（马鞍山供电公司 安徽马鞍山 243000）
摘要：随着我国经济的不断发展，城市生活垃圾量不断增加。进行垃圾发电的开发和利用，不仅可以妥善处理城市垃圾，还可以缓解燃料紧缺，保证城市可持续发展，产生巨大的经济和社会效益。本文从就近接入10千伏公用电网的生活垃圾填埋气发电站对电网安全、稳定运行产生影响入手，侧重对现有继电保护及安全自动装置存在的问题进行分析，并提出相应解决措施。
关键词：垃圾发电；10千伏公用电网；继电保护；应用分析
1 前言
随着我国经济的不断发展，人民生活水平日益提高，城市生活垃圾量不断增加。目前城市生活垃圾处理主要以填埋为主，由于采用简单填埋，露天堆放，缺乏有力的防护治理，对城市环境造成严重污染。因此，进行垃圾发电的开发和利用，不仅可以妥善处理城市垃圾，大大减少垃圾对环境污染，降低有害物质的排放，减少被占土地的面积，保护环境，还可以缓解燃料紧缺，变废为宝，保证了城市可持续发展，产生巨大的经济和社会效益。
由于垃圾发电工程大多滞后于电网建设，且装机容量不大，一般就近接入10千伏公用电网或采取10千伏专线接入110千伏及以下变电站的10千伏母线，由于电源变电站及10千伏相关线路保护均按照单侧电源设计，新增电站将形成两侧电源，且小机组存在暂态稳定问题，势必影响现有保护配置和电网安全稳定运行，对继电保护及安全稳定装置将提出新的要求。本文以马鞍山市生活垃圾填埋发电厂接入系统为例，从生活垃圾填埋气发电项目接入10千伏电网对继电保护及安全自动装置的影响进行分析，并提出相应解决措施。
2 工程概况及运行分析
2.1 工程概况
马鞍山市向山垃圾处理厂位于马鞍山市城东部向山镇陶村村境内，接近苏皖交界处，厂址靠近S313省道，本发电项目装机容量为3*1000千瓦，采用燃气发电机组，闭式冷却方式。项目所发电量采用“全部上网”的方式并网。
本项目附近110kV变电站仅有杜塘变，故考虑本项目接入杜塘变，杜塘变主变容量50+50兆伏安，10kV出线24回，由于杜塘变于2013年投运不久，故10千伏出线间隔尚有盈余，其中待用间隔2回。
垃圾发电电厂周边10kV线路仅有1回杜塘变出线杜东6527线路。该线路主干线线径为240平方毫米，支线线径为185平方毫米。按照就近分散接入、就地平衡消纳的原则，考虑周边环境及线路路径，制定接入方案，接入系统一次示意图如下：
本项目接入方案为“T”接至杜塘变10kV公用线路杜东6527线，主干线导线截面240平方毫米，支线截面185平方毫米，可满足电量上网需求。
2.2 运行方式及保护配置分析
110千伏杜塘变110千伏为内桥接线，10千伏为单母线分段接线，其#1、#2主变分列运行分别带10千伏1、2号母线，2台主变110千伏中性点运行方式均为经间隙接地，110千伏1、2号母线分列运行，分别由220千伏苏李变2条110千伏线路带。
220千伏苏李变送出的2条110线路均配置有微机距离零序保护，可实现重合闸功能。110千伏杜塘变110千伏进线未配置线路保护。杜塘变配置了110千伏备自投装置，可实现进线断路器和桥断路器的备用电源自动投入功能。杜塘变主变配置常规主变差动及后备保护，10千伏出线配置有三段式电流保护及重合闸。
3 本工程的投运对现有继电保护及安全自动装置的影响
3.1 对10千伏线路重合闸的影响
由于本工程接入杜塘变10千伏公网线路，该线路正常重合闸方式是按照重合闸不检测母线和线路电压方式重合，线路侧未装设电压互感器以检测线路电压，当本工程投运后，在线路故障时重合闸重合可能会造成带小机组非同期合闸的事故。
3.2 对110千伏线路重合闸的影响
由于220千伏苏李变110千伏送出线路未装设线路电压互感器，在110千伏线路故障重合闸重合可能会造成带小机组非同期合闸的事故。
3.3 对杜塘变110千伏备自投装置动作的影响
当杜塘变110千伏一回进线发生永久性故障对侧重合闸重合不成功或一回线失电时，杜塘变110千伏备自投装置动作，切除该进线断路器，投入桥断路器，因本工程小机组的存在可能会造成带小机组非同期合闸的事故。
3.4 杜塘变110千伏进线未配置线路保护，线路故障时无保护快速切除故障。
3.5 小机组暂态稳定对电网带来的影响
小机组通过暂态稳定计算，其所在并网母线所带线路保护可能要求全线快速切除故障，对现有的保护整定定值带来影响。
4 针对现状问题提出解决措施
4.1 对10千伏线路重合闸的影响
在杜塘变机组并网线路侧装设电压互感器1台，实现检无压重合功能。若无法实现，可采用远跳功能在该线路保护动作时先将小机组解列。
4.2 对110千伏线路重合闸的影响
在2回110kV苏李变～杜塘变线路苏李变侧各新增一个线路单相电压互感器，以具备检无压重合功能。若无法实现，可采取措施实现远跳功能在该线路保护动作时先将小机组解列。
4.3 对杜塘变110千伏备自投装置动作的影响
采取远跳功能在备自投装置动作时先将小机组解列。
4.4 杜塘变110千伏进线未配置线路保护，线路故障时无保护快速切除故障。
考虑在杜塘变110千伏进线装设线路保护。若难以实施，可采取以下措施：
（1）因杜塘变主变中性点不接地运行，在110千伏进线故障对侧跳闸后，利用杜塘变主变间隙零序电压和间隙零序电流保护切除线路的非对称故障；
（2）对于110千伏进线发生三相对称故障，可考虑在杜塘变110千伏侧增设一套电网解列装置，利用频率、电压的变化来实现小机组的解列。
4.5小机组暂态稳定对电网带来的影响
（1）110kV苏李变～杜塘变线路苏李变侧现有微机保护速动段按伸入线路对侧变压器内部整定以实现全线速断；
（2）在杜塘变～垃圾填埋电厂线路的杜塘变侧装设一套微机型光纤差动主保护，微机光纤差动保护同时还兼有完整的过流保护作为后备保护，对侧电厂应配置与此相同的保护。
（3）在生活垃圾电厂和杜塘变侧各配置1套失步解列及频率电压紧急控制装置，实现频率电压异常紧急控制及失步解列功能。
（4）调整相关线路保护动作时限以实现快速切除故障。
5 结论
通过对生活垃圾填埋气发电项目投运对现状电网影响的分析，找出对继电保护及安全自动装置配置存在的问题，提出了相关解决方案，对小机组经过10千伏公用电网并网的安全、稳定、可靠运行具有重要的现实意义。
论文作者:王飞
论文发表刊物:《电力设备》2016年第17期
论文发表时间:2016/11/10
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