当山西电科院技术攻关防电气设备受损

山西电科院技术攻关防电气设备受损

电磁仿真技术治“孤岛”

国山西电科院技术攻关防止电气设备受损和电扰动

王亮 翟晓慧

8月9日，山西500千伏神泉电厂给国山西省电力公司电力科学研究院（以下简称“国山西电科院”）寄来一封感谢信，信中说，该院电磁仿真工作，极大地保障了神泉电厂发电机和变压器等设备的安全运行。

±800千伏特高压雁淮直流输电系统，是国家大气污染防治行动计划中的“四交四直”重点工程之一，承担着将山西北部电力输送到江苏淮安的重要任务。500千伏神泉电厂是雁淮直流的送端雁门关站的首个配套供电电源。它的接入，是推动山西能源革命扎实落地与能源转型升级的重要举措。

有关专家经过分析，发现神泉电厂接入的同时，雁门关站—明海湖站的3回500千伏线路一旦故障跳闸，就会造成神泉电厂与雁淮直流“孤岛”运行的安全隐患。“孤岛”发生后，神泉电厂和雁淮直流瞬间脱离山西电，可能引发神泉电厂和雁淮直流的电气量无规律的振荡，电气设备极易受损，必须立刻停止运行雁淮直流和切除神泉电厂，不再给淮安站输送电能。然而，目前的解决方案下，雁淮直流停运会快于神泉电厂被切除，神泉电厂和雁门关站的电气设备可能因为无法承受雁门关站滤波器无功引起的高电压而被损坏，受端淮安站所在的江苏电也存在因低频甩负荷导致用户断电的风险。

近几年，由于直流工程的送端故障导致的电事件偶有发生。一旦发生可能会造成高压电气设备损坏，大片区域用户停电，严重影响人们的正常工作和生活，经济损失巨大。国家Lansbergen说电有限公司高度关注如何消除雁淮直流“孤岛”隐右端连接传感器为固定端患问题。国调中心委托国山西电科院，评估神泉电厂接入雁门关站后“孤岛”问题的风险程度，并提出相应的解决方案。

国山西电科院临危受命，电技术中心直流控保室、系统技术室和设备评价中心状态检测室3个专业部门，迅速成立技术攻关小组。在国山西省电力公司建设部的协调与还以克拉来计重量帮助下，实地调研神泉电厂和雁门关站并获取发电机等电气设备参数；联系许继公司、国电南瑞公司、杭州西门子开关公司等设备生产厂商获取第一手资料；向国经济技术研究院学习直流输电系统仿真方法，借鉴其关于±800千伏哈密—郑州直流输电工程的电磁建模经验，依次建立了7670个数据节点，组合搭建了神泉电厂与雁淮直同时流的精细仿真模型，推演还原了神泉电厂与雁淮直流“孤岛”运行的全过程，核实了神泉电厂电气设备的耐压水平。

结果表明，一旦发生孤岛运行，雁淮直流以及神泉电厂电气设备的电压和电流都发生无规律的紊乱振荡；雁淮直流被迫停运而神泉电厂尚未切除，电气设备承受的电压将达到正常运行电压的2倍，严重威胁电气设备的安全。该院攻关小组与国经济技术研究院共同提出采取联合雁门关站直流控制保护策略和稳控系统切除发电机策略，双措并举解决“孤岛”的建议方案，大大消除了电气主设备受损和江苏电被扰动的重大安全隐患。

建议方案得到了国家电有限公司国调中心和中国电力科学研究院的一致认可。至此，孤岛问题引发的神泉电厂和雁门关换流站高压设备受损的安全隐患问题有了针对性的技术解决方案，也避免了受端江苏电遭受过重的冲击扰动。国家电有限公司国调中心充分肯定国山西电科院的仿真工作，提出了雁门关站择机安排计划，按照“孤岛”解决方案推进整改工作，消除了电安全生产隐患。