摘要：机组停备检修期间，一般从系统受电作为停备机组的厂用电源，其经济性较差，所以考虑解决电厂内部厂用电源自带。从高厂变容量和机组安全运行论证，并采用快速切换和保护，确保安全、经济、稳定运行。
关键词：厂用电；外购；厂用电源互代
0.引言
近年来一些新建电厂起动/备用电源采用了距厂址较近的220KV或110KV变电站，该方案是建厂初期电源引接的一种常规设计方案，技术和安全上成熟可靠。但随着市场经济的发展，电网公司在起动/备用电源装置容量费的收费以及供购电电价上，按照大用户售电价格供给电量。机组检修以及机组停备，电厂从电网购用电量平均3万度/日，按照差价每日的购电费达1.5万元，一个机组小修按25天计算，用于外购电量费用高达37.5万元。所以对于两台以上机组，能够实现两台机组厂用电互代，减少外购电量很有必要。
1.两机厂用电源互代方案的确定
1.1机组停备或检修期间用电负荷统计。
以600MW机组为例，以往正常停机负荷统计为：第一天消耗电能在6.6万度左右，第二天消耗电能在3.5万度左右，第三天消耗电能在2.4万度左右，以后每天消耗都在2万度以上，机组热态启动每次消耗电能在13.8万度，冷态每天消耗17万度。上述电量消耗不包括公用电气设备倒为运行机组带的负荷，如果不进行公用电气设备运行方式的倒换，所消耗的电能会更多。实测数据表明：锅炉点火采用单风机启动，其中一台吸风机（130A）、一台一次风机（135A）、一台送风机（66.4A）、一台磨煤机（70.7A）、两台炉水循环泵（58A＋58A）、一台汽泵前泵（43.9A）、一台凝结水泵（73A）。旋转负荷总计635A。汽轮机冲转前，厂用 A段互带开关电流约680A、cosφ0.764、有功5669KW；B段互带开关电流约424A、cosφ0.86、有功3978KW。
1.2运行机组高压厂变容量核算。
两台600MW机组电厂，其每台机组高压厂用工作变设计为一台低压分裂线圈的变压器，额定容量为63/35-35MVA，机组自身的高压负荷和低压变压器包括汽机、锅炉、电除尘和脱硫等在机组满负荷运行下，分支最大负荷为29.05 MVA，备用容量在5.95MVA，满足检修机组用电负荷需求。
1.3检修电源切换方式的选择
为减少运行操作以及对停备或检修机组供电的可靠性，检修电源的投入采用快速切换。
快速切换一般具备正常手动切换、事故切换和非正常切换三种功能，正常手动切换又分并联和串联切换。考虑到两台机组厂用电源互带条件，以及启备变设计容量局限，在运行规程上已明确当为一台机组作为事故备用时，另一台机组禁止作为事故备用。同时考虑机组停备或检修时厂用负荷允许停电，所以当检修机组段故障时只保护动作切除故障，不再做事故切换。非正常工况切换是检测到母线低电压和检修开关偷跳，同样因上述原因，解除非正常切换功能。所以互代快切方式选择只具备正常手动切换即可。
1.4互代检修电源开关的选择和保护配置
通过核算高压厂用变压器容量以及检修机组停机后用电负荷统计数据，确定互代联楼开关容量选择2500A，开关型式选择与原6KV开关同型即KYN18-12-02G，保护配置选择馈线综合保护NEP983E，保护设置复合电压过流I段保护、过负荷保护，过流I段保护电流定值可按躲过检修电源计算最大负荷电流整定，动作时间与检修段电动机和变压器过流时间配合。
2．互代项目的实施
2.1 一次接线及快切设计
机组间互代考虑运行机组和停机机组的安全性，停机机组6kV两段先倒为启备变带，待机组解列后，根据厂用负荷情况再及时倒为另一运行机组高厂变带。一次接线如下图所示，#1机组A段与#2机组A段实现互代，#1机组B段与#2机组B段实现互代。
以#1机组检修为例：6KV A段高厂变进线10BBA01与启备变进线10BBA02开关之间为机组快速切换，启备变进线10BBA02与检修电源10BBA0J实现互代开关快速切换。互代前供电段检修电源开关先手动合闸，检修段利用手动串联快切实现备用电源与检修电源的切换。互代切换检测检修段母线电压和供电段检修电源电压的频率、相位及相位差，满足快切条件即频差小于1.0Hz、相角差小于20°、快速切换时母线低电压闭锁定值满足60%情况下实现快速切换，可确保电机的安全。当切换条件不满足快速切换条件时可实现同期判别切换和残压切换，同期判别条件设定为母线与目标电源频率差小于5Hz、同期切换时母线低电压闭锁满足40%，装置计算目标电压与残压相角差速度及加速度，按设定开关合闸时间提前发合闸指令，保障残压与目标电压向量在第一次相位重合时合闸，减少对旋转负荷的冲击。残压切换作为快速切换及同期判别切换的后备，确保切换成功。
2.2 DCS逻辑和画面设计
2.2.1每个分支互带开关能够手动操作的条件是：本段工作电源进线开关合闸，本段备用电源进线开关分闸，本段联络线另一侧开关分闸。
2.2.2两侧互带开关均在分闸状态的情况下，可以任意操作一侧开关，一旦一侧开关合入后，另一侧开关必须使用互代快切才能进行合、跳闸操作。
2.2.3各开关之间的连锁关系只有闭锁手动操作的功能，无连锁跳闸功能。
3.互代运行的要点
3.1运行方式的要求
3.1.1考虑两台机组厂用电互代仅在机组检修或停备时使用，故两台机组正常运行时，两台机组6kV联络开关均在试验位置且开关二次插头断开，所有控制直流和PT二次开关断开。3.1.2机组停机时，根据机组情况将机组6kV两段倒为启备变带，待机组解列后已停机机组的6kV两段母线再倒为运行机组带。
3.1.3机组启动冲转前，应将启动机组的6kV两段母线倒为启备变带，待机组并网后倒为本机高厂变带。
3.2互带快切屏要求
正常备用中，合跳闸母线备用电源开关、互带开关以及PT检修压板均在投入状态，其它所有压板均应在断开状态。
3.3互带检修开关要求
3.3.1使用互带运行时，应首先手动合入运行机组侧检修开关，然后使用停运机组的互带快切装置合入本侧联络开关。退出互带运行时，应首先用停运机组的互带快切装置跳开本侧检修开关，然后手动跳开运行机组侧检修开关。
3.3.2 机组停机后，其6kV母线倒为运行机组高厂变带时，应随时监视高厂变各分支不过负荷；互带开关正常运行电流不准超1000A，最高不准超1200A。
3.3.3当互带开关保护掉闸后，在未查明原因前，不准再使用互带开关恢复送电。
4.结束语
通过厂用电源互代成功应用，证明启备电源取自电网的发电厂通过采取厂内电源互代达到经济运行的目的，在项目实施过程中，通过检修负荷和厂变备用容量的核算，在保证安全运行的前提下，进行开关、快切、DCS等改造实现节能降耗的主旨，而且在实际使用中操作简便、运行效果良好。
论文作者:吕长海
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/12
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