针对电厂启备变冷备用投入可靠性的探讨

针对电厂启备变冷备用投入可靠性的探讨

陈超

（北方联合电力有限责任公司呼和浩特金桥热电厂内蒙古自治区呼和浩特10070）

摘要：发电厂的启备变一直都被诸多电厂当作备用电源，最根本的作用就是为了保障电厂内部的用电系统和装置能够安全稳定的运行。在绝大多数的火力发电厂中，启备变都会采用热备用的方式进行操作，并在备用电源一侧投入合上低压侧的开关。但是，这种操作的方式一直都存在着空载损耗的情况。随着发电厂节能减排改革不断地推进。有很多电厂都已经开始考虑将启备变内部的热备用转变为冷备用。只有这样才能够通过降低发电厂内部的电能损耗，从而更好地实现节能减排。本文主要针对电厂启备变冷备用投入的可靠性进行分析。

关键词：发电厂；热启备设备；冷备用设备；投入可靠性；探讨策略

启备变作为发电厂用的备用电源一直都在使用的过程中发挥着重要的作用。设备最主要的作用就是能够保障整个电厂的用电安全，并让其中的设备能够稳定地运行。但是，目前很多火力发电厂的启备变设备都持续保持着高压侧开关闭合的方式[1]。但是低压侧的开关则在投入备用电源时被闭合。在这样的背景下，变压器会在运行的过程中存在空载损耗的现象。随着电厂节能减排措施的不断改革，很多电厂都已经在考虑将启备变从热切换转变成冷备用的模式，从而更好地帮助发电厂进行节能。本文主要就电厂热启备变冷启备的过程和之后的效果进行分析。

1.研究背景

某厂的启备变设备一直都处于热备用的运行状态下。为了能够在使用的过程中有效地降低空载损耗，并有效地提高发电厂的生产效率，并更好地提升企业的经济效益。在实际生产的过程中需要将热启备设备改为冷备用设备。

2.新的用电智能快切装置的特点

发电厂要想在实际生产的过程中将热启设备改为冷备用设备，就需要配合专用的用电智能快切装置来转换。而该智能用电智能快切装置在实际使用的过程中有如下几个特点：

第一，该装置在实际使用的过程中主要以通用的网络化硬件平台为基础，切内部的资源可以实现灵活扩展，组态过程也显得灵活方便，在使用的过程中也能够满足不同用户的需求。第二，内部核心的CPY是以PowerPC嵌入式双内核处理器为基础，并配合嵌入式的操作系统进行使用。整个系统本身具有低功耗、寿命长和可靠性高等优点。甚至在较为严酷的工作环境中也能够顺利地工作。第三，内部独特的相角差测量方法不仅响应的速度很快，而且本身具有很强的抗干扰能力，在使用的过程中能够让切换的过程更加顺利地进行。

第四，整个装置在使用的过程中将配合恒定的越前时间计算方法来计算出导前角，这样才能够保证在切换的过程中，母线电压和备用的电源电压同步使用[2]。第五，所有的装置在使用的过程中不仅能够实现灵活切换，甚至还能够直接根据用户的需求来采用不同的切换方式。第六，所有的装置在使用的过程中具有完善的自我检测功能，可以自动诊断所有的输入通道和输出通道。

以上就是用电智能快切装置的优势。正是因为有了这样一个装置，才能够使得发电厂在实际生产的过程中将热启备转变为冷启备。

3.热启备转变为冷启备时切换方式的变化

3.1正常同时切换

当热启备转变为冷启备时，正常同时的切换需要在快速、同期和残压三种条件下进行。主要包括如下几点变化要求。

在热启备状态下时，先保持手动启动，再先发跳工作分支命令。经过同时切换合闸定值之后。所有切换条件都可以被满足，之后再发合备用的命令。

在冷启备状态下可以先保持手动起动的状态，再发跳工作分支的命令。但是如果高压一侧的开关不在合位，则装置一侧会保留合备用变压侧的开关。再经过延时并合并切换合闸延时定值之间的最大值之后再有效地判断切换条件。等到所有的切换条件都被满足之后再有效地发合备用变低压侧开关的命令。△T=高压侧的合闸时间-低压侧的合闸时间。△T存在的目的是能够让低压侧的合闸不高于高压侧的合闸。如果在发出发跳工作令时，其高压侧已经处于合位的位置，则可以直接判定切换的条件与低压侧相互吻合。

3.2正常串联切换

当处于热启备状态时，主要采用手动起动的方式。先结合发跳工作备用分支的命令。等到确定工作备用的分支确实跳开，并且所有切换的条件都满足要求之后，再发合备用分支的命令。

当切换到冷备条件状态时，先会直接工作到备用的状态，并保持手动起动的状态，合并先发跳工作分支的命令。如果高压侧的开关并不在合位，装置会直接和高压侧的开关结合，并结合时间t开始计时。等到工作分支被分开之后，再判断t值是否大于△T。当t值大于△T时，就要开始判断切换条件。一旦所有的切换条件都被满足之后，就会发出备用变低压侧开关的命令。其中，△T=高压侧开关合闸时间-低压侧合闸时间。△T存在的目的就是让低压侧不比高压侧先进行合闸。如果发跳工作时，高压侧已经存在于合位，则可以直接判定条件位于合低压侧。

4.非正常切换方式

4.1低电压切换

在实际操作的过程中，除了会有上述两种正常启动的方式，非正常低电压切换也会在实际操作的过程中发挥出重要的作用。

在非正常低电压切换的过程中，一般可以采用串联切换或者同时切换的方式。装置在经过快速切换或者残压切换之后会被合上备用的分支。热备和冷备在实际切换的过程中将会和保护切换表现出相似的特性。

4.2工作开关偷跳启动

如果切换方式被确定为串联或者同时切换的状态，则所有装置在备快速切换、同期切换或者残压切换之后就会换上备用的分支。在热备和冷备的背景下，其切换的过程和保护切换将表现出相同的特质。

在热备的状态下，先要让切换装置被启动，之后再判断切换条件。等到所有条件都被满足之后再合备用变的开关。

在冷备状态下时，首先要合备用变高压侧的开关，当△T处于延时状态时，可以先判断初换的条件。当所有的切换条件都被满足之后，再直接合备用变低压侧的开关[3]。如果装置在启动之后，高压侧处于合位的位置，则直接可以将切换条件判断至备用低压侧。

5.启备变冷备用设备所产生的经济效益

在使用启备变冷备用设备之后，设备产生了较大的经济效益，主要表现如下几个方面：

第一，通过按照启备变所提供的铭牌参数来计算，空载损耗：PO=39.08kW。日电量为：PO×24=937.92kWh。

第二，当启备变设备停运之后，所附加的冷却风扇也会因此停止运行。所以，启动冷备用设备之后有效地节省了冷却风扇所产生的损耗。热备用的同时也会启动3组冷却风扇。在冷备用之后，可以节约下的损耗为P附=4.5kW。

第三，按照发电厂网购电价0.45元/kWh来进行估算，我厂启备变热备用所产生的电费为：

P空载总=PO+P附=938kWh+108kWh=1046kWh/天×300天/年×0.45元/kWh=14万元/年。

在实际运行的过程中，可以按照启备变改造为冷备用，其运行的费用为41万元。经过启备变内部冷备用的改造，三年就可以有效地收回成本。

6.结束语

综上所述，本文从新的用电智能快切装置的特点出发，具体分析热启备转变为冷启备时切换方式的变化。而事实证明，当热启备转换为冷启备时，其经济效益也会变得更大。

参考文献

[1]郭伟，胡敏羑，叶留金，等.厂用电切换方法的研宄及应用[J].2016(5)：89-94.

[2]赵曙伟.火电厂用电稳定性提升的策略研究[J].神华科技，2016（5）：45-49

[3]罗艳.关于厂用电快切装置功能的探讨[J].湖南电力，2017（5）：159-164