• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      云南富寧換流站交流500 kV電氣主接線可靠性研究

      2018-06-28 09:08:32運志濤王偉剛
      電力勘測設(shè)計 2018年6期
      關(guān)鍵詞:換流站接線斷路器

      張 濤,方 靜,運志濤,王偉剛

      (電力規(guī)劃設(shè)計總院,北京 100120)

      電氣主接線是變電站設(shè)計的重要方面,對設(shè)備選擇、配電裝置平面布置及控制保護方式均有較大的影響。根據(jù)富寧±500 kV換流站(以下簡稱“本站”)的工程定位和地區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃,本站采用與變電站合建方案,交流500 kV進出線元件達20個,并要求靈活實現(xiàn)三種運行方式:直流雙極全部送云南電網(wǎng);直流雙極全部送廣西電網(wǎng);直流雙極分送廣西電網(wǎng)和云南電網(wǎng)。因此,不僅有必要對本站電氣主接線可靠性進行定性分析,更需要通過建立設(shè)備模型,開展可靠性定量計算分析。

      1 工程條件

      1.1 換流站概述

      富寧±500 kV換流站是金沙江觀音巖水電站直流送出工程的受端換流站,額定容量3000 MW。為節(jié)約投資、簡化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、改善換流站系統(tǒng)條件,本站采用與變電站合建方案,接入系統(tǒng)方案見圖1。

      圖1 富寧±500 kV換流站接入系統(tǒng)圖

      根據(jù)系統(tǒng)規(guī)劃,站內(nèi)交流500 kV遠期規(guī)模為:2回換流變進線、2回靖西出線(至廣西電網(wǎng))、2回硯山出線(至云南電網(wǎng))、4回備用出線(至云南電網(wǎng))、4回500 kV交流聯(lián)絡(luò)變出線、2回500 kV降壓變進線及4回交流濾波器大組進線,共20個進出線元件。

      1.2 運行方式要求

      根據(jù)近、遠期云南硯山側(cè)、廣西靖西側(cè)的系統(tǒng)受電規(guī)劃,受端換流站應(yīng)實現(xiàn)如下運行方式。

      (1)運行方式1:直流電力全部送云南硯山側(cè),且換流站交流母線與廣西靖西側(cè)電氣開斷。

      (2)運行方式2:直流電力全部送廣西靖西側(cè),且換流站交流母線與云南硯山側(cè)電氣開斷。

      (3)運行方式3:直流電力按單極分別送電廣西和云南,且兩個單極所在交流母線電氣開斷。

      三種運行方式的地理接線示意圖見圖2。

      圖2 三種直流運行方式地理接線示意圖

      綜上所述,本站交流500 kV多達20個進出線元件,并有分區(qū)運行的三種特殊運行方式要求,接線方式的選擇直接影響著系統(tǒng)運行的安全可靠。因此,需對主接線可靠性進行深入分析研究。

      1.3 電氣主接線方案

      我國330 kV及以上電壓等級常用的接線有橋接線、角形接線、雙母線接線、一個半斷路器接線等。其中,當(dāng)進出線元件為4個及以下時,多采用橋接線和角形接線;進出線元件大于4個時,多采用一個半斷路器接線。

      本站500 kV進出線元件達20個,不適合橋接線和角形接線;考慮到投資及占地面積的問題,不推薦采用雙斷路器接線;國內(nèi)超高壓變電站中從未采用過三分之四斷路器接線,缺乏運行經(jīng)驗,亦不推薦采用。

      根據(jù)以上分析,500 kV交流電氣接線擬選擇一個半斷路器接線(詳見圖3)與雙母線接線方案(詳見圖4)進行對比分析。為實現(xiàn)三種運行方式,兩種接線方案均采用母線三分段形式,通過操作分段斷路器可實現(xiàn)不同運行方式的切換。

      圖3 交流500 kV一個半斷路器接線方案

      圖4 交流500 kV雙母線接線方案

      2 電氣主接線可靠性評估分析模型

      2.1 分析方法

      當(dāng)前電力系統(tǒng)可靠性分析理論主要沿著兩個方向發(fā)展,即網(wǎng)絡(luò)方法和狀態(tài)空間方法。前者偏重于研究電力系統(tǒng)是否連通,解析效率較高,但其計算分析結(jié)果中沒有包含連通的詳細狀態(tài);而后者分析方法可以較詳細地計算解析電力系統(tǒng)各種運行狀態(tài),但計算量大、算法復(fù)雜,并且隨著系統(tǒng)元件數(shù)量增加,系統(tǒng)復(fù)雜性加大,計算效率相應(yīng)顯著降低。

      目前,電氣主接線可靠性計算分析研究廣泛采用網(wǎng)絡(luò)方法,在網(wǎng)絡(luò)連通性基本模型的基礎(chǔ)上,考慮各種設(shè)備可靠性屬性以滿足實際系統(tǒng)的精度要求。

      2.2 元件的可靠性模型

      主接線可靠性評估中,涉及變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、母線、電壓互感器及電流互感器等多種設(shè)備,其中,斷路器模型結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜,需要考慮的因素較多。斷路器模型中主要定義了七種工況:N(正常工作模式)、M(計劃檢修模式)、m(強迫檢修模式)、f(誤動模式)、i(接地或絕緣故障模式)、st(拒動模式)、r(故障后修復(fù)模式)。工況狀態(tài)轉(zhuǎn)換參數(shù)λ、μ分別為不可用率、修復(fù)率。圖5為電力系統(tǒng)斷路器模型的狀態(tài)空間模擬圖。

      圖5 斷路器模型狀態(tài)空間圖

      由圖5可以看出,設(shè)備元件模型考慮的因素比較多,使問題更加復(fù)雜化,因此,需要對元件模型進行必要的簡化。

      從設(shè)備元件故障后的結(jié)果來分析,可以將st狀態(tài)模式和i狀態(tài)模式歸一等效為S狀態(tài),m、f和r模式簡化合并為R狀態(tài)。通過邏輯分析,可以得出S狀態(tài)模式將使保護范圍內(nèi)的所有開關(guān)跳閘,是一種相關(guān)故障;而R狀態(tài)模式只將故障的斷路器跳閘,涉及范圍有限??紤]到故障情況下繼電保護的誤動影響,需進一步修正相關(guān)狀態(tài)模型。實際運行中,繼電保護誤動后的斷路器狀態(tài)結(jié)果和S狀態(tài)度斷路器處的后果一樣,因此,可以等效為一種狀態(tài)。繼電保護拒動后,將引起變電站相關(guān)設(shè)備退出運行,因此,也是一種擴大影響范圍的相關(guān)故障,其后果等同于在故障斷路器保護區(qū)內(nèi)的各斷路器均處于S狀態(tài),進而導(dǎo)致下一級的斷路器跳閘,因此,可將這種工況模式單獨分類,即F狀態(tài)。

      考慮到S、F狀態(tài)度中的操作時間很短,進一步歸一等效這兩個狀態(tài),并入R狀態(tài),最終簡化得到斷路器3狀態(tài)模式可靠性模型見圖6。

      圖6 斷路器模型簡化空間狀態(tài)圖

      模型中,N為正常狀態(tài)模式,R為故障檢修模式,M為計劃檢修模式,λR為年故障率,μR為年故障修復(fù)率,λM為年計劃檢修率,μM為年計劃檢修的修復(fù)率。

      2.3 電力系統(tǒng)故障搜索與概率、頻率分析

      本文通過分析電氣主接線圖,梳理致使各線路停電的故障事件,進一步分析該故障事件下的相關(guān)影響,統(tǒng)計得到該狀態(tài)下的故障概率、故障頻率。

      電力系統(tǒng)故障搜索中,首先劃分任一回出線到源點的最小割集,根據(jù)故障重疊的情況分類,可分為一階(重)故障、二階(重)故障、三階(重)故障這三種情況。針對不同割集,可靠性指標可按以下原則分析計算:

      (1)一階故障中,故障率、故障恢復(fù)時間分別設(shè)定為單個設(shè)備元件強迫停運的故障率、單個設(shè)備元件強迫停運時的故障恢復(fù)時間;如果系統(tǒng)中配置了備用設(shè)備,則停電時間為備用設(shè)備就位、投運的操作時間。

      (2)二階故障中,考慮設(shè)備強迫停運與單一設(shè)備計劃檢修重疊的情況。兩個設(shè)備元件強迫停運故障率分別設(shè)為λ1、λ2,相應(yīng)強迫停運后的故障恢復(fù)時間分別設(shè)為r1、r2,設(shè)備元件計劃檢修停運率分別設(shè)為λm1、λm2,相應(yīng)計劃檢修停運時間設(shè)為rm1、rm2,則二階故障持續(xù)強迫停運的時間rp為:

      計劃檢修停運和強迫停運主要在兩種情況發(fā)生重疊,即:一種情況為設(shè)備1已處檢修狀態(tài),設(shè)備2發(fā)生強迫停運;另一種情況是設(shè)備2已處檢修狀態(tài),設(shè)備1發(fā)生強迫停運。這兩種情況的等效停運率λsm為:

      相應(yīng)等效停運時間rsm為:

      (3)三階故障中,主要考慮強迫停運與計劃檢修停運的重疊情況。在工程實際中,基本不會同時對兩個設(shè)備元件進行檢修,因此,只需考慮兩個設(shè)備元件強迫停運與另一個設(shè)備元件發(fā)生檢修停運重疊的情況。三階段故障的分析計算方法和計算公式與二階故障類似,將兩個強迫停運元件等效為一個強迫停運元件,代入上述等效停運率、等效停運時間計算公式即可。

      系統(tǒng)運行中,三階以上故障發(fā)生的概率極小,因此,在以下計算分析中不考慮三階故障情況。

      3 電氣主接線可靠性綜合分析

      3.1 電氣主接線綜合評估方法與主要性能指標

      變電站設(shè)計中,電氣主接線的選擇涉及系統(tǒng)安全可靠性、工程投資、運行便利性等多方面因素,因此,其綜合評估主要從可靠性、經(jīng)濟性和靈活性三方面考慮,綜合評估流程見圖7。

      圖7 電氣主接線綜合評估流程圖

      本文采用清華大學(xué)開發(fā)的“發(fā)電廠/變電站電氣主接線可靠性評估軟件”,針對可靠性方面對電氣主接線做重點定量分析,主要包括連續(xù)性、安全性和充裕度三個方面。

      3.2 元件可靠性參數(shù)

      主接線可靠性評估主要涉及母線、隔離開關(guān)、斷路器、架空線等,參考中電聯(lián)電力可靠性管理中心發(fā)布的輸變電設(shè)備可靠性統(tǒng)計參數(shù),500 kV主要設(shè)備元件可靠性參數(shù)統(tǒng)計均值見表1。

      表1 500 kV主要設(shè)備元件可靠性參數(shù)統(tǒng)計表

      3.3 定量可靠性評估計算條件、判據(jù)和指標說明

      電氣主接線方案的可靠性判據(jù)主要包括:任意一回進出線回路發(fā)生故障停電;任意兩回進出線回路發(fā)生故障停電;任意指定三階及以上進出回路組合停電事件;全站發(fā)生故障停電。以一個半斷路器接線方案的可靠性分析為例,按前述整理的可靠性參數(shù),經(jīng)計算,富寧±500 kV換流站在前述三種運行方式下,一個半斷路器接線方案的連續(xù)性、充裕度、安全性指標的計算結(jié)果分別見表2~表4。

      同理,可得富寧±500 kV換流站雙母線接線方案各項指標見表5~表7。

      3.4 基本可靠性結(jié)果分析

      針對兩種接線方案的各項指標,通過歸一化處理,兩方案的可靠性指標對比情況見圖8~圖10。可見,一個半斷路器接線方案的各個可靠性指標均優(yōu)于雙母線接線方案。

      3.5 其他因素分析

      電氣主接線除可靠性分析外,還要考慮主接線方案的經(jīng)濟性、靈活性等因素。

      經(jīng)測算,按工程遠期規(guī)模,相比雙母線接線方案,一個半斷路器接線方案多6臺斷路器和6組接地開關(guān),但少了14組隔離開關(guān),經(jīng)與國內(nèi)主要設(shè)備供應(yīng)商詢價,設(shè)備費用約高出980萬元,相較本工程整體投資,增加費用有限。

      靈活性方面,首先一個半斷路器和雙母線接線方案均采用母線三分段的形式,滿足系統(tǒng)三種運行方式間靈活切換的要求;其次,當(dāng)出線斷路器故障時,兩種接線方案均需較長時間停電;最后,除4回備用出線外,其他500 kV進出線元件本期一次上齊,并且采用氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(Gas Insulated Switchgear,GIS),備用間隔的母線側(cè)隔離開關(guān)本期采購,后期擴建工作量較少。因此,兩種接線方式的運行、檢修、擴建靈活性基本相當(dāng)。

      表2 一個半斷路器接線方案連續(xù)性指標

      表3 一個半斷路器接線方案安全性指標

      表4 一個半斷路器接線方案充裕度指標

      表5 雙母線接線方案連續(xù)性指標

      表6 雙母線接線方案安全性指標

      表7 雙母線接線方案充裕度指標

      圖8 500 kV主接線方案的連續(xù)性指標比較

      圖9 500 kV主接線方案的安全性指標比較

      圖10 500 kV主接線方案的充裕性指標比較

      4 結(jié)語

      金沙江觀音巖水電站直流送出工程在南方電網(wǎng)中具有十分重要的地位和作用,其受端富寧±500 kV換流站安全運行的可靠性,不僅影響到云南電網(wǎng)、廣西電網(wǎng)的用電,而且直接關(guān)系到整個南方電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行,本文通過對一個半斷路器接線和雙母線接線可靠性的分析研究,并結(jié)合經(jīng)濟性、靈活性的綜合評估,推薦采用一個半斷路器、母線三分段接線方案,不僅滿足了本站設(shè)備選型、平面布置、工程經(jīng)濟性等方面的要求,而且保障了換流站的運行可靠性。

      [1]水利電力部西北電力設(shè)計院.電力工程電氣設(shè)計手冊電氣一次部分[M].北京:中國電力出版社,1989.

      [2]趙淵,等.大電力系統(tǒng)可靠性評估的解析計算模型[J].中國電機工程學(xué)報,2006,26(5).

      [3]吳開貴,等.基于RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電網(wǎng)可靠性評估模型研究[J].中國電機工程學(xué)報,2000,20(6).

      [4]趙淵,周家啟.發(fā)輸電組合系統(tǒng)可靠性評估的最優(yōu)負荷削減模型研究[J].電網(wǎng)技術(shù),2004,28(10).

      [5]范錫普.發(fā)電廠電氣部分[M].北京:中國電力出版社,1995.

      [6]王東.500 kV變電站主接線方式分析[J].電力學(xué)報,2011,26(1).

      [7]李勇,黃寶瑩,魯宗相.基于電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的特高壓變電站電氣主接線設(shè)計原則[J].電力建設(shè),2011,32(1).

      [8]王韶,周家啟.基于函數(shù)型連接神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)輸電系統(tǒng)可靠性評估研究[J].中國電機工程學(xué)報,2004,24(9).

      [9]石文輝,別朝紅,王錫凡.大型電力系統(tǒng)可靠性評估中的馬爾可夫鏈蒙特卡洛方法[J].中國電機工程學(xué)報,2008,28(4).

      [10]李軍,李向陽,劉昭閣.基于健康度分析的電網(wǎng)單元設(shè)備集可靠性評估研究[J].中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù),2016,12(6).

      [11]魯宗相,等.計及風(fēng)資源約束的雙天氣模態(tài)海上風(fēng)電系統(tǒng)可靠性評估[J].電網(wǎng)技術(shù),2015,39(12).

      [12]宋云亭,郭永基,程林.電力系統(tǒng)可靠性基本數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析[J].繼電器,2002,30(7).

      [13]魏震波,等.基于可靠性加權(quán)拓撲模型下的電網(wǎng)脆弱性評估模型[J].電工技術(shù)學(xué)報,2010,25(8)7.

      [14]吳開貴,吳中福.基于敏感度分析的電網(wǎng)可靠性算法[J].中國電機工程學(xué)報,2003,23(4).

      [15]郭永基.可靠性工程原理[M].北京:清華大學(xué)出版社,2002.

      [16]魯宗相,郭永基.水電站電氣主接線可靠性評估[J].電力系統(tǒng)自動化,2001,25(18).

      [17]鮑曉慧,侯慧.電力系統(tǒng)可靠性評估述評[J].武漢大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版),2008,41(4).

      [18]王昊,王展,陳斌.蘇州1000 kV特高壓變電站500 kV電氣主接線方案技術(shù)經(jīng)濟分析[J].電力建設(shè),2013,34(4).

      猜你喜歡
      換流站接線斷路器
      一起非常規(guī)接線導(dǎo)致的主變壓器間隙保護誤動分析
      湖南電力(2021年4期)2021-11-05 06:45:20
      六氟化硫斷路器運行與異常處理
      電子制作(2018年14期)2018-08-21 01:38:34
      斷路器控制回路異常分析及處理
      電子制作(2018年10期)2018-08-04 03:25:02
      直流輸電換流站閥冷卻水系統(tǒng)故障實例統(tǒng)計分析
      一例斷路器內(nèi)部發(fā)熱的診斷分析
      電子制作(2017年8期)2017-06-05 09:36:15
      SF6斷路器拒動的原因分析及處理
      電子制作(2017年20期)2017-04-26 06:57:59
      220kV變電站電氣主接線的設(shè)計及探討
      換流站電阻冷卻面板鼓包分析
      湖北電力(2016年8期)2016-05-09 09:03:08
      換流站閥廳避雷器停電例行試驗研究
      湖北電力(2016年8期)2016-05-09 09:03:06
      同塔雙回牛從直流從西換流站直流控制保護系統(tǒng)分析
      機電信息(2015年6期)2015-02-27 15:55:01
      新民市| 聊城市| 手游| 萝北县| 新营市| 迭部县| 宽城| 扶余县| 芮城县| 桂阳县| 刚察县| 康马县| 溆浦县| 秦安县| 都江堰市| 韶关市| 临武县| 揭阳市| 县级市| 达尔| 嘉兴市| 锦州市| 辛集市| 鹤峰县| 滕州市| 察哈| 尚义县| 辰溪县| 托里县| 莒南县| 双辽市| 雅安市| 黔南| 山东省| 普格县| 柳林县| 梁山县| 安新县| 望奎县| 沁源县| 和龙市|