龙口自备热电厂10 kV厂用电互联改造方案研究

谭海华

摘要：龙口自备热电厂10 kV厂用电系统采用浇筑母线互联的改造方案，现对该方案进行介绍。改造后实现了一台高厂变可带任何一台锅炉厂用电负荷，提高了母管制机组锅炉厂用电负荷的安全可靠性、灵活性，大幅减小了启备变的用电量，达到了降本增效的目的。

关键词：厂用电;互联;快切;改造

0    引言

龙口自备热电厂作为福海创石油化工有限公司的能源动力中心，担负着给石油化工厂区供汽、供热、供电的主要任务，对化工厂区的安全生产起到至关重要的作用，并且多余电量通过总降站上网。目前已建成4炉3机（4×670 t/h+

3×150 MW）燃煤机组，机组采用母管制，每台机组配备1台升压变、1台高厂变（高压厂用变压器），其中#1、#2机组分别配置1台50 MW的高厂变，#3机组配备1台25 MW的高厂变，3台机组共用1台50 MW的启备变（启动备用变压器）。

高压厂用电共分8段10 kV母线：#1机组10 kV厂用电ⅠA、ⅠB段，供#1锅炉厂用电;公用10 kV厂用电A、B段，供#2锅炉厂用电;#2机组10 kV厂用电ⅡA、ⅡB段，供#3锅炉厂用电;#4机组10 kV厂用电ⅢA、ⅢB段，供#4锅炉厂用电。每段10 kV母线有两个电源进线，分别取自高厂变低压侧及启备变低压侧，接线方式如图1所示，两路电源进线互为备用，采用快切装置进行切换。

1    厂用电互联改造的必要性

由于龙口自备热电厂机组采用母管制，发电机停机后，其出口高厂变对应的10 kV厂用段上锅炉负荷可能仍需供电，此时高厂变无法供电，需由启备变供电。因启备变电源由总降站#1主变提供，即使使用的电量为热电厂自发自用，根据与国网公司购售电合同，其电费仍需征收政府基金和附加收费，导致热电厂需向电网缴纳大量电费。且10 kV母线经常一路启备变供电，启备变故障或检修时，锅炉将被迫停运，严重时将影响化工厂区供热的安全可靠性。

热电厂通过10 kV电源互联改造，可使热电厂锅炉负荷电源在绝大多数工况下都有主备两路电源，在一路电源故障情况下能实现快速备自投，保证锅炉辅机电源安全可靠性、灵活性。且改造后，发电机组与锅炉运行方式无直接联系，锅炉负荷电源不再单一，3台高厂变和1台启备变均可作为任一锅炉负荷的电源，从而能减少通过启备变从电网获取电能，减少电费交接，提高热电厂经济效益，达到降本增效的目的。因此，有必要进行厂用电互联改造。

2    厂用电互联改造方案

2.1    厂用电互联方式的选择

为了增加热电厂机组、锅炉运行方式的安全可靠性、灵活性与经济性，新增一10 kV启动备用高压配电室，选择布置于主厂房17至18轴之间，新增3段10 kV启动备用母线（A、B、C段）。对原有10 kV共箱母线进行改造，将各高厂变共箱封闭母线进线段打断，并拆除一段2 m左右的直线段，形成一个断口。将新增的10 kV配电装置母线与10 kV共箱母线改造点断口两端采用全绝缘浇注母线连接，具体连接为：10 kV启动备用A段设置一路断路器进线，由#1高厂变引接，一路隔离插头出线接至厂用10 kV ⅠA/ⅠB/公用A母线段;10 kV启动备用B段设置一路进线，由#2高厂变引接，一路隔离插头出线接至厂用10 kV ⅡA/ⅡB/公用B母线段;启动备用C段设置一路进线，由#3高厂变引接，一路隔离插头出线接至厂用10 kV ⅢA/ⅢB母线段;10 kV启动备用A段与10 kV启动备用B段、10 kV启动备用B段与10 kV启动备用C段之间设置联络开关，通过新增3套快切装置进行切换。

改造后接线方式如图2所示。

2.2    厂用电互联改造分析

（1）厂用电互联改造后，高厂变与各10 kV母线段不再是一一对应关系，发电机组与锅炉运行方式无直接联系，锅炉负荷可由其他发电机高厂变电源得电，增加了运行灵活性。一台高厂变失电，不必启动启备变，节约了需要向电网缴纳的费用。

（2）根据现场运行经验及查看DCS历史记录，热电厂3炉2机运行时，厂用电容量47 MVA，即一台50 MVA变压器可带4段10 kV厂用段和2段10 kV公用段。需要注意的是，原电厂负荷统计表中3炉2机的计算负荷不止47 MVA，约为69 MVA，现场运行过程中如发现电负荷超过该数值，需启动#01启备变。

（3）通过该方案改造后，在绝大多数运行工况下：4炉3机、4炉2机、3炉2机、3炉1机、2炉1机均有主备两路电源，提高了供电可靠性。

（4）采用此方案改造工程量较小：增加3段10 kV启动备用母线段（A、B、C三段），改造3处10 kV共箱母线，新增6段10 kV全绝缘浇注母线，保留原有10 kV母线段快切功能。

（5）此改造方案对热电厂正常生产影响较小，可先安装10 kV启动备用段，待需对高厂变电源进线进行改造时，10 kV厂用电可改由#01启备变供电。

2.3    新增快切切换方式分析

2.3.1    新增快切切换原則

新增3段10 kV启动备用母线段（A、B、C段），通过2个联络开关相互连接，配备3套新的快切装置，并设置快切投/退开关进行切换，切换原则如下：

（1）#01启备变未检修情况下，3段上级母线（新增10 kV启动备用母线段）快切退出，8段下级母线（原10 kV母线段）快切投入，一旦上级母线失电，下级母线通过快切立刻切换至#01启备变供电，从而保证可靠性。然后上级母线段通过上级快切装置的手动切换功能，使得失电的上级母线重新带电，下级母线通过下级快切重新切换回高厂变供电，从而保证经济性。