金中直流交流配套工程過渡方案研究

方 豪

(云南省電力設(shè)計(jì)院，云南 昆明 650051)

1 金沙江中游直流接入系統(tǒng)方案

換流站交流接入系統(tǒng)方案如圖1所示:

圖1 金沙江中游電站接入系統(tǒng)方案示意圖

按照投產(chǎn)進(jìn)度，2013年汛前，阿海電站投產(chǎn)完畢，容量5×400MW，梨園電站投產(chǎn)2臺(tái)機(jī)組，容量2×600MW，即換流站建成前已投運(yùn)的機(jī)組總裝機(jī)容量達(dá)3200MW。

從投產(chǎn)的裝機(jī)容量看，換流站投產(chǎn)前需要3回500kV交流線路才能滿足送出要求，考慮過渡時(shí)期的送電方案為:梨園電站以一回線接入阿海電站，阿海電站再以2回500kV交流線路接入太安開關(guān)站。

根據(jù)線路踏勘情況，擬定兩類方案，第一類方案為:阿海至太安開關(guān)站雙回線路初期經(jīng)過換流站站址，2013年換流站投產(chǎn)時(shí)，換流站雙“π”阿?！查_關(guān)站線路，其中阿海電站～太安開關(guān)站單回線路的長度為原兩段線路長度之和，即94+69=163km。方案見圖2。

圖2 第一類過渡方案

第二類方案為:兩段線路初期都不經(jīng)過換流站站址，在距離較近的地方搭接，換流站建成后再延伸至換流站，形成最終的如圖1的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，該方案阿海電站～太安開關(guān)站的線路長度為110km。方案見圖3。

圖3 第二類過渡方案

2 過渡方案比較

2.1 無功平衡

第一類過渡方案下，太安開關(guān)站近區(qū)感性無功平衡情況見表1。

表1 第一類方案太安開關(guān)站近區(qū)感性無功平衡計(jì)算結(jié)果

如表1所示，換流站建成前，太安開關(guān)站近區(qū)4段線路總的充電功率為685Mvar。如果兼顧換流站近區(qū)終期無功配置，為滿足感性無功平衡，采取初期在阿海電站裝設(shè)210Mvar母線高抗，太安開關(guān)站裝設(shè)150Mvar母線高抗后，近區(qū)總的感性無功配置達(dá)到705Mvar，感性無功補(bǔ)償度約103%，感性無功平衡滿足要求。

考慮到第一類過渡方案線路長度在150km以上，初期無功配置尚需結(jié)合工頻過電壓和潛供電流的計(jì)算結(jié)果來確定。

第二類過渡方案下，太安開關(guān)站近區(qū)感性無功平衡情況太安～阿海電站線路長度為110km，太安開關(guān)站近區(qū)4段線路總的充電功率為566Mvar。在阿海電站裝設(shè)210Mvar母線高抗，近區(qū)總的感性無功配置達(dá)到568Mvar，感性無功補(bǔ)償度約100%，滿足系統(tǒng)運(yùn)行要求，而且換流站投產(chǎn)前不必建成太安開關(guān)站母線高抗。

2.2 工頻過電壓及潛供電流

計(jì)算工頻過電壓是為了確定是否需要裝設(shè)線路高抗。根據(jù)《規(guī)程》的規(guī)定:工頻過電壓計(jì)算應(yīng)以正常運(yùn)行方式為基礎(chǔ)，加上一重非正常運(yùn)行方式及一重故障形式。故障形式可取線路一側(cè)A相接地短路、故障側(cè)開關(guān)三相斷開和無故障三相跳開兩種。330～500kV網(wǎng)絡(luò)的過電壓水平:線路斷路器的變電所側(cè)及線路側(cè)應(yīng)分別不超過網(wǎng)絡(luò)最高相電壓 (有效值，kV)的1.3倍和1.4倍。氧化鋅避雷器可達(dá)到1.5倍。

在阿?！查_關(guān)站線路都不安裝線路高抗時(shí)，2012年汛后枯小方式下，第一類和第二類方案下，阿?！查_關(guān)站線路的工頻過電壓計(jì)算結(jié)果?？梢钥闯?，阿海電站母線側(cè)過電壓倍數(shù)接近1.3，太安開關(guān)站線路側(cè)過電壓倍數(shù)接近1.4。

阿海電站母線側(cè)過電倍數(shù)1.235，太安開關(guān)站線路側(cè)過電壓倍數(shù)為1.264，滿足要求。

潛供電流計(jì)算的目的是校驗(yàn)500kV線路潛供電流是否滿足單相快速重合閘要求，從而為各交流線路是否需要安裝高壓并聯(lián)電抗器以及中性點(diǎn)小電抗提供依據(jù)。500kV線路要實(shí)現(xiàn)單相快速重合閘，潛供電流一般要求在18A以下。

在阿海～太安開關(guān)站線路未安裝線路高抗和中性點(diǎn)小電抗情況下，潛供電流。

計(jì)算結(jié)果表明，第一類方案，阿海～太安開關(guān)站線路潛供電流最大為23.27A，為保證單相快速重合閘的成功，需裝設(shè)線路高抗和中性點(diǎn)小電抗;第二類方案，阿?！查_關(guān)站線路潛供電流最大為13.9A，不必裝設(shè)線路高抗和中性點(diǎn)小電抗。

2.3 穩(wěn)定極限比較

如果2013年汛期金中直流單級不投產(chǎn)，在2013年豐大方式下，第二類方案的送出極限比第一類高出300MW。

2.4 損耗比較

根據(jù)電站機(jī)組投產(chǎn)時(shí)序，從2012年4月阿海第一臺(tái)機(jī)組投產(chǎn)開始，計(jì)算至2013年10月金中直流單級投產(chǎn)，第一類方案的線路電量損耗比第二類方案高1304萬kWh。

2.5 投資比較

兩類方案的總投資相同，約為7.45億元，但第一類方案初期架設(shè)一次完成，第二類初期可緩建57km雙回線路，減少投資2.5億元，地形、森林等條件均優(yōu)于第一類方案，施工、運(yùn)行方便。

3 結(jié)論

1)由于梨園、阿海電站在換流站建成前已開始發(fā)電，因此需要考慮在金沙江中游電站500kV交流配套工程中結(jié)合終期方案考慮過渡方案。

2)建議阿海電站在換流站建成前以雙回500kV線路接入太安開關(guān)站。

3)第一類方案太安～阿海電站線路長度為163km，線路工頻過電壓水平和潛供電流不能滿足要求，兩回線均需裝設(shè)1組150Mvar線路高抗，并加裝中性點(diǎn)小電抗。太安側(cè)線路高抗在換流站建成后可移作本站母線高抗用，阿海側(cè)線路高抗需要退出運(yùn)行，與終期無功配置銜接性較差。

4)第二類方案太安～阿海電站線路長度為110km，線路工頻過電壓水平和潛供電流能夠滿足要求，不需要裝設(shè)線路高抗。初期只需要在阿海電站裝設(shè)210Mvar母線高抗，不必建成太安開關(guān)站母線高抗，與終期無功配置銜接較好。

5)第二類方案的穩(wěn)定極限比第一類方案高300MW左右，年電量損耗低1304萬kWh。兩類方案總投資相同，但第一類方案初期架設(shè)一次完成，第二類初期可緩建57km雙回線路，減少投資2.5億元。推薦采用第二類方案。

［1］云南省電力設(shè)計(jì)院.金沙江中游電站500kV交流配套工程可行性研究 ［Z］.2010年，53－S8451K.