唐光昊，刘苏
（河南龙宇煤化工有限公司，河南 永城476600）
［摘 要］大容量用电企业的用电设备分布面积广，生产连续性强，通常采用放射状供电网络，需在其运行中加强风险分析与管控，以增强供电系统运行的稳定性与可靠性。以通用的中压放射形厂用电网络为例，分析其优势与局限性，并提出提高中压放射形厂用电网络稳定性的策略：一次设备稳定策略，主要为在电源侧安装深度限流装置、在故障率较高的馈线回路安装母线残压保护装置；二次系统稳定策略，主要包括据负荷性质确定电网风险的可容许度、纯负荷回路安全策略、电源馈出回路安全策略、电容电流超限治理策略、中高阻故障治理策略。
［关键词］中压放射形厂用电网络；优势与局限性；一次设备稳定策略；二次系统稳定策略；电网风险可容许度；纯负荷回路安全策略；电源馈出回路安全策略；电容电流超限与中高阻故障治理
［中图分类号］TM727.3 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2022）06-0074-03
1 放射形厂用电网络的优势及局限性
大容量用电企业的用电设备分布面积广，生产连续性强，通常采用放射状供电网络。越来越多的钢铁企业、化工企业等用户，重视厂用电的优质运行，在保障供电连续性、提高电能质量方面加大了技术研究与应用实践，符合电力技术市场下一步的发展与推广趋势，可为生产系统的安全、经济运行提供可靠支撑。
1.1 放射形厂用电网络的优势
放射形厂用电网络，结构稳定性好，可靠性较高，各回路负荷容量互不影响；故障发生后影响范围小，切换操作方便，保护简单，且电网扩展性强。近年来，为实现碳排放目标，多数工业企业都加强了各种余热的回收利用，各种环保型发电设备陆续问世，在电网中得到较多应用。各回路可以带车间变压器或高压电机、发电设备运行，也可以延伸为二级放射式网络（如开闭所）至低压负荷较为集中的区域；各回路相互独立，供电设备和生产设备的容量可以灵活选择。
中压放射形厂用电网络典型结构如图1。正常情况下，无论是k2还是k1处短路，只要流过短路点电流不超过该回路开关的开断能力，保护装置和断路器均能正常动作，变电所6 kV母线电压就能较快恢复，不会造成大面积停电事故。
1.2 放射形厂用电网络的局限性
随着工业企业生产规模的扩大和能源综合利用技术的广泛运用，各类电气设备（尤其是近年来的各类节能发电机组）的增设，可能出现新的问题。以下以通用的中压放射形厂用电网络为例，分析有关问题。
1.2.1 电网的短路容量或超过安全限值
初始设计时电气设备较少，通常将放射形电网的母线短路容量作为设备选型的依据，进线（S6101）与分支（S6102）的设备短路开断能力通常选相同数值。
增设电气设备后，某支路在靠近出线断路器某处发生短路事故时（如图1中k3位置），由于后期节能改造增设了电源点（如图1中S6102开关接入的发电机回路），流过的短路电流有可能超过初始设计值，易出现断路器不能可靠开断切除故障而致事故扩大化。
因短路容量增大，为满足准确度要求，可能使电流互感器的额定电流被迫提高，导致其保护定值随之升高（为躲过互感器测量死区），从而降低了最小运行方式下后备保护的灵敏度。
1.2.2 电压波动停车风险高
放射形电网各支路与源节点（如图1中的SI母线）的电气联系紧密，有利于设备启动时获得高转矩。但当某支路发生短路时，该优点将变为缺陷，在故障切除的时间内，易造成母线电压大幅跌落，对大转矩设备和低压变频器等电压敏感设备的运行造成严重影响，易致局部停车。
传统设计思路以校验短路容量合格作为目标，已不能满足当今工业企业对供电系统电压质量方面的要求。
1.2.3 电气保护装置拒动后果严重
放射形厂用电网络的支路通常较多，随着设备服役时间的延长，继电保护和断路器拒动的概率上升。发生电气故障时，继电保护和断路器拒动后，将依赖于进线开关的后备保护功能，而进线开关后备保护动作时间较长，短路对供电线路和设备会造成较大冲击，电网电压长时间处于低位，易导致全厂停车。
1.2.4 系统电容电流超出消弧装置设计容量
系统电容电流增加，有可能超出原有消弧装置的设计容量，系统发生单相接地故障后，可能发生危险。现有消弧装置普遍具有系统电容电流检测功能，用户在供电系统扩展后应密切跟踪有关数据的变化，控制风险。
2 提高中压放射形厂用电网络稳定性的策略
2.1 一次设备稳定策略
更多内容详见《中氮肥》2022年第6期