發(fā)電廠運(yùn)行機(jī)組與停機(jī)備用機(jī)組廠用電互為供電的研究與應(yīng)用

喬永生

摘 要：目前火力發(fā)電廠很多是一次安裝2臺(tái)機(jī)組，經(jīng)過(guò)電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)，將來(lái)一個(gè)時(shí)期需要發(fā)電機(jī)組單機(jī)運(yùn)行，停運(yùn)機(jī)組的廠用電需從啟備變下網(wǎng)供電，每天啟備變電量1.5萬(wàn)度，大容量啟備變帶低負(fù)荷損耗增加，考慮到機(jī)組停運(yùn)時(shí)間較長(zhǎng)，為提高機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，需要考慮從運(yùn)行機(jī)組取電給停運(yùn)機(jī)組供電的可行性。通過(guò)#1、2機(jī)組運(yùn)行方式的優(yōu)化、可行性論證，參考設(shè)計(jì)院優(yōu)化方案，制定#1、2機(jī)組廠用電互備實(shí)施方案，本方案應(yīng)用在機(jī)組停機(jī)時(shí)間超過(guò)一個(gè)月，且發(fā)電機(jī)盤(pán)車(chē)已經(jīng)停運(yùn)，進(jìn)行機(jī)組間廠用電運(yùn)行方式的互為備用。

關(guān)鍵詞：負(fù)荷預(yù)測(cè) 單機(jī)運(yùn)行 啟備變下網(wǎng)電量 運(yùn)行方式優(yōu)化 合理配置保護(hù)定值

中圖分類(lèi)號(hào)：TM762.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）12（b）-00-03

在電力設(shè)計(jì)中，通常兩臺(tái)機(jī)組往往采用發(fā)變組直接出線到對(duì)側(cè)電網(wǎng)變電站模式。而機(jī)組啟動(dòng)和備用電源往往采用取自電網(wǎng)側(cè)的啟備變提供。這樣的接線方式簡(jiǎn)單，節(jié)約投資，但存在著在單機(jī)運(yùn)行，停運(yùn)機(jī)組仍有部分控制、照明、檢修負(fù)荷需要通過(guò)啟備變供電，但因起備變低負(fù)荷運(yùn)行，負(fù)載損耗太大，加之啟備變電源取自電網(wǎng)，電價(jià)較高從而造成運(yùn)行成本大。隨著裝機(jī)規(guī)模的擴(kuò)大這樣的運(yùn)行方式在相當(dāng)?shù)赜蚝蜁r(shí)間內(nèi)為成為常態(tài)。根據(jù)電廠的廠用電接線方案，比較容易實(shí)施的方案是機(jī)組停運(yùn)時(shí)，合上停運(yùn)機(jī)組6kV段至公用段的聯(lián)絡(luò)線，通過(guò)公用段給停運(yùn)機(jī)組供電。當(dāng)然有一個(gè)先決條件就是公用段的進(jìn)線開(kāi)關(guān)、分段開(kāi)關(guān)及聯(lián)絡(luò)電纜均要有充足的裕度。同時(shí)還應(yīng)當(dāng)對(duì)繼電保護(hù)定值做相應(yīng)的調(diào)整，從而使得通過(guò)公用段給停運(yùn)機(jī)組供電方案成為可行。

1 方案研究與設(shè)備參數(shù)核定

以某個(gè)火電廠為例，該廠有2臺(tái)600MW機(jī)組（下文統(tǒng)稱為#1，2機(jī)組），2臺(tái)機(jī)組采用發(fā)變組直接出線到對(duì)側(cè)電網(wǎng)變電站運(yùn)行方式。機(jī)組啟動(dòng)和備用電源取自對(duì)側(cè)變電站發(fā)送接帶的啟備變提供。#1機(jī)組6kV工作IA、IB段正常運(yùn)行由#1高廠變通過(guò)61A1、61B1開(kāi)關(guān)供電，停機(jī)時(shí)由啟備變通過(guò)61A0、61B0開(kāi)關(guān)供電；#2機(jī)組6kV工作IIA、IIB段正常運(yùn)行由#2高廠變通過(guò)62A1、62B1開(kāi)關(guān)供電，停機(jī)時(shí)由啟備變通過(guò)62A0、62B0開(kāi)關(guān)供電。正常運(yùn)行時(shí)6kV公用A段由#1機(jī)組6kV工作IA段通過(guò)601A開(kāi)關(guān)供電，6kV公用B段由#2機(jī)組6kV工作IIA段通過(guò)602B開(kāi)關(guān)供電；#1機(jī)組停機(jī)時(shí)，6kV公用A、B段電源通過(guò)602B、6公聯(lián)開(kāi)關(guān)串帶，或者#2機(jī)組停機(jī)時(shí)，6kV公用A、B段電源通過(guò)601A、6公聯(lián)開(kāi)關(guān)串帶。設(shè)備參數(shù)及負(fù)荷電流見(jiàn)表1。

61A1、62A1配置分支過(guò)流保護(hù)（按母線3相短路整定）延時(shí)0.7s跳分支開(kāi)關(guān)，零序保護(hù)0.9s跳分支開(kāi)關(guān)，601A、602B配置過(guò)流保護(hù)（按額定電流整定1180A）延時(shí)1.5s跳閘，零序保護(hù)延時(shí)0.6s跳閘；6公聯(lián)配置過(guò)流保護(hù)（按額定電流整定613A）延時(shí)1.2s跳閘。

2 運(yùn)行方式優(yōu)化

#1機(jī)組停機(jī)，盤(pán)車(chē)停運(yùn)。斷開(kāi)61A1、61A0開(kāi)關(guān)并解備，6kV工作IA段母線停電，6kV工作IA、IB段機(jī)、爐、脫硫輔機(jī)開(kāi)關(guān)解備，合上601A，6kV工作IA段由#2機(jī)組6kV工作IIA段供電；#1機(jī)組鍋爐變、汽機(jī)變、電除塵變、主廠房變負(fù)荷轉(zhuǎn)移至6kV工作IA段，#5甲皮帶、儀用空壓機(jī)A、除灰空壓機(jī)A、脫硝A空壓機(jī)恢復(fù)備用。廠區(qū)變、化水變、照明變負(fù)荷轉(zhuǎn)移至#2機(jī)組供電。

#2機(jī)組停機(jī)，盤(pán)車(chē)停運(yùn)。斷開(kāi)62A1、62A0開(kāi)關(guān)并解備，6kV工作IIA段母線停電，6kV工作IIA、IIB段機(jī)、爐、脫硫輔機(jī)開(kāi)關(guān)解備，合上602B，6kV工作IIA段由#1機(jī)組6kV工作IA段供電；#2機(jī)組鍋爐變、汽機(jī)變、電除塵變、主廠房變負(fù)荷轉(zhuǎn)移至6kV工作IIA段，#5乙皮帶、儀用空壓機(jī)A、檢修空壓機(jī)D恢復(fù)備用。廠區(qū)變、化水變、照明變負(fù)荷轉(zhuǎn)移至#1機(jī)組供電；6kV IB、IIB段按照啟備變帶負(fù)荷方式運(yùn)行，所帶公用負(fù)荷盡量按熱備用狀態(tài)使用。

保護(hù)及DCS變更，601A、602B、6公聯(lián)開(kāi)關(guān)新增負(fù)荷電流403A，開(kāi)關(guān)保護(hù)定值相應(yīng)變更，601A、602B、6公聯(lián)保護(hù)按照級(jí)差配合；#1、2機(jī)組6kV IA、IIA段串帶期間601A、602B、6公聯(lián)DCS邏輯解除三取二；61A1、601A 、62A1、602B DCS做電流報(bào)警，61A1、62A1報(bào)警值3849A；601A 、602B報(bào)警值1180A。

#1、2機(jī)組6kV串帶運(yùn)行方式下事故處理，#1機(jī)組停機(jī)，6kV工作IA段負(fù)荷設(shè)備故障，由各設(shè)備保護(hù)跳開(kāi)相應(yīng)開(kāi)關(guān)，如負(fù)荷開(kāi)關(guān)保護(hù)拒動(dòng)，601A保護(hù)動(dòng)作跳閘，檢查并隔離故障點(diǎn)后恢復(fù)6kV IA段；如601A保護(hù)拒動(dòng)、6公聯(lián)按照級(jí)差配合跳閘；6kV IA段、公用A段失壓，斷開(kāi)601A，檢查并隔離故障點(diǎn)后恢復(fù)6kV IA段、公用A段供電。6kV工作IA段母線設(shè)備故障，601A保護(hù)動(dòng)作跳閘，確認(rèn)6kV工作IA段母線故障點(diǎn)并做相應(yīng)處理正常后，恢復(fù)6kV IA段供電。如601A保護(hù)拒動(dòng)，6公聯(lián)按照級(jí)差配合跳閘；6kV IA段、公用A段失壓。斷開(kāi)601A，確認(rèn)6kV工作IA段母線故障點(diǎn)后，首先恢復(fù)公用A段供電。待確認(rèn)6kV工作IA段母線故障點(diǎn)并做相應(yīng)處理正常后，恢復(fù)6kV IA段供電。

#2機(jī)組停機(jī)，6kV工作IIA段負(fù)荷設(shè)備故障，由各設(shè)備保護(hù)跳開(kāi)相應(yīng)開(kāi)關(guān)，如負(fù)荷開(kāi)關(guān)保護(hù)拒動(dòng)，602B保護(hù)動(dòng)作跳閘，檢查并隔離故障點(diǎn)后恢復(fù)6kV IIA段；如602B保護(hù)拒動(dòng)、6公聯(lián)按照級(jí)差配合跳閘；6kV IIA段、公用B段失壓，斷開(kāi)602B，檢查并隔離故障點(diǎn)后恢復(fù)6kV IIA段、公用A段供電。6kV工作IIA段母線設(shè)備故障，602B保護(hù)動(dòng)作跳閘，確認(rèn)6kV工作IIA段母線故障點(diǎn)并做相應(yīng)處理正常后，恢復(fù)6kV IIA段供電。如602B保護(hù)拒動(dòng)，6公聯(lián)按照級(jí)差配合跳閘；6kV IIA段、公用B段失壓。斷開(kāi)602B，確認(rèn)6kV工作IIA段母線故障點(diǎn)后，首先恢復(fù)公用B段供電。待確認(rèn)6kV工作IIA段母線故障點(diǎn)并做相應(yīng)處理正常后，恢復(fù)6kV IIA段供電。

最嚴(yán)重情況下，由停機(jī)母線的故障，保護(hù)越級(jí)（三級(jí)）造成6kV IA段或者IIA段工作進(jìn)線開(kāi)關(guān)跳閘，閉鎖快切，相應(yīng)母線失壓，影響機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。

3 實(shí)施周期與效果

2017年3月20日完成設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)方案及有關(guān)圖紙資料；3月22日至4月5日完成設(shè)計(jì)院方案評(píng)審，編制項(xiàng)目實(shí)施方案并評(píng)審，確定最終實(shí)施方案；5月2日#1機(jī)組正式串帶#2檢修機(jī)組低壓廠用電，在檢修高峰期串帶電量41萬(wàn)度。2017年9月14日#1機(jī)組停機(jī)備用期間，9月19日由#2機(jī)組串帶低壓廠用電，截至10月17日串帶電量22萬(wàn)度。本項(xiàng)目無(wú)需另外投資，只需改變運(yùn)行方式即可實(shí)現(xiàn)節(jié)支增益的效果，按照一臺(tái)機(jī)組停機(jī)備用一個(gè)月（30天）計(jì)算，可節(jié)省電費(fèi)27萬(wàn)元。

4 全面推廣與應(yīng)用

2017年截止9月執(zhí)行廠用電串帶共計(jì)61天，啟備變?nèi)站碾娏?.349萬(wàn)kWh，與2016年相比降低約1.377萬(wàn)kWh。5、6月廠用電串帶49天累計(jì)節(jié)省啟備變耗電量67.473萬(wàn)kWh，按照上半年購(gòu)售電價(jià)差（0.57530-0.31205=0.26325 元/kWh）計(jì)算，節(jié)省電費(fèi)支出約17.76萬(wàn)元；9月廠用電串帶12天累計(jì)節(jié)省啟備變耗電量16.524萬(wàn)kWh，按照下半年購(gòu)售電價(jià)差（0.61001-0.33154=0.27847元/kWh）計(jì)算，節(jié)省電費(fèi)支出約4.60萬(wàn)元。

實(shí)現(xiàn)機(jī)組廠用電串帶后，按照一臺(tái)機(jī)組停機(jī)備用一個(gè)月（30天）計(jì)算，可節(jié)省電費(fèi)27萬(wàn)元。

4月份完成相鄰機(jī)組廠用電串帶方案評(píng)審確定最終實(shí)施方案，5月2日開(kāi)始實(shí)施，#2機(jī)組停運(yùn)檢修，其廠用電逐漸轉(zhuǎn)由#1機(jī)組串帶，#2機(jī)組負(fù)荷全部串帶后啟備變?nèi)蘸碾娏孔畹徒抵?.15萬(wàn)kWh，購(gòu)網(wǎng)電量大幅降低取得良好效果（見(jiàn)表2）。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著機(jī)組計(jì)劃電量的下降，單機(jī)運(yùn)行時(shí)間的增加，停機(jī)備用機(jī)組由啟備變接待負(fù)荷，由此需要從電網(wǎng)下載電量大約1.5萬(wàn)度/天，購(gòu)買(mǎi)電量費(fèi)用0.9萬(wàn)元。在不影響機(jī)組正常運(yùn)行的情況下，滿足設(shè)備參數(shù)的前提下，合理調(diào)整保護(hù)定值，通過(guò)運(yùn)行方式的調(diào)整改變，實(shí)現(xiàn)相鄰機(jī)組廠用電互為備用，節(jié)約了購(gòu)電費(fèi)用，降低了能耗，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益顯著。

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