成庄区域电网双回路供电模式的构建应用

引言

成庄区域电网110kv系统为单母线分段带旁母架构,有两回主供电源(东成I、Ⅱ回157、156）,其中成寺线153热备于110kvI段母线上。如果110kvI回电源线路157检修,可以使成寺线153运行带成庄110kvI段母线负荷,仍能保证成庄区域大分列的运行方式。但在110kvⅡ回电源线路156检修时,整个成庄区域就只能单回路运行,如果仅有的这回电源线路故障或异常,就会造成成庄区域全部停电,直接威胁着成庄高瓦斯矿井的井下安全作业。

成庄区域电网35kv系统为双母线接线方式,主要给研井35kv变电站(直接T接给白沙35kv变电站电源）、段河35kv变电站、庄上35kv变电站分别提供双回电源,给成庄电厂提供动力电源。研井站和白沙站采用的是传统的T接供电模式,弊端是一旦研井站部分或全部失电,则替接的白沙站也随之失电,成庄矿的两个风井主扇、局扇会全部停风。

成庄区域供电系统实现大分列后,尽管供电安全可靠性大幅提高,但因停电时不能随意合环进行倒负荷操作,运行方式的灵活性受到一定限制。如果进线停电检修,就得要求井下、地面、变电站等各级负荷逐级有序停电,进行冷倒负荷,逐级停电持续时间长,严重影响矿井的正常生产。

1成功解决成庄区域110kV系统大分列方式下第三电源接入的难题

成庄110kv站系统调整为大分列运行方式之后,旁带操作也随之发生了变化,由于进线和出线的电流流向不同,150开关CT的极性是固定的,一次电流由P1流向PZ(图1）,也就是一次电流由110kvⅡ段母线指向110kvp段母线为正方向。为了保证所投入的零序保护能正确无误动作,所以规定:旁带进线开关时用1501、1504刀闸,旁带出线开关时用150Z、1503刀闸。为了避免合环,旁代110kvI段母线上的进出线开关只能用1501、1504刀闸,旁代110kvI段母线上的进出线开关只能用050Z、0503刀闸。

但是,在实际的分列运行中,旁代I回出线开关和Ⅱ回进线开关会存在极性不一致,如图1所示。

150CT极性与实际电流流向不一致,所投带方向的零序保护不会动作,如果旁代线路发生短路及接地,将会导致保护拒动,越级跳闸,可能造成对供电网络的冲击,事故扩大从而引发大面积停电事故。

为了适应所有的运行方式,不破坏原来大分列运行方式下的所有保护,我们提出了一个针对旁代操作时的CT极性切换压板,即根据运行方式的变化,旁代不同母线上的进出线开关时,通过CT极性切换压板切换成与现场保护配合的极性。

设计思路:利用150CT的两组绕组,一组绕组接成正极性,一组绕组接成反极性,两组绕组之间进行切换,并将切换压板装入150开关保护屏内,如图2所示。

如此,不论成庄区域运行方式如何变化,我们都可以根据变化来及时调整150CT极性压板切换,完全实现了不同运行方式下,不同母线上进出线的正确旁代,使得成庄区域在大分列运行方式下110kV1、Ⅱ段系统增加了第三电源的接入,大大提高了区域系统电源侧的可靠性。

2成庄区域电网35kV系统实现分区、联络供电模式

成庄区域电网35kV系统为双母线接线方式,供电模式如图3所示。

这种供电模式运行方式的倒接受到一定的限制,由于矿井都是生产负荷,不能同一时间全部停电,如果110kV站的其中一回35kV研井出线需要停电,就需要最下级的白沙35kV变电站先逐级冷倒站内全部负荷,然后再由研井变电站逐级冷倒站内全部负荷,110kV站的35kV研井出线才可以停电,这样逐级冷倒负荷基本上得7～8h,而且冷倒的过程中两个35kV站都属于单回路运行,也无备用的紧急电源,如果现有的这回电源发生异常或故障,就会造成矿井主扇、局扇停电,排水和提升等系统断电,直接威胁着成庄高瓦斯矿井的井下安全作业,严重时可能造成重大经济损失和人员伤亡事故,因此供电压力倍增。

为了保证35kV系统的安全、可靠、稳定运行,缓解冷倒负荷成庄区域的供电压力,我们实现了分区、独立供电,并形成一定的相互联系,使得在原来的双回供电基础上引入"第三电源",如图4所示。如此就不用花费大量的时间逐级冷倒负荷,省时省力,供电可靠、安全。

3结语

该项目的完成进一步提高了成庄区域供电系统的安全性和可靠性,减少或杜绝了无计划停电给矿井的安全生产带来的风险。该煤矿电网运行模式应用效果良好,成庄区域电网已成为全煤系统结构最优、稳定性最强、可靠性最高、可扩展性最好的电网架构,在煤炭供电行业中也处于领先地位。