滕州新源熱電#01 啟備變接入系統(tǒng)改造

萬祖明 王 健

（華電滕州新源熱電有限公司，山東 滕州 277500）

目前公司150MW 機(jī)組每年1 次小修，平均時(shí)間15 天，每5 年1 次大修，平均時(shí)間75 天，小修期間負(fù)荷率可按20%考慮，大修期間負(fù)荷率，60 天可按5%考慮，15 天按20%考慮。機(jī)組非計(jì)劃停機(jī)，停機(jī)不停爐時(shí)負(fù)荷率最高。對(duì)于150MW 機(jī)組，鍋?zhàn)o(hù)最低穩(wěn)定運(yùn)行出力一般為額定出力的30%～35%，一些公用負(fù)荷會(huì)繼續(xù)運(yùn)行，如暖通、照明負(fù)荷。原#01 啟備變作為機(jī)組啟動(dòng)、停機(jī)和廠用備用電源，公司每年繳納容量費(fèi)、購電費(fèi)約649 萬元，為減少支付成本，實(shí)施該接入系統(tǒng)改造。

1 電氣一次部分改造

1.1 電氣主接線

升壓站系統(tǒng)接線：電廠一期工程升壓甲站220kV 配電裝置為外橋接線，#1 主變采用高壓電纜接入一期220kV 屋內(nèi)GIS 配電裝置室，#2 主變?yōu)榧芸站€接入，220kV 兩回出線采用高壓電纜分別引接至杜廟、滕北變電 站，#01 高備變由原滕西變電站35kV 配電裝置引接，高低壓側(cè)均為電纜接線。

現(xiàn)新上#01 啟備變?nèi)萘空{(diào)整為27000kVA，外接電源由原滕西變電站35kV 配電裝置室改接至二期220kV 屋內(nèi)配電裝置室內(nèi)#6 備用間隔，新上變壓器布置二期升壓站南側(cè)，變壓器外廓距離升壓站外墻10 米，南向出線。#01 啟備變高壓側(cè)高壓側(cè)采用架空進(jìn)線，低壓側(cè)采用電纜出線，接至現(xiàn)有一期配電裝置6kV 備用母線段啟備變進(jìn)線柜[1]。

1.2 電氣一次設(shè)備選型

1.2.1 #01 啟備變選型：

型式：三相油浸式、雙線圈銅繞組有載調(diào)壓戶外變壓器

型號(hào)：SFZ10-27000/220

冷卻方式：ONAF/ONAN（一級(jí)風(fēng)冷100%/70%）

額定頻率：50Hz

額定容量：27MVA

額定電壓：230±8×1.25%/6.3kV

1.2.2 220kV 升壓站設(shè)備

二期乙站#6 備用間隔新增加斷路器及相應(yīng)隔離開關(guān)各一套，電流互感器，220kV 穿墻套管各3 套，用于#01 啟備變出線改造。

1.2.3 #01 啟備變低壓側(cè)連接及電纜選擇

#01 啟備變低壓側(cè)采用電纜出線，沿廠區(qū)南圍墻，至二期冷水塔附近，穿過兩臺(tái)冷水塔之間、廠區(qū)生產(chǎn)辦公樓后，經(jīng)新建電纜溝道對(duì)接一期鍋爐房電纜溝道，沿一期主廠房?jī)?nèi)電纜隧道/溝道接至一期配電裝置6kV 備用母線段啟備變進(jìn)線柜。

#01 啟備變低壓側(cè)電纜載流量計(jì)算如下：

變壓器容量=27000kVA 低壓側(cè)電壓=6.3kV，則低壓側(cè)電流=27000kVA/（×6.3kV）≈2475A。

若選用6kV 高壓電纜YJV22-6-3×185mm2。

見《電力電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50217-2007。

敷設(shè)系數(shù)k 取0.8（銅芯），即電纜載流量為333.336A，則需要此電纜2475A/333.336A ≈8 根。

1.3 短路電流計(jì)算

按照最大運(yùn)行方式下(兩臺(tái)機(jī)組+兩臺(tái)啟備變)，阻抗圖如下[2]：

#01 啟備變高壓側(cè)短路：

#01 啟備變低壓側(cè)短路：

1.啟備變低壓側(cè)發(fā)生三相短路時(shí)，流經(jīng)#01 啟備變高壓側(cè)的電流：

2.啟備變低壓側(cè)發(fā)生三相短路時(shí)，流經(jīng)#01 啟備變低壓側(cè)的電流：

3.啟備變高壓側(cè)發(fā)生三相短路時(shí)，流經(jīng)#01 啟備變高壓側(cè)的電流：

圖1 阻抗圖

4.啟備變高壓側(cè)發(fā)生兩相短路時(shí)，流經(jīng)#01 啟備變高壓側(cè)的電流：

2 電氣二次部分改造

2.1 繼電保護(hù)配置

#01 啟備變電氣量保護(hù)雙重化配置，非電量保護(hù)單套配置。第一面保護(hù)柜包含變壓器第一套完整的電氣量保護(hù)、非電氣量保護(hù)和電纜光纖差動(dòng)保護(hù)；第二面保護(hù)柜內(nèi)包含變壓器的第二套完整的電氣量保護(hù)和斷路器操作箱。其中，由于#01 啟備變至一期6kV 備用段電纜過長(zhǎng)（約900m），綜合考慮保護(hù)可靠性及設(shè)備造價(jià)，該段電纜保護(hù)通過電纜光纖差動(dòng)保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)。

#01 啟備變保護(hù)裝置安裝位置推薦采用就近原則，考慮布置在二期網(wǎng)控樓電氣繼電器室內(nèi)。電纜光纖差動(dòng)保護(hù)裝置共計(jì)兩臺(tái)，一臺(tái)在啟備變保護(hù)A 柜內(nèi)組柜安裝，另一臺(tái)安裝在一期發(fā)變組保護(hù)室內(nèi)。

電氣量保護(hù)主要保護(hù)配置如下：

1.啟備變差動(dòng)保護(hù)。

2.啟備變低壓側(cè)速斷保護(hù)。

3.啟備變復(fù)壓過流保護(hù)。

4.啟備變壓器零序保護(hù)。

5.啟備變過負(fù)荷保護(hù)。

6.220kV 斷路器失靈保護(hù)。

……

非電量保護(hù)主要保護(hù)配置如下：

1.瓦斯保護(hù)。

2.壓力釋放保護(hù)。

3.油溫保護(hù)。

4.油位保護(hù)。

5.突發(fā)壓力保護(hù)。

……

2.2 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控NCS 系統(tǒng)

新上一面啟備變進(jìn)線間隔測(cè)控柜，布置在二期網(wǎng)控樓電氣繼電器室內(nèi)的備用位置。新上設(shè)備納入二期NCS 監(jiān)控，通過光纖接至一期NCS，實(shí)現(xiàn)兩期系統(tǒng)對(duì)該間隔的監(jiān)控，兩期系統(tǒng)間設(shè)置操作閉鎖，保證同一時(shí)間只有一個(gè)系統(tǒng)可對(duì)該間隔進(jìn)行控制。

2.3 對(duì)原廠系統(tǒng)的影響

取消原啟備變DCS 機(jī)柜相關(guān)電纜，接入新上設(shè)備I/O測(cè)點(diǎn)，增加DCS 卡件；取消原啟備變相關(guān)電纜，接入新上啟備變相關(guān)故障錄波測(cè)點(diǎn)；在母線保護(hù)柜中接入新上啟備變電流回路[3]。

3 效益分析

#1 和#2 機(jī)組高備變接入系統(tǒng)改造技改項(xiàng)目批復(fù)計(jì)劃費(fèi)用為1250 萬元，約兩年多的時(shí)間便可收回投資。

4 結(jié)語

從當(dāng)前實(shí)施結(jié)果來看，備用電源改造的實(shí)現(xiàn)，提高了滕州新源熱電廠用電供電的可靠性，可減少外購電成本，同時(shí)本次接入系統(tǒng)改造方案對(duì)其他單位進(jìn)一步提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平提供了較好的參考價(jià)值。