发电厂厂用电源供电优化方案分析

发电厂厂用电源供电优化方案分析

王继高

国家能源集团谏壁电厂

电厂供电问题是电厂运营管理中的重要一环，强调安全、可靠、方便，但随着运营成本的提升，供电的经济性问题引起了企业的关注。目前某发电厂七期所采用的大小修停机方案中均是利用#071、#072高备变作为七期6kV厂用电的电源，其高压侧来源于六期220kV母线，同时每台机组6kV各段配有用于工作与备用电源之间切换的快切装置。虽然此种供电方式方便、可靠，不会影响到其他运行机组，但从节约七期厂用电供电成本的方面考虑是不经济的，毕竟线路的供电成本较高。如果能通过电源切换并利用新增的六七期联络电缆实现对整个大小修期间七期厂用电的供电，必然可以降低成本提高供电经济性。对此，笔者提出了采用六七期联络电源来优化七期机组调停、大、小修期间厂用电源的供电方案，现对六七期联络电源布置、方案的经济性和安全性以及具体操作流程进行详细分析。

一、某发电厂六七期联络电源布置

如图，在六期#06启动变的出口备Ⅶ、备Ⅷ段（通过6707、6708开关）引出两根φ3×185电缆到七期6kV-22、23段（通过6722、6723开关），然后单接单接一根φ3×185电缆到七期6kV-26、27段（通过6726、6727开关）。如果能将6kV-22、23段与6kV-26、27段也增加一根φ3×185电缆，将能接带更大负载。

为保证联络电缆正常供电，单根联络电缆电流≯400A。六、七期联络电源6726、6727开关电流≯400A，六、七联络电源6707、6708、6722、6723开关电流≯800A。

二、经济性分析

按每度电用电成本节约0.2元计算，结合大小修期间各机组的用电量，大致可以给出所节约的经济成本。

以2017年10月26日至2017年12月8日某发电厂七期#13机组小修为例。整个#13机组小修期间均以#07高备变作为厂用电供电，其中6kV-22段、6kV-23段用电情况如下表：

=平均电流平均电压时间。

可以看出，整个#13机组小修期间的厂用电用电量还是很可观的。这部分电量如果自己供应，则可为机组小修的经济成本做出不小的贡献。如果将6kV-22段、6kV-23段利用新增六、七期联络电缆供电（将6KV-22、23段切为6KV-26、27段供电），其用电可划入七期厂用电范围内，每度电的用电成本以可节省0.2元计算。结合上表中6kV-22段、6kV-23段的耗电情况，整个#13机组小修期间可节约成本约：0.2（149.7+27.6+26.0）=40.66万元。

2017年5月19日，#14机组调停消缺时，本次停电使用新敷设的6kV-备Ⅶ、备Ⅷ段与七期联络电缆供#14机6kV-26、27段母线，进行了部分电源的切换，本次电源切换过程中厂用电量的统计如下：

6kV煤Ⅳ段、#6公用段、#4化水段、#6化水段5月19日～6月13日切为#13机供电,#6公用段、#4化水段、#6化水段用电量计算以#5公用变、#3化水变、#5化水变电量取半：

6kV煤Ⅳ段电量统计：（881.779-802.0281）×10000=797509kwh

#5公用变电量/2：（1340.6583-1307.3299）×10000/2=166642kwh

#3化水变电量/2：（1817.5956-1773.9632）×10000/2=218162kwh

#5化水变电量/2：（721.9633-693.3124）×10000/2=143254kwh

6kV-26、27段5月21日～6月4日切为六期拉手电源供电：

6kV-26段电量：283568kwh

6kV-27段电量：125403kwh

总计：1734538kwh

整个#14机组调停期间可节约成本约：0.21734538=34.69万元。

三、安全性分析

1、电缆容量

六七期联络电源供应一台停运机组，单根电缆最大可承受400A电流，机组停运期间，6kV22/26、6kV23/27每段基本不会超过300A，符合其设计范围内。七期一台机组运行、一台停运期间，停机侧6kV各段负载按不超过400A控制，6kV煤Ⅲ段/Ⅳ段电源、公用段、化水段可优先切至#13/#14机供，6kV22/26段两台循泵不可同时开启（停机期间也不要启两台循泵）。可保证正常接带负荷。

2、负载对联络电缆的影响

停运机组6kV负载的启动，由于启动电流大，对联络电缆安全运行构成安全隐患。但机组停运后，机侧主要是闭冷泵，凝泵变频，循泵应在运行，以#13机组停运为例：炉侧为：#41、#42空压机（可调至#14机侧空压机）运行，而预热器、各油站油泵、探头冷却风机为400V负载，电流不大（暂时不考虑），还有就是强制通风时用的电动引风机，而电动引风机由于所在段6KV-25、29段没有联络电缆，所以也可以不考虑。从上述负载来说6KV-22段上有#41/#42循泵（只启一台）、脱硫甲循环浆泵、A闭冷泵，#21厂低变、#1湿式电除尘变、#1脱硫变在运行状态，而6KV-23段上有#1保安变，#1电除尘变、#3化水变、#23厂低变、凝泵变频电源，脱硫乙循环浆泵（只启一台）。由此分析每段电流不可能超300A。由于以后将在6KV-23段、6KV-27段还将按排无组织排放电源。这个电流有多大暂时不清楚，但通过负载的合理分配将不会超过最大许可电流。另外建议完成#13、14机的双电缆敷设，这样做可以实现无论拉手电源由六期供七期，还是七期供六期以及七期#13/14机组互供每段电流都可以控制在800A，进一步节约了厂用电过桥费用。

3、保护方面

当由#06高备变供七期负载时：循泵、厂低变初级开关、凝泵变频器电源开关零序保护定值由1A改为0.5A（CT：100/1），其他诸如循环浆泵、闭冷泵等零序定值为0.4A，已经满足保护选择性要求，无需修改，在容量满足条件情况下可以直接启动。

联络电源供电期间，若串供的母线上负载故障，负载拒跳发生越级跳闸或联络电缆母线故障，应优先跳开串供母线上电源开关（如六期备Ⅶ、备Ⅷ段通过6707、6708开关供七期6kV-22、23段期间发生故障，应优先跳开6707、6708、6722、6723开关）。两者开关保护定值与时间方面应做好相应匹配。

四、具体操作流程（以#13机停运为例）

通过以上分析可知，如果负载的切换太多，对安全性影响太大，为保证安全性及可操作性，进行下列操作将在安全的基础下能够节约用电成本。

1、停机前将煤Ⅲ段电源切到#14机6kV—26段供电，煤变可以并列切换，#1、2灰渣变的切换由除灰定，原则上不并列；

2、确认#3/4照明检修段电源由#4照明检修变供电；

3、#3～6化水配切为#14机侧供；

4、#5、6公用段切为#6公用变供电；

通过计算，以上电源方式切换后我们可以认为已有75%的负载已切至运行机组供电。在一些调停，临检工作时可用此种方式运行。而要进行大、小修的工作时，我们可继续进行下列的操作，以节约更多。（如果无组织排放电源已投用，还应进行电源的切换，以下压变均可进行并列切换）。

5、400V—21、22段联络运行，由#22厂低变供电，#21厂低变热备用；

6、400V—23、24段联络运行，由#24厂低变供电，#23厂低变热备用；

7、保安段联络运行，保安甲、乙段转为#13机#2保安变供电，柴油机投联动备用方式，#1保安变热备用；（柴油机切手动后方可进行，否则会造成联络开关的柴发逻辑跳闸）。

8、联系除灰配合，将#1/2电除尘配、#1/2脱硫配、#1/2湿式电除尘配联络运行，分别由#2电除尘变、#2脱硫变、#2湿式电除尘变供电；

9、当机组停机后，检查6kV—22、23段母线上所有负载均已停用；将6kV—22、23段母线切为#06高备变供电；（停电切换）

10、联系检修：将#41循泵、#21、23厂低变初级开关、凝泵变频器电源开关零序保护定值由1A改为0.5A（CT：100/1），考虑必要性可将#41、#42空压机开关零序保护定值更改后投联备；

因#06、07启动变取自同一电源，仅启动变短路阻抗稍微差别，下列400V母线可以并列切换，在这种方式时下列变压器完全可以采取并列切换的方式。

11、400V—21、22段联络运行，由#21厂低变供电，#22厂低变热备用；

12、400V—23、24段联络运行，由#23厂低变供电，#24厂低变热备用；

13、保安段联络运行，保安甲、乙段转为#13机#1保安变供电，柴油机投联动备用方式，#2保安变热备用；（柴油机切手动后方可进行，否则会造成联络开关的柴发逻辑跳闸）。

14、联系除灰配合，将#1/2电除尘配、#1/2脱硫配、#1/2湿式电除尘配分别切由#1电除尘变、#1脱硫变、#1湿式电除尘变供电。（从停机后除灰所用的电量来看，基本上已没有电流，可不考虑切换）。