摘要：随着社会经济的发展，对LNG的需求日益明显，保证接收站天然气的外输量对下游用户至关重要。针对这种现象，必须提高接收站的供电系统稳定性，才能保障工艺生产安全高效平稳运行。
关键词：江苏LNG；供电系统；稳定性；继电保护
引言
江苏LNG接收站是落实我国能源战略项目，满足长三角地区对清洁高效能源的需求，改善能源消费结构，特别在严寒冬季时期，保持在2500万方/天高负荷常态外输天然气气量。为了广大下游用户的正常工业生产和民生安居乐业，必须保证接收站工艺的安全稳定可靠运行。而供电系统稳定可靠运行是保障接收站工艺可靠运行首要条件，所以提高接收站供电系统的稳定可靠性极为重要。下面详细介绍提高供电系统稳定性的措施。
1优化供电系统运行方式
江苏LNG接收站总变电所采用20kV双回路进线电源，单母线分段运行；两台20/6.3kV主变解列运行，每台主变容量25MVA，可以单独运行满足接收站所有供电负荷；分段母线间使用备自投母联开关，正常运行时开关处于热备用状态，其中一路电源或者一台主变故障退出运行，高低压侧母联开关会安备自投逻辑合闸，两台主变并列运行或一台主变带两段中压母线运行。此运行方式能大大提高供电系统的稳定性可靠性。图1为总变电所主接线示意图。
图1 总变电所主接线示意图
江苏LNG接收站总变电所还配备2000kW的应急柴油发电机，当2路进线电源均故障时，备自投启动应急发电机，同时带接收站内基本应急负荷，保证接收站安全，保证LNG最小回流循环。
2优化继电保护整定值
继电保护是电力系统安全稳定运行的重要保障。继电保护是电力系统在发生故障或出现威胁安全运行状态时，利用继电器来保护发电机变压器输电线路等电力系统元件免受损坏的措施，利用它可以在最短时间内，自动从系统中切除故障设备，或者发出信号让工作人员能及时排除故障，从而将损失减少到最小[1]。
2011年5月14日，海水泵房开闭所低压开关柜配出临时用电电缆短路致使两台变压器过流保护动作。事故过程是：短路故障回路配出开关没动作，406变压器进线断路器开关没动作，总变电所6kV馈线654开关越级跳闸。由于变压器B进线开关406没跳，过流闭锁没有起作用，母联自投成功，海水泵房开闭所变压器A 馈线开关612又跳闸，使海水泵房开闭所低压系统全停电。经过检查核对，低压开关保护整定值偏大，当事故时短路电流值无法达到整定值，所以无法使故障线路开关迅速、可靠、准确、灵敏的保护跳闸。基于本事件，对江苏LNG接收站的高低压继电保护定值进行全面梳理和优化，具体保护整定值请参考“江苏液化天然气有限公司保护计算说明书”。经过梳理优化后的保护整值，能有效满足接收站供电系统安全稳定运行的要求，迅速切除故障设备或者线路，使故障范围缩小到最小范围。下图2为海水泵房开闭所主接线示意图。
图2 海水泵房开闭所主接线示意图
3无功补偿装置增容改善电能质量
无功功率主要用于电路内电场和磁场，并用来在电气设备中建立和维持磁场，完成电磁能量的相互转换，不对外做功，为系统提供电压支撑，在电源和负荷之间提供电压降落所需要的势能。无功功率不直接作为实际消耗之功，但无功的交换将引起发电和输电设备上的电压降和电能损失。
江苏LNG的用电设备，如异步电动机、变压器、整理装置、照明等都需要大量的无功功率，远大于系统能够提供的无功电源。这些所需的无功都由发电机提供并经长距离传送，显然很不合理也不可能。如果这些所需的无功功率不能及时得到补偿，电力系统的安全运行以及用电设备的安全就会受到影响，因此无功补偿对供电系统稳定性有重要意义。
江苏LNG针对现有的电容补偿装置不能满足现有设备运行的状况，进行并联电容器增容改造。接收站供电系统在原设计电容器容量的基础上，在总变电所6kV母线A、B段分别并联一组4000kvar电容器组[2]。经过增容改造，江苏LNG供电系统提高了功率因素，降低了线路损耗，减少了因无功功率变动引起的电压幅值波动，极大提高了供电系统的稳定性。
4总变电所直流系统改造
直流操作电源是电力系统的重要基础设备。其作用主要是在供电系统正常运行时，对断路器的控制回路、合闸回路、闭锁装置等设备供电；在一次系统故障时，给综合继电保护器、断路器的控制回路供电，以保证它们能可靠动作；因此，可以说直流系统是供电系统电气设备的控制中枢，直流系统工作的稳定性直接关系着全厂电气系统的保护与控制能否正常工作。如果直流系统不能正常供电，那全厂重要电气设备的保护与控制将全部失灵。即设备故障时保护不动作、开关不跳闸，甚至会发生越级跳闸，造成电网瓦解。这样将会给供电系统的安全运行带来极大的风险[3]。
江苏LNG总变电所直流屏在运行过程中，充电机连续出现故障，导致无法进行充电。当值班人员巡检发现时，蓄电池电量已达到最低，假设发现的时间稍晚些，则可能发生严重电力事故。所以改造总变电所的直流屏系统势在必行，确保了整个接收站供电系统稳定性。
5 优化断路器状态与DCS系统关联
江苏LNG变电所SCADA系统是基于GE公司的F650综合继电保护器建立而成的。F650装置采集的相关数据通过通信管理机传输给后台监控上位机进行监控。其中有部分通讯数据在通讯管理机处自己转发给接收站DCS系统，并且DCS系统用断路器的开合状态去逻辑控制低压输送泵出口阀的联锁动作。这样的逻辑控制，原理上来说是可以实现的，但是存在以下三个问题。
第一，通讯数据容易产生数据丢失现象，从而会导致出口阀联锁误动作；
第二，一旦通讯管理机死机或者重启，会导致通讯数据清零，从而会导致出口阀联锁误动作；
第三，通讯管理机的电源由直流屏提供，一旦直流屏出现故障无法供电，则会引起通讯管理机关机导致通讯数据清零，从而会导致出口阀联锁误动作。
以上三个问题引起的出口阀误动作将会导致接收站整个工艺系统的联锁停车，影响正常生产，并且影响下游用户的正常生产、生活秩序。所以，必须优化目前的低压泵出口阀的逻辑控制方式。通过铺设新电缆，采用断路器的硬节点去控制低压输送泵出口阀门的开合，有效地避免了上述三个问题。提高了工艺运行的稳定性，极大的避免了联锁停车导致的启停设备产生的操作过电压，提高了供电系统的稳定行。
6结束语
（1）通过对江苏LNG接收站供电系统稳定性的分析探讨，结合接收站的实际运行情况，使用优化运行方式、继电保护整定值优化方案，使接收站供电系统保护配置更加合理，避免了越级跳闸，使停电事故范围大大缩小，提高了供电系统的稳定性，保障了接收站的高效平稳运行。
（2）对于江苏LNG供电系统不理想设计和设备，要有大胆质疑的精神，立足于实际运行状况，进行合理地论证改造，将会提高供电系统的稳定可靠性。
参考文献：
[1] 刘旭字．关于220kV电网继电保护的探讨[J]．科技与企业，2012，（4）；
[2] 黄帆．无功补偿在江苏LNG接收站的应用[J]．油气储运，2012，1（zl）；.
[3] 郑汝琳，肖娜．智能高频开关电力直流操作电源系统在直流系统的应用 [J]．科技信息，2013（21）；
作者简介：
黄帆，工程师，1987年生，2009年本科毕业于中国石油大学（华东）电气工程及其自动化专业，现主要从事电气管理工作。
论文作者:黄帆
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/5
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