30 Mvar電容器；在阿倫變安裝20 Wvar電容器，負(fù)荷平衡后，博扎線最大輸送功率為120 MW。

此方式下驗(yàn)證嶺東地區(qū)電網(wǎng)的穩(wěn)定性：

4.1 扎團(tuán)線、團(tuán)莫線輸送潮流33+j14三永故障重跳閘合不成功

經(jīng)計(jì)算扎團(tuán)線、團(tuán)莫線故障跳閘在不采取聯(lián)切阿倫變負(fù)荷的情況下嶺東地區(qū)電壓穩(wěn)定，但需較長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)到合格水平，扎熱廠功角穩(wěn)定。

采取在阿倫變加裝負(fù)荷聯(lián)切裝置后扎團(tuán)線、團(tuán)莫線跳閘聯(lián)切阿倫變35 MW負(fù)荷及電容器后嶺東地區(qū)電壓穩(wěn)定，并且能夠很快恢復(fù)到合格水平，扎熱廠功角穩(wěn)定。

4.2 扎倫線三永故障重合不成功

扎倫線三永故障跳閘嶺東地區(qū)電壓較高，通過(guò)調(diào)整無(wú)功補(bǔ)償裝置能夠達(dá)到合格水平，扎熱廠功角穩(wěn)定。

4.3 扎南線三永故障重合不成功

扎南線三永故障跳閘嶺東地區(qū)電壓失穩(wěn)，阿倫變電壓降至0.6 pu，扎西郊電壓降至0.8 pu采取在阿倫變加裝負(fù)荷聯(lián)切裝置后扎南線跳閘聯(lián)切阿倫變45 MW負(fù)荷及電容器后嶺東地區(qū)電壓穩(wěn)定，能夠達(dá)到合格水平。

在以上140 MW負(fù)荷情況下再增加少量負(fù)荷電壓降低明顯，潮流計(jì)算不收斂，增加電容器電壓即越上限，嶺東各地區(qū)間電壓很難調(diào)整，認(rèn)為嶺東地區(qū)接帶140 MW負(fù)荷已接近極限，

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