论文部分内容阅读
摘 要：普光气田架空集输线路所在地区地形复杂，为了减少电网事故跳闸，普光气田电网进行升级改造，优化电网结构，提高电网的安全、可靠、稳定性。
关键词：电网优化 保护 架空线路 防雷
中图分类号：TM715 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）05（a）-0141-01
普光气田作为一个新开发的气田，供电负荷主要为高含硫天然气的开采、集输、处理等，98%的负荷为一级负荷，供电可靠性要求很高。普光气田35kV架空线路分布于崇山峻岭之间，雷暴日44天/年，属于典型易雷区地形地貌。35kV架空线路发生多条次跳闸，系统电压产生波动，造成集输站、净化厂部分设备非计划停车事故，给普光气田的安全生产带来严重影响，因此需要提高电网可靠水平。分析跳闸原因，一是雷雨天气条件下雷击引起线路跳闸或线路绝缘降低，引起线路两相短路或者单项接地，线路跳闸；二是由于电网结构、保护装置配置不尽完善。为了减少电网事故，需优化电网结构和防雷接地改造，提高供电可靠行。
1 线路跳闸典型事故案例
（1）2009年8月22日，354、370管理中心甲、乙线同杆的15#铁塔被雷电击中，甲线354线路B相过引线被烧断。造成220kV普光变354、370管理中心甲、乙线限时速断保护动作，开关跳闸，甩13000kW负荷。
（2）2011年7月24日，雷击355大湾线和366净化厂施工电源线2条线路同塔的2#塔三相绝缘子，三相短路造成2条线路同时速断保护动作跳闸，35kV系统电压降至正常电压的12%，而净化厂用电设备未躲过系统电压波动，引起净化厂甩负荷13880kW，事故造成净化厂紧急关断。
2 采取措施
（1）优化35kV系统架空线路电网结构：对354、370管理中心甲、乙线，357、368普首甲、乙线双回路线路改变供电方式，采取一主一备供电。防止雷击引起两条线路同时跳闸，避免短路电流过大引起电网波动；拆除366净化厂临时电源线。354管理中心甲线做为主供电源、370管理中心乙线做为备用电源；357普首甲做为主供电源、368普首乙线做为备用电源。
（2）35kV保护装置进行保护升级改造： 由于35kV保护装置采用与一次设备配套的西门子7SJ63系列微机保护装置，其采用模块化的设计理念，与国产保护装置设计上存在根本性的不同。因此在按照我们给定保护定值进行配置时，出现与以往国产保护装置运用的差异，在投入运行后，发现原有微机保护程序配置不合理，保护逻辑繁琐，调整定值时，容易出现逻辑错误，导致线路发生故障时，保护装置不能按照设计定值时限动作，故障点不能快速、准确切除，造成普光变电站35kV系统电压波动，扩大事故范围。
将原有35kV保护逻辑进行修改优化，去繁就简，开放零序保护重合闸功能，关闭速断保护重合闸功能，避免速断保护跳闸重合对系统大波动影响。现有保护逻辑更简易，适用性更强，适合我国的保护设计模式，更好地实现给定定值的功能，保证了继电保护装置的选择性、速动性、灵敏性、可靠性。
微机保护程序优化后，保护装置都能迅速、准确动作，切除故障点。根据故障录波显示，电压波动均控制在0.1秒内，小于炼化企业0.5秒的相关标准，满足普光气田电力系统各级电压母线分段开关BZT装置0.5秒的时限要求，满足系统电压波动时装置不停车的技术设计要求，没有造成事故扩大，提高了供电质量，电力系统运行安全稳定，有力的保障了普光气田安全生产。
（3）35kV系统架空线路防雷改造：根据普光气田电网35kV架空线路防雷接地现状开展杆塔接地电阻测试；根据雷击杆段，制定防雷改造方案；实施杆塔的接地装置改造。
①选择合适的地段，加装线路有串联间隙氧化锌避雷器，降低雷击绕击线路的几率。
②增设电杆避雷线、金属横担与接地点外下引线，改善雷击泄流电气通道。
③接地装置改造，尽量减少接地电阻，增大接地装置瞬时大电流的散流能力，提高线路耐反击雷水平。
④对部分无避雷线的末端线路补充架设避雷线，提高避雷水平。对部分未架设避雷线的由主线路至集气站场的分支电杆线路，补充安装避雷线支架，安装避雷线。
3 应用效果分析
（1）35kV线路2011-2014年保护动作线路跳闸详见表1。
（2）效益分析。
从统计可以看出，35kV架空线路改造前2009-2013年共跳闸64次，平均每年12.8次。自从35kV架空线路优化改造后，2014年线路跳闸3次，改造效果明显。
每次线路跳闸到恢复送电平均按6小时计算，根据线路承担装置、井场、办公区域情况不同，每一次线路跳闸直接经济损失：
平均设备维修费：8万元
事故跳闸平均停电时间6小时损失费：6万元
平均车辆、人工费：2万元
每一次线路跳闸直接经济损失共8+6+2=16（万元）
按照每年减少事故跳闸9次计算，共减少经济损失9x16=144万元，经济效益可观。若考虑电网事故跳闸引起系统波动，从而影响净化厂安全生产，对下游八省市平稳、持续供气产生的社会效益更是巨大。
参考文献
[1] 李凤娥.专业化管理 提高供电可靠性[J].科技创业家，2012（17）.
[2] 张强.提高供电可靠性的若干建议分析[J].科技传播，2013（22）.
关键词：电网优化 保护 架空线路 防雷
中图分类号：TM715 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）05（a）-0141-01
普光气田作为一个新开发的气田，供电负荷主要为高含硫天然气的开采、集输、处理等，98%的负荷为一级负荷，供电可靠性要求很高。普光气田35kV架空线路分布于崇山峻岭之间，雷暴日44天/年，属于典型易雷区地形地貌。35kV架空线路发生多条次跳闸，系统电压产生波动，造成集输站、净化厂部分设备非计划停车事故，给普光气田的安全生产带来严重影响，因此需要提高电网可靠水平。分析跳闸原因，一是雷雨天气条件下雷击引起线路跳闸或线路绝缘降低，引起线路两相短路或者单项接地，线路跳闸；二是由于电网结构、保护装置配置不尽完善。为了减少电网事故，需优化电网结构和防雷接地改造，提高供电可靠行。
1 线路跳闸典型事故案例
（1）2009年8月22日，354、370管理中心甲、乙线同杆的15#铁塔被雷电击中，甲线354线路B相过引线被烧断。造成220kV普光变354、370管理中心甲、乙线限时速断保护动作，开关跳闸，甩13000kW负荷。
（2）2011年7月24日，雷击355大湾线和366净化厂施工电源线2条线路同塔的2#塔三相绝缘子，三相短路造成2条线路同时速断保护动作跳闸，35kV系统电压降至正常电压的12%，而净化厂用电设备未躲过系统电压波动，引起净化厂甩负荷13880kW，事故造成净化厂紧急关断。
2 采取措施
（1）优化35kV系统架空线路电网结构：对354、370管理中心甲、乙线，357、368普首甲、乙线双回路线路改变供电方式，采取一主一备供电。防止雷击引起两条线路同时跳闸，避免短路电流过大引起电网波动；拆除366净化厂临时电源线。354管理中心甲线做为主供电源、370管理中心乙线做为备用电源；357普首甲做为主供电源、368普首乙线做为备用电源。
（2）35kV保护装置进行保护升级改造： 由于35kV保护装置采用与一次设备配套的西门子7SJ63系列微机保护装置，其采用模块化的设计理念，与国产保护装置设计上存在根本性的不同。因此在按照我们给定保护定值进行配置时，出现与以往国产保护装置运用的差异，在投入运行后，发现原有微机保护程序配置不合理，保护逻辑繁琐，调整定值时，容易出现逻辑错误，导致线路发生故障时，保护装置不能按照设计定值时限动作，故障点不能快速、准确切除，造成普光变电站35kV系统电压波动，扩大事故范围。
将原有35kV保护逻辑进行修改优化，去繁就简，开放零序保护重合闸功能，关闭速断保护重合闸功能，避免速断保护跳闸重合对系统大波动影响。现有保护逻辑更简易，适用性更强，适合我国的保护设计模式，更好地实现给定定值的功能，保证了继电保护装置的选择性、速动性、灵敏性、可靠性。
微机保护程序优化后，保护装置都能迅速、准确动作，切除故障点。根据故障录波显示，电压波动均控制在0.1秒内，小于炼化企业0.5秒的相关标准，满足普光气田电力系统各级电压母线分段开关BZT装置0.5秒的时限要求，满足系统电压波动时装置不停车的技术设计要求，没有造成事故扩大，提高了供电质量，电力系统运行安全稳定，有力的保障了普光气田安全生产。
（3）35kV系统架空线路防雷改造：根据普光气田电网35kV架空线路防雷接地现状开展杆塔接地电阻测试；根据雷击杆段，制定防雷改造方案；实施杆塔的接地装置改造。
①选择合适的地段，加装线路有串联间隙氧化锌避雷器，降低雷击绕击线路的几率。
②增设电杆避雷线、金属横担与接地点外下引线，改善雷击泄流电气通道。
③接地装置改造，尽量减少接地电阻，增大接地装置瞬时大电流的散流能力，提高线路耐反击雷水平。
④对部分无避雷线的末端线路补充架设避雷线，提高避雷水平。对部分未架设避雷线的由主线路至集气站场的分支电杆线路，补充安装避雷线支架，安装避雷线。
3 应用效果分析
（1）35kV线路2011-2014年保护动作线路跳闸详见表1。
（2）效益分析。
从统计可以看出，35kV架空线路改造前2009-2013年共跳闸64次，平均每年12.8次。自从35kV架空线路优化改造后，2014年线路跳闸3次，改造效果明显。
每次线路跳闸到恢复送电平均按6小时计算，根据线路承担装置、井场、办公区域情况不同，每一次线路跳闸直接经济损失：
平均设备维修费：8万元
事故跳闸平均停电时间6小时损失费：6万元
平均车辆、人工费：2万元
每一次线路跳闸直接经济损失共8+6+2=16（万元）
按照每年减少事故跳闸9次计算，共减少经济损失9x16=144万元，经济效益可观。若考虑电网事故跳闸引起系统波动，从而影响净化厂安全生产，对下游八省市平稳、持续供气产生的社会效益更是巨大。
参考文献
[1] 李凤娥.专业化管理 提高供电可靠性[J].科技创业家，2012（17）.
[2] 张强.提高供电可靠性的若干建议分析[J].科技传播，2013（22）.