电气系统的问题及优化

2020-06-08尹高锋

中国电气工程学报 2020年1期

关键词：工作电源、备用电源、快切、优化、低电压

一、鹿泉供热首站电气的问题

华能国际电力股份有限公司上安电厂位于石家庄市以西井陉县上安镇，距石家庄市区约25公里，总装机2560MW（2×350MW+2×330+2×600MW）。为缓解石家庄市日益增长的供热需求和热源供热能力不足的矛盾，减轻环境压力，按市政府要求将六台纯凝机组改为供热机组，2018年11月13日通过长输管网向石家庄市鹿泉区供热。

供热首站系统的主要设备包括：热网汽水换热器6台、热网循环泵5台（四台汽动循环泵一台电动泵）、换热器疏水泵10台。其中A热网换热器汽源来自2号机，B热网换热器汽源来自3号机，共用三台疏水泵;热网换热器C/D汽源来自5号机、6号机，共用三台疏水泵。循环水流量本期正常工况按 11302t/h，远期正常工况按 13489t/h 设计，远期事故工况按 16585t/h 设计，供热面积今达到2600平米，且还会逐年增长。

鹿泉供热电气选用6KV母线两段，分带380V热网2段和化学2段，鹿泉隔压站电气由厂首站2个6KV开关经2个升压站升压为35KV，再经地埋电缆到隔压站经对应2个降压变降压为10KV，带隔压站电气10KV两段母线。隔压站电气设备包括4个二级热网电动循环泵和4个一级回水泵等。

鹿泉供熱首站以及隔压站电气正常运行方式设计为：（见下图）

#3机脱硫供热变低压侧开关R635，经R636带供热首站A段0RA1，A段母线接带R061（热网变）、R063（化学变）、R065（隔压升压变）变压器运行，#4机脱硫供热变低压侧开关R645，经R646带供热首站B段0RA2，B段母线接带R062（热网变）、R064（化学变）、R066（隔压升压变）变压器运行。

6KV供热A（B）段0RA1（0RA2）备用电源#3启备变来电源开关快切备用，正常情况供热A/B段工作电源故障时可以自动启动快切向备用电源切换。备用电源向工作电源切换只能手动启动快切。6KV供热A段0RA1与B段0RA2之间母联R6056处于冷备用。

380V母线各段母联冷备用。

由于近几年河北省电网超高压的快速发展，电力系统负荷逐年下降，我厂发电机组利用小时持续下滑，机组停备次数较多。二单元机组启停频繁，势必造成供热段电源方式频繁的切换，切换多造成供热的不稳定，另外就是220KV母线故障跳开2156时，不启动快切，首站电气全失。因此有必要对鹿泉供热电气运行方式进行必要的优化。

第二个问题就是380V母联设计冷备用，设计时为省钱，当时也没有考虑到供热的严重性如此大，建议改造为热备用，实现母联自投。

第三个就35KV升压变出口开关，由于升压后长输至隔压站再降压为10KV，中间是电缆地埋（10KM），由于电缆的电容是架空线路的25--40倍，因此规定，原则上不允许在该开关合闸状态合上口6KV开关，必须按照送电顺序依次合入开关。

二、鹿泉供热首站电气的优化

#3启备变是上安电厂三单元备用电源，#5、#6机组正常运行期间，#3启备变空载运行，尤其是秋季和初冬季节，空气潮湿遇冷结露，偶尔会引起#3启备变低压侧绝缘故障跳闸，因此让#3启备变接带鹿泉供热首站负荷，第一可以避免出现绝缘低的问题，第二#3启备变故障概率较低（相对于机组安全性来说），第三可以避免机组频繁启停引起的电源切换问题。原供热首站规定正常方式是机组侧为工作电源，#3启备变为备用电源，主电源故障跳闸快切为备用电源，供热母线故障闭锁快切。因此，需要改变原规定为#3启备变供电为主电源，备用电源为机组侧。还需增设此情况下母线故障闭锁快切功能。

第二实现低电压启动快切，防止220KV母线跳开2156或2156偷跳造成主电源失去不启动快切的重大隐患。此情况势必造成供热首站以及隔压站全部失电，后果严重，恢复供热首先必须恢复首站电气和隔压站电气，操作多，难度大。

第三实现380V母联热备用，由于原来设计的冷备用不能满足自动母联合闸切换，一段失电，往往造成辅机（疏水泵）跳闸，给供热运行带来不稳定。另外，个别辅机消缺时，冷备无法满足供热的安全运行，因此保证母联的热备用很有必要。

第四实现35KV主控远操并监控。原来设计35KV开关就地操作。一旦故障操作，需检修人员配合安装短接线才能操作，费时费力，不能满足供热电气跳闸后快速恢复的要求。

万一#3启备变带供热首站失电（非正常方式），对侧鹿泉隔压站同时全部失电，供热系统全部停运，为此电气、汽机专业制定了事故处理要点如下：

现象：供热A/B两段母线6KV厂用电全失;隔压站报隔压站厂用电全失，所有动力全部跳闸;#3启备变跳闸或失电;热网疏水泵全部跳闸;循环泵因疏水不畅（EF加热器疏水不畅）全部跳闸;热网补水泵全部跳闸;首站热网加热器疏水水位高跳闸;#2、#3、#5、#6供热机组负荷可能升高。

处理：迅速控制供热相关机组稳定负荷，防止机组参数异常跳闸。

1、第一时间通知隔压站关闭一级网取水手动门，保证长输网压力不大幅下泄。

2、检查供热首站失电原因，将电源进线R6005、R6006断开摇至试验位，确认非母线故障，合入机组侧供热开关，向供热ORA1/ORA2段送电。

3、恢复380V热网和化学两端（380V母联断位）;查升压变35R1＼R2断位，依次合入隔压站升压变低压6KV开关、升压变出口开关，通知隔压站恢复厂用电系统。

4、化学生水段有电后立即启动补水泵，恢复热网管道压力正常，将定压点压力设定至0.3Mpa，查六号机尖冷水侧切至旁路。

5、按照正常启动顺序恢复系统运行。原则先电动循环泵恢复循环，运行正常后，依次恢复热网小汽机，通知隔压站值班员恢复回水升压泵运行。

6、联系隔压站值班员，具备带热负荷后恢复#2、#3、#5、#6机供热抽汽正常运行方式。