港口供配電系統(tǒng)電壓閃變分析及其治理方法

摘 要：隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，也帶動了電力企業(yè)的發(fā)展。本文以曹妃甸港口供配電系統(tǒng)電壓出現(xiàn)閃變問題案例進行了全面分析，通過監(jiān)測辦公樓的燈光出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，對港口電壓閃變情況進行了監(jiān)測工作。根據(jù)曹妃甸港口供配電系統(tǒng)的構(gòu)造、線路設(shè)定的數(shù)值與設(shè)備設(shè)定的數(shù)值對測量以往數(shù)據(jù)進行了研究，并找出了出現(xiàn)電壓閃變現(xiàn)象的原因，根據(jù)仿真計算與多次實驗測出的數(shù)據(jù)進行研究，并歸納了出現(xiàn)港口電壓閃變現(xiàn)象的各種原因。

關(guān)鍵詞：供配電系統(tǒng) 短路容量 電壓閃變 電能質(zhì)量

交通運輸最重要的渠道就是電氣化港口，電氣化港口系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)具備可靠性、平穩(wěn)性、經(jīng)濟性，對整個電網(wǎng)安全以及港口的生產(chǎn)速度都起著決定性的作用。但是，因為港口電壓承載的沖擊性、非線性、不對稱性等特點，造成了電力系統(tǒng)出現(xiàn)諧波污染、閃變、電壓波動和負序電流等能源質(zhì)量問題，減少了指引供電系統(tǒng)自身與上級電力系統(tǒng)的能源質(zhì)量，整個企業(yè)的電力系統(tǒng)安全與經(jīng)濟運轉(zhuǎn)都受到影響。所以，應(yīng)當(dāng)采用實際有效的對策方案對港口電能質(zhì)量進行全面治理，保證供電系統(tǒng)能夠穩(wěn)定。

1、港口供配電系統(tǒng)

1.1港口供配電系統(tǒng)

電力系統(tǒng)是根據(jù)發(fā)電廠、用戶以及電力網(wǎng)變電站一起組成的電力系統(tǒng)。港口通常都是通過地區(qū)電力網(wǎng)接受電能，進行降級電壓，在依次分配到各個電場所。由于港口所占面積比較大，用電負荷分布比較散，其中低壓設(shè)備多數(shù)都是220伏到380伏的，并且自身容量比較小。大型港口的工作區(qū)域接入的都是110千伏的高壓電，并在各個碼頭降壓到3-10千伏供橋吊設(shè)施使用，而低壓設(shè)施必須要進一步降壓方可使用。港口用電負荷等級可以根據(jù)具體情況分作為二級與三級。那些大型國際性港口，都屬于二級負荷；多數(shù)小、中型港口都屬于三級負荷，港口負荷的分級和港口規(guī)模大小、性質(zhì)以及當(dāng)?shù)貙嶋H的電力供應(yīng)狀態(tài)等都有著密不可分的聯(lián)系。并全面分析實際的具體情況，在具體為港口分負荷等級。

1.2曹妃甸港口供配電系統(tǒng)

曹妃甸的港口是相對其它港口來講比較大型的國際性港口，它的負荷等級是二級負荷。港口配電站的主要設(shè)備有一百一十千伏開關(guān)站，兩個是十千伏的降壓站和一個六千伏的降壓站。曹妃甸港口供電設(shè)施的進線主要是由1541號線與一百一十千伏1538線所構(gòu)成的，其中輸電電線的長度為四十三千米，使用單相混合所建設(shè)的。港口一百一十千伏母線的最大短路容積為1482兆伏安，它的最小短路容積為1443兆伏安。一般情況下，一百一十千伏的兩段母線分別運行，曹妃甸港口的現(xiàn)實電負荷通常在十兆瓦左右。為了補償遠距離輸電線路電線電容量所引發(fā)的容性無功功率，在開關(guān)站一百一十千伏兩側(cè)分別放置1538線與1541線，其規(guī)定的容量是二十五兆伏安的并聯(lián)補償電抗器。主降壓站主變與降壓站主變的容量都是五十兆伏安，其中的主降壓站所包含的主要負荷是二十八臺橋吊，降壓站的主要負荷是三十四臺橋吊，LNG降壓站主變?nèi)萘慷际嵌逭追病?/p>

2、電壓閃變事件

2.1對電壓閃變事件的描述

主降壓站和曹妃甸降壓站兩個站點一起停止運行進行檢修，兩個站點都是由一個主變帶承擔(dān)負荷，主降壓站的主要負荷是123甲饋線、中224乙饋線、主141二期甲饋線、主242二期乙饋線；曹妃甸降壓站的主要負荷是曹12乙饋線、曹11甲饋線、曹27二期甲饋線、曹28二期乙饋線。辦公樓的燈光出現(xiàn)了閃耀的情況，在曹妃甸降壓站與主降壓站兩個站點主變十千伏進線側(cè)一定檢查到電壓震蕩。

2.2電壓閃變事件發(fā)生的源頭

根據(jù)辦公室的燈光出現(xiàn)了閃耀的情況，在曹妃甸降壓站與主降壓站兩處主變十千伏進線側(cè)同時檢查出電壓有波動。并對曹妃甸、主十千伏一段母線電壓、無功功率及有功功率變化程度分別進行了監(jiān)測和分析，尋找到電壓閃變的發(fā)生原因。因為，LNG6.3千伏一段在電壓閃變事故前后的功率和電壓都比較平穩(wěn)。所以，只對曹妃甸十千伏一段和主十千伏一段的母線功率和電壓進行了監(jiān)測，檢測結(jié)果出現(xiàn)了錄波曲線。主十千伏一段的有功功率、無功功率和進線電壓的變化曲線。使用主十千伏一段進線處閃變所得到的數(shù)據(jù)，用下圖來表示。

由此圖能看出，在電壓閃變事故發(fā)生的時候，主降壓站的最大功率變化范疇為-4.877-

+4.897Mvar，有功變化范疇是-2.924-5.700兆瓦，最大相電壓的波動范疇在5.223-6.259千伏，最大的電壓波動是百分之十八。無功、有功、電壓波動的主要頻率是十二赫茲。曹妃甸十千伏一段母線電壓、無功率與有功率的變化。電壓的變化前后，一并對曹妃甸十千伏一段進行了詳細的數(shù)據(jù)檢測，所得出的曲線圖用下圖所表示。在下圖我們可以看出，在發(fā)生電壓變化事故出現(xiàn)的時候，曹妃甸降壓站內(nèi)的最大相無功變化范疇在-0.1-+0.5Mvar，有功變化范疇在1.25-1.90兆瓦內(nèi)，最大的相的電壓波動范疇是5.63-5.90千伏，最大的電壓波動值為百分之五。有功、無功、電壓波動主頻率值都是十二赫茲。依據(jù)兩張圖所使用的電壓、有功功率、無功功率的數(shù)據(jù)變化情況可以預(yù)算出臨曹1538受電端的功率變化情況如下：

p=（-2.924+1.25+2.1）-（5.7+1.9+2.1）Q=（-4.877-0.1+0.8）-（4.897+0.5+0.8）

有功功率的變化范疇是0.426-9.700兆瓦，無功功率的變化范疇在-4.177-6.197Mvar，S是0-11.51MVA之間的變化值數(shù)，功率因為數(shù)變化范疇停后0-0.1與超前0-0.1。

3、曹妃甸港供配電所存在的問題

依據(jù)相關(guān)的檢測和計算得出曹妃甸配電系統(tǒng)的主要問題是：電壓不穩(wěn)定。全港區(qū)配電系統(tǒng)出現(xiàn)電壓閃變的因素是在主十千伏一段有著嚴(yán)重的十二HZ的功率震蕩，從而導(dǎo)致十千伏一段母線上存在著百分之十八的電壓波動。一百一十千伏一段母線上存在著百分之五的主頻率和十二HZ的電壓波動，一百一十HZ一段母體電壓變化一起經(jīng)過曹妃甸傳輸?shù)讲苠槭Х欢蔚哪阁w上，經(jīng)過LNG傳輸?shù)絃NG六千伏一段的母體上，導(dǎo)致發(fā)生全港區(qū)電壓的改變。

結(jié)束語

隨著新能源的開發(fā)和港口氣候的變化，港區(qū)供配電系統(tǒng)計劃中還要重視以下幾點問題。第一，港口未來可能會出現(xiàn)分布式可再生電源，分布式電源會加重用戶側(cè)的功率震動，會使供電系統(tǒng)的電壓更不穩(wěn)定。所以，在供配電系統(tǒng)規(guī)劃時要充足的考慮到可再生發(fā)電所產(chǎn)生的功率變化對電壓的影響。第二，系統(tǒng)性的創(chuàng)建良好的港口配電站事件應(yīng)急措施，來應(yīng)對以后會出現(xiàn)的各種事故。

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作者簡介

吳大勇（1989_07），男，漢族，河北省唐山市唐海縣，從事港口供配電工作；endprint