發(fā)電機(jī)孤網(wǎng)運(yùn)行的探討

金春雄

摘 要：某化工企業(yè)新增一臺25000kW抽背發(fā)電機(jī)組，由于不具備并網(wǎng)條件，為了進(jìn)行機(jī)組帶負(fù)荷試運(yùn)行，計(jì)劃實(shí)施孤網(wǎng)運(yùn)行方案。結(jié)合企業(yè)現(xiàn)狀對發(fā)電機(jī)組孤網(wǎng)運(yùn)行進(jìn)行了探討，提出方案如下。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)；孤網(wǎng)運(yùn)行；重要性

1 發(fā)電機(jī)組孤網(wǎng)運(yùn)行的平衡條件

（1） 用電與供電的平衡，參考的指標(biāo)：電網(wǎng)頻率穩(wěn)定；（2）用汽與供汽的平衡，參考的指標(biāo)：主蒸汽母管壓力的穩(wěn)定；（3）用熱（汽）與抽汽的平衡，參考的指標(biāo)：抽汽母管壓力的穩(wěn)定。通過各種技術(shù)手段保證平衡條件對應(yīng)的指標(biāo)參數(shù)相對穩(wěn)定，即可保證孤網(wǎng)系統(tǒng)相對穩(wěn)定。

2 用電負(fù)荷的選擇

孤網(wǎng)運(yùn)行發(fā)電機(jī)組僅向某一個(gè)特定的裝置供電，鍋爐、汽機(jī)等設(shè)備的用電仍然是市電。發(fā)電機(jī)組所帶的用電負(fù)荷宜選用負(fù)荷等級低、負(fù)荷量大、沖擊小的負(fù)荷。企業(yè)的氯堿工藝動力負(fù)荷約4000kW，氯堿下游化工工藝共有用電負(fù)荷約5000kW，以上裝置的負(fù)荷等級為二級，還有部分一級負(fù)荷。氯堿整流負(fù)荷為三級負(fù)荷，最大用電負(fù)荷約45000kW，由四臺整流變按一拖二方式為電解槽供電，單臺整流變實(shí)際最大用電負(fù)荷約10000kW，整流是非線性負(fù)載，屬于諧波源。

由于孤網(wǎng)機(jī)組供電可靠性不是很高，如果將電解整流的一部分用電負(fù)荷由孤網(wǎng)發(fā)電機(jī)組供電，即能滿足供電可靠性要求，又能滿足發(fā)電機(jī)組帶負(fù)荷運(yùn)行的需要。畢竟孤網(wǎng)發(fā)電機(jī)組是按“以汽定電”的原則確定發(fā)電機(jī)組的發(fā)電量，在帶負(fù)荷運(yùn)行時(shí)要考慮蒸汽的供用平衡。

3 保障孤網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的技術(shù)措施

3.1 諧波監(jiān)測

整流負(fù)載會產(chǎn)生6k±1次（k=1，2，3…）特征諧波，如5、7、11、13次諧波。諧波含量過大時(shí)，發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子之間的電磁耦合產(chǎn)生脈動電磁轉(zhuǎn)矩，影響發(fā)電機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行；電壓波形畸變后對整流以外的線性負(fù)載產(chǎn)生影響。通過對單臺整流變壓器進(jìn)行諧波測試，掌握各次諧波的含量，如有超標(biāo)，需要加裝并聯(lián)濾波裝置進(jìn)行治理，消除含量較高的諧波。

3.2 發(fā)電機(jī)組采用調(diào)節(jié)性能優(yōu)良的同步器

整流器對供電電源質(zhì)量的要求：頻率范圍：50±0.5Hz；相對穩(wěn)定。發(fā)電機(jī)組同步器起調(diào)節(jié)控制汽輪機(jī)主汽門的作用，要具有遲緩率小、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制靈敏度與動作靈敏度高、穩(wěn)定性好、運(yùn)作快速等特點(diǎn)。在系統(tǒng)受到擾動時(shí)，能夠通過同步器的優(yōu)良調(diào)節(jié)性能將頻率恢復(fù)到正常值。

3.3 保證現(xiàn)有熱能用戶用汽量的穩(wěn)定

抽背機(jī)組原則上以汽定電，由于用戶多，當(dāng)單個(gè)用戶用汽量突然減少時(shí)，抽汽母管壓力會有波動，對發(fā)電機(jī)出力產(chǎn)生影響。用戶側(cè)應(yīng)有事故放空閥，通過短時(shí)間放空，保持抽汽母管壓力穩(wěn)定。

3.4 保持發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓穩(wěn)定

通過發(fā)電機(jī)的靜態(tài)勵(lì)磁裝置優(yōu)良的AVR調(diào)節(jié)性能，來保證機(jī)端電壓穩(wěn)定。

3.5 異常狀況時(shí)正確處置

3.5.1 當(dāng)鍋爐出現(xiàn)異常時(shí)，要“電保熱”，即“拉閘限電”。孤網(wǎng)運(yùn)行機(jī)組要求爐、汽、電各個(gè)崗位操作監(jiān)控人員協(xié)同性好，反應(yīng)及時(shí)，處理果斷正確。如當(dāng)鍋爐輔機(jī)故障時(shí)，鍋爐負(fù)荷下降，可以采取拉閘限電，將用電負(fù)荷甩掉，保住鍋爐不熄火。（2）當(dāng)整流負(fù)荷突然甩掉時(shí)，負(fù)荷波動大，要跳發(fā)電機(jī)出口開關(guān)，聯(lián)鎖關(guān)閉主汽門，保護(hù)發(fā)電機(jī)組。

3.6繼電保護(hù)的配置

除常規(guī)的保護(hù)配置外，針對孤網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)還要增設(shè)如下保護(hù)：

3.6.1 過電壓保護(hù)及單相接地保護(hù)：通過在發(fā)電機(jī)機(jī)端和饋線柜處增設(shè)零序電流保護(hù)來實(shí)現(xiàn)，避免系統(tǒng)產(chǎn)生持續(xù)的弧光過電壓造成電壓互感器燒毀、避雷器爆炸。（2）發(fā)電機(jī)組、整流變增設(shè)低頻、高頻、低電壓、過電壓保護(hù)。發(fā)電機(jī)組和整流變的保護(hù)上下級具有選擇性。（3）為了安全起見，當(dāng)整流變因自身原因突然跳閘時(shí)，發(fā)電機(jī)組突然甩負(fù)荷，對機(jī)組沖擊大，汽機(jī)往往難以及時(shí)調(diào)整，可以增設(shè)電流突變保護(hù)，來保護(hù)發(fā)電機(jī)組。

3.7 當(dāng)機(jī)組緊急停運(yùn)后，為了不影響熱能用戶的正常生產(chǎn)，需要通過減溫減壓裝置保證蒸汽旁路供應(yīng)。

該企業(yè)根據(jù)上述方案組織項(xiàng)目實(shí)施，一次系統(tǒng)圖見圖。

投資估算見表。

按此方案實(shí)施后，發(fā)電機(jī)組帶著升壓變及整流變零起升壓，電壓穩(wěn)定后，電解整流裝置均勻增加負(fù)荷，機(jī)組成功進(jìn)入孤網(wǎng)運(yùn)行，經(jīng)過72小時(shí)試運(yùn)行考核，機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定，證明該方案可行。