【供配電系統(tǒng)的診斷與優(yōu)化方案設(shè)計(jì)報(bào)告（論文）】

第3章供配電系統(tǒng)設(shè)備及運(yùn)行存在問題及改造內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)場對各配電室的調(diào)研及短路電流計(jì)算、潮流計(jì)算的計(jì)算結(jié)果，對以下供配電系統(tǒng)現(xiàn)階段運(yùn)行提出的具體問題詳述如下：3.1配電室一次設(shè)備改造內(nèi)容3.1.1配電設(shè)備超齡使用問題一總降、二總降6kV、四泵站、五泵站系統(tǒng)配電系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備使用年限超過30年，一總降最早有70年代的，整體設(shè)備老化嚴(yán)重、裝備技術(shù)水平很低，導(dǎo)致故障率多。解決建議：一總降、二總降6kV四泵站、五泵站配電系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行整體更換改造，一次設(shè)備全部更換，微機(jī)保護(hù)設(shè)備全部更換，新建綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。3.1.2配電設(shè)備維護(hù)一總降及發(fā)電機(jī)處快速開關(guān)損壞后沒有及時(shí)更換，造成電抗器運(yùn)行時(shí)發(fā)熱較大，電能損耗增大。解決建議：更換一總降和TRT發(fā)電機(jī)除兩臺(tái)老式快速開關(guān)為新型可恢復(fù)ZLB1零損耗深度限流裝置，使得在正常工作時(shí)，無損耗無壓降，減少無故障時(shí)電抗器的能耗。3.2變配電設(shè)施二次設(shè)備改造內(nèi)容A一總降二次設(shè)備1）、1#、2#、3#主變微機(jī)保護(hù)屏2003年投運(yùn)的，運(yùn)行了14年。2）、667柜微機(jī)差動(dòng)保護(hù)裝置2006年投運(yùn)的，運(yùn)行了11年。3）、668柜、666柜的差動(dòng)保護(hù)裝置采用的是電磁式保護(hù)裝置。B二總降二次設(shè)備1）、1#主變微機(jī)保護(hù)屏及1003柜差動(dòng)微機(jī)保護(hù)裝置及PT監(jiān)控裝置2005年投運(yùn)的，運(yùn)行了12年。2）、2#主變微機(jī)保護(hù)屏2002年投運(yùn)的，運(yùn)行了15年。3）、215柜、203柜的差動(dòng)保護(hù)裝置采用的是電磁式保護(hù)裝置。C三總降1）、6KVI段分柜的保護(hù)裝置及微機(jī)信號屏是2004年投運(yùn)的，運(yùn)行了13年。2）、6KVII段分柜的保護(hù)裝置及微機(jī)信號屏是2002年投運(yùn)的，其中部分分柜為2004年投運(yùn)的，運(yùn)行了15、13年。、D四總降1）、6KVI段、6KVII、35KVI段分柜的保護(hù)裝置及主控制室一期技改的測控裝置等是2002年投運(yùn)的，運(yùn)行了15年。2)、1#、3#主變微機(jī)保護(hù)屏110KV線路保護(hù)屏、公用屏、6KVIII段分柜的保護(hù)裝置2004年投運(yùn)的，運(yùn)行了13年。改造建議：由于二次設(shè)備新技術(shù)更新比較快，現(xiàn)有的設(shè)備因?yàn)槭遣煌瑫r(shí)間更換，生產(chǎn)廠、通訊協(xié)議等都已經(jīng)無法滿足更新?lián)Q代的需要，建議更換。對上述總降內(nèi)高壓柜和保護(hù)屏內(nèi)的微機(jī)保護(hù)裝置進(jìn)行更換。高壓柜體上的保護(hù)更換時(shí)間安排在各分廠系統(tǒng)檢修時(shí)，建議部分高壓柜二次設(shè)備室進(jìn)行整體更換。3.2110kV（35kV）線路運(yùn)行問題3.3.1線路雷擊問題 新余地區(qū)年平均雷電日數(shù)為59天，屬于多雷暴區(qū)，新鋼廠區(qū)內(nèi)架空線路多，進(jìn)線架空線路大多處于郊外，周邊沒有高大的建筑物及樹木，下部多為農(nóng)田和水塘，地勢空曠，遭受雷擊的概率較大。在廠區(qū)內(nèi)部的110kV（35kV）線路由于受到通道的限制，存在多條線路共塔建設(shè)，為了跨越廠區(qū)高大的廠房，架空線路比較高，這些因素造成防雷難度加大。廠區(qū)110kV電網(wǎng)線路每年均有雷擊事故發(fā)生，對公司生產(chǎn)產(chǎn)生影響。3.3.2架空線路污閃問題 新鋼廠區(qū)及周邊粉塵污染較嚴(yán)重，且排放的氣體中較多具有腐蝕性，對架空線路的絕緣影響較大，特別是對線路上各類絕緣子串的使用壽命有較大影響了110kV架空線路、變電所的安全運(yùn)行。在110kV117線路及110kV111、123架空線路的南部廠區(qū)部分，深受新余電廠、新余水泥廠、燒結(jié)廠、焦化廠的污染，造成架空線路絕緣水平下降，危及到線路的安全運(yùn)行。3.4戶外設(shè)備的運(yùn)行問題二總降處于分成污染較廠區(qū)內(nèi)，其110kV配電室、6kV配電室深受導(dǎo)電粉塵之害，造成電氣設(shè)備的腐蝕、發(fā)熱、絕緣水平下降，危及到變電所的安全運(yùn)行。4.4.2四總降110kV戶外設(shè)備受到廠區(qū)及新余電廠、新余水泥廠的污染，導(dǎo)電粉塵、酸雨對造成110kV電氣設(shè)備造成了很大的腐蝕，設(shè)備絕緣水平下降嚴(yán)重，設(shè)備易發(fā)生發(fā)熱故障及短路事故。4.4.3解決建議：將四總降110kV戶外設(shè)備改造為戶外110kVGIS，減少酸雨、粉塵對戶外設(shè)備的影響，大大降低檢修費(fèi)用、時(shí)間、人力。3.5電能質(zhì)量問題新鋼配電系統(tǒng)的電能質(zhì)量差，波形失真，電壓閃變，影響公司高、精、尖產(chǎn)品質(zhì)量的進(jìn)一步提高。隨著公司裝備水平的大幅度提高，精品對電能質(zhì)量的要求越來越高，而因公司的軋機(jī)系統(tǒng)是諧波的發(fā)生源，同時(shí)易造成電壓閃變，導(dǎo)致電能質(zhì)量不高。解決建議：根據(jù)誰污染、誰治理的原則，從源頭上要求諧波的發(fā)生源用戶就地治理，確保電能質(zhì)量。詳細(xì)治理建議見電能質(zhì)量報(bào)告。第4章供電系統(tǒng)優(yōu)化實(shí)施內(nèi)容4.1全廠供電系統(tǒng)改造建設(shè)內(nèi)容全廠供電系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容包括：（1）電網(wǎng)結(jié)構(gòu)改造(220kV變電站建設(shè))（2）二總降改造（3）四總降改造（4）開關(guān)站改造（5）線路改造內(nèi)容（6）其他改造內(nèi)容4.2電網(wǎng)結(jié)構(gòu)改造根據(jù)綜合分析，只有建設(shè)220kV變電站，才能從根本上解決新鋼內(nèi)部的負(fù)荷平衡。電網(wǎng)結(jié)構(gòu)改造內(nèi)容是在現(xiàn)有的110kV開關(guān)站預(yù)留的基礎(chǔ)上，進(jìn)行220kV變電站的建設(shè)。220kV變電站的建設(shè)受到外部條件的各種限制，需要取得相關(guān)供電部門的同意。本優(yōu)化方案中僅提出方案,不考慮本工程的投資。具體建設(shè)方案如下：在現(xiàn)有的110kV新鋼開關(guān)站上擴(kuò)建1座220kv總降變電所：1）電源數(shù)量：2回220kv電源線路。2）主變數(shù)量：3臺(tái)3）主變?nèi)萘浚?80MVA4）主變變比：220/110kV5）220kV電氣主接線：雙母線6）110kV電氣主接線：雙母線分段（現(xiàn)有基礎(chǔ)上擴(kuò)建）確定主變壓器容量的原則是滿足“N-1”原則：考慮在最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)組檢修期間，當(dāng)一臺(tái)主變壓器故障時(shí)，運(yùn)行的主變壓器和發(fā)電機(jī)組共同能承擔(dān)新鋼山下廠區(qū)全部負(fù)荷。4.3二總降改造內(nèi)容4.3.1限制短路電流超標(biāo)措施根據(jù)短路電流計(jì)算結(jié)果,新鋼二總降10kV及6kV系統(tǒng)短路電流超標(biāo),本次優(yōu)化方案如下：1#、2#、3#、5#主變低壓側(cè)加裝電抗器并聯(lián)ZLB1零損耗深度限流裝置，正常工作時(shí)，無損耗無壓降，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障時(shí)，可在20mS內(nèi)將深度限流電抗器投入系統(tǒng)，可限制系統(tǒng)側(cè)提供的短路電流在31.5kA以內(nèi)。表4-1深度限流裝置型號各項(xiàng)參數(shù)展示序號技術(shù)特性單位額定參數(shù)電壓參數(shù)1額定電壓(Ur)kV102額定絕緣水平斷口額定短時(shí)工頻耐受電壓(Ud)（1min）kV42斷口額定雷電沖擊耐受電壓(Up)kV753額定頻率(fr)Hz50電流參數(shù)4額定電流(Ir)A40005額定短路開斷電流kA636額定短路電流開斷次數(shù)次＞100機(jī)械參數(shù)7額定分閘時(shí)間ms<58額定合閘時(shí)間ms<169合閘彈跳時(shí)間ms<2電抗器參數(shù)10電抗額定電流A300011電抗率Xk%1212熱穩(wěn)定時(shí)間s24.3.26kV開關(guān)柜更換新鋼二總降設(shè)有6kV配電室，主要向老區(qū)高爐、燒結(jié)及焦化區(qū)域負(fù)荷供電,供電電壓為6kV，主接線方式為單母線分段，放射式向各用電負(fù)荷供電。站內(nèi)高壓開關(guān)柜采用固定式開關(guān)柜,使用年限超過30年。本次優(yōu)化方案考慮將四泵站內(nèi)供配電設(shè)備全部更換。改造后的6kV開關(guān)柜采用KYN[]-12型手車中置式開關(guān)柜，配真空斷路器。真空斷路器為彈簧操作機(jī)構(gòu)。規(guī)格如下：型式：金屬鎧裝中置移開式高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)：基本骨架，采用敷鋁鋅鋼板。防護(hù)等級：IP4X，打開門防護(hù)等級為IP20。額定電壓：6.3kV最高工作電壓：12kV系統(tǒng)頻率：50HZ額定電流：1250A，2000A，3150A額定短路開斷電流：31.5kA額定雷電沖擊耐受電壓：75kV（峰值）額定短時(shí)工頻耐受電壓（1分鐘）：42kV直流控制電源：DC220V。交流低壓電源：AC220V。6(10)kV斷路器:真空斷路器彈簧操作機(jī)構(gòu)4.4四總降改造內(nèi)容4.4.1四總降改造內(nèi)容為了保證四總降110kV供電可靠性，本工程擬將四總降110kV更換為戶外GIS，GIS設(shè)備技術(shù)要求如下：1）設(shè)備布置方式：外內(nèi)。2）系統(tǒng)標(biāo)稱電壓：110kV；系統(tǒng)最高工作電壓：126kV，中性點(diǎn)經(jīng)隔離開關(guān)接地。3）額定頻率:50Hz。4）輔助回路電源電壓：a.直流：220V，不接地；b.交流：380/220V，三相四線，中性點(diǎn)接地，50Hz。5）設(shè)備接線型式：雙母線接線6）進(jìn)線間隔，采用架空進(jìn)線。7）外殼型式：鋁合金外殼，三相共箱式。8）除非另有規(guī)定，GIS應(yīng)符合IEC60517的要求。9）免維護(hù)時(shí)間:大于20年。4.4.2四總降改造主要設(shè)備表110kVSF6配電裝置戶外式套11110kVGIS進(jìn)線間隔126kV,3150A，40kA套2含斷路器、隔離開關(guān)、檢修接地開關(guān)、快速接地開關(guān)、電流互感器、避雷器2110kVGIS母聯(lián)間隔126kV,2500A，40kA臺(tái)1含斷路器、隔離開關(guān)、檢修接地開關(guān)、電流互感器、避雷器3110kVGIS母線設(shè)備間隔126kVPT臺(tái)2含斷路器、檢修接地開關(guān)、電壓互感器、避雷器4110kVGIS主變設(shè)備間隔126kV,2000A，40kA臺(tái)4含斷路器、隔離開關(guān)、檢修接地開關(guān)、電流互感器、避雷器5110kVGIS出線間隔126kV,2000A，40kA臺(tái)2含斷路器、隔離開關(guān)、檢修接地開關(guān)、電流互感器、避雷器4.5配電室改造內(nèi)容4.5.1四泵站配電設(shè)施改造新鋼四泵站設(shè)有6kV配電室，主要向四泵站內(nèi)負(fù)荷供電,供電電壓為6kV，主接線方式為單母線分段，放射式向各用電負(fù)荷;供電6kV兩路電源引自四總降6kV母線（采用原409及422進(jìn)線）。站內(nèi)高壓開關(guān)柜采用固定式開關(guān)柜,使用年限超過30年。本次優(yōu)化方案考慮將四泵站內(nèi)供配電設(shè)備全部更換。改造后的6kV開關(guān)柜采用KYN[]-12型手車中置式開關(guān)柜，配真空斷路器。真空斷路器為彈簧操作機(jī)構(gòu)。規(guī)格如下：型式：金屬鎧裝中置移開式高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)：基本骨架，采用敷鋁鋅鋼板。防護(hù)等級：IP4X，打開門防護(hù)等級為IP20。額定電壓：6.3kV最高工作電壓：12kV系統(tǒng)頻率：50HZ額定電流：1250A額定短路開斷電流：31.5kA額定雷電沖擊耐受電壓：75kV（峰值）額定短時(shí)工頻耐受電壓（1分鐘）：42kV直流控制電源：DC220V。交流低壓電源：AC220V。10kV斷路器：真空斷路器彈簧操作機(jī)構(gòu)4.5.2五泵站配電設(shè)施改造新鋼五泵站設(shè)有6kV配電室，主要向熱二車間五泵站內(nèi)負(fù)荷供電,供電電壓為6kV，主接線方式為單母線分段，放射式向各用電負(fù)荷;供電6kV兩路電源引自二總降6kV母線（采用原211及212進(jìn)線）。站內(nèi)高壓開關(guān)柜采用固定式開關(guān)柜,使用年限超過30年。本次優(yōu)化方案考慮將五泵站內(nèi)供配電設(shè)備全部更換。改造后的6kV開關(guān)柜采用KYN[]-12型手車中置式開關(guān)柜，配真空斷路器。真空斷路器為彈簧操作機(jī)構(gòu)。規(guī)格如下：型式：金屬鎧裝中置移開式高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)：基本骨架，采用敷鋁鋅鋼板。防護(hù)等級：IP4X，打開門防護(hù)等級為IP20。額定電壓：6.3kV最高工作電壓：12kV系統(tǒng)頻率：50HZ額定電流：1250A額定短路開斷電流：31.5kA額定雷電沖擊耐受電壓：75kV（峰值）額定短時(shí)工頻耐受電壓（1分鐘）：42kV直流控制電源：DC220V。交流低壓電源：AC220V。10kV斷路器真空斷路器彈簧操作機(jī)構(gòu)第5章結(jié)論本文根據(jù)各種基礎(chǔ)技術(shù)資料；以及GB/T50062-2008《電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》對新鋼公司所有總降及其配電的變配電所進(jìn)行繼電保護(hù)整定。根據(jù)廠內(nèi)變電站和開關(guān)站的所有主接線、運(yùn)行參數(shù)；現(xiàn)有供配電設(shè)施的詳細(xì)技術(shù)參數(shù)和規(guī)格；全廠在建發(fā)電/供配電項(xiàng)目詳細(xì)技術(shù)參數(shù)和規(guī)格；110kV變電站各回路出線負(fù)荷報(bào)表；全廠配電變壓器、高壓電機(jī)；110kV系統(tǒng)短路參數(shù)；對全廠供配電系統(tǒng)進(jìn)行全面的診斷分析，并得出優(yōu)化方案。采用國內(nèi)外先進(jìn)適用的生產(chǎn)技術(shù)。遵循統(tǒng)一規(guī)劃，分步實(shí)施的原則。堅(jiān)持能源的回收利用，充分考慮廠內(nèi)的余熱、余壓及余能利用發(fā)電機(jī)組提供電源的情況；堅(jiān)持清潔生產(chǎn)，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)資源能源消耗低，循環(huán)回收利用好，污染少，低碳環(huán)保。強(qiáng)化投資控制，既要堅(jiān)持技術(shù)裝備先進(jìn)，又要節(jié)省投資，堅(jiān)持科學(xué)規(guī)劃、從緊實(shí)施、效益的最大化。貫徹執(zhí)行國家和地方政府有關(guān)節(jié)能、環(huán)境保護(hù)、生產(chǎn)安全與工業(yè)衛(wèi)生、消防、抗震和循環(huán)經(jīng)濟(jì)等政策、法規(guī)與規(guī)定。參考文獻(xiàn)[1]張鳳琴.LCS微機(jī)綜保系統(tǒng)在煉鋼廠配電系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科協(xié)論壇（下半月）,2009,(5):46-46.[2]大型鋼廠電氣設(shè)計(jì)與湛鋼工程應(yīng)用--訪中冶賽迪上海工程技術(shù)有限公司項(xiàng)目管理部總設(shè)計(jì)師朱政國[J].冶金自動(dòng)化,2014,(5):80-85.[3]申澤淵.大型鋼鐵企業(yè)供電系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定分析與控制策略[D].華北電力大學(xué)(北京),2014.[4]田疆.鋼廠高壓供電中應(yīng)注意的問題探析[J].科技視界,2013,(23):152-152.[5]陳阿平.鋼廠供配電系統(tǒng)短路容量計(jì)算及開關(guān)設(shè)備分?jǐn)嗄芰Φ男：薣J].科技與企業(yè),2014,(22):195-196.[6]王建民.鋼鐵企業(yè)供配電系統(tǒng)安全隱患與整改措施[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2015,5(28):5752.[7]張昊.年產(chǎn)三萬噸冷軋帶鋼廠10KV變電所主回路設(shè)計(jì)[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2012,(8).[8]李剛.珠江鋼廠高壓供配電系統(tǒng)[J].冶金動(dòng)力,2001,(4):4-8.[9]張炳炎,李剛.珠江鋼廠高壓供配電系統(tǒng)的特點(diǎn)[J].冶金叢刊,2000,(1):39-42,38.[10]趙興.鞍鋼礦渣公司供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)改造研究[D].大連理工大學(xué),2015.[11]戴松巖.寶鋼3KV饋線內(nèi)過電壓吸收器國