淺談神華榆林分公司自備電廠廠用電倒送電方案

淺談神華榆林分公司自備電廠廠用電倒送電方案

劉世雄

(中國神華煤制油化工有限公司榆林化工分公司，陜西 榆林 719302)

摘要：倒送電是指外部電網向電廠送電，其目的主要是在電廠建設中、檢修時及發電機并網中提供電源。現以榆林公司自備電廠廠用電倒送電為例，初步分析倒送電方案的優劣及其對電網的影響，并針對實施過程中可能出現的問題采取相應措施。這種分析能為類似工程的實施提供幫助和借鑒。

關鍵詞：自備電廠；倒送電；方案；實施

收稿日期:2015-04-29

作者簡介：劉世雄(1983—)，男，陜西神木人，電力工程師，研究方向：發電廠集控運行。

1倒送電方案論述

1.1可實施方案

“倒送電”就是反送廠用電過程。電廠送電是將電廠發出的電向系統輸送，“倒送電”就是從系統反向電廠送電。

出現“倒送電”主要有以下幾個原因：(1) 電廠基建過程中需要臨時電源，有時這個電源需要很大，特別是在建設后期，建廠時采用的臨時電源往往不夠用，就會從系統通過送電線路將電倒送過來，經電廠的變壓器進行供電。(2) 在電廠發電并網時也需要先將系統的電倒送過來，再調整發電機的勵磁，實現機組與系統“同步”，然后并網發電；同時在電廠發出電能之前，還需要先投入輔助設備，但發電機并未發電，還不能提供電源，因此這個電源就必須通過系統“倒送電”來實現。(3) 在電廠檢修時并未發電，為解決此時的電源問題，需要采用“倒送電”的方式。

發電廠廠用電反送電時都要經變壓器，應一次設備絕緣、試驗、二次保護、裝置、儀表精度、定值、聯鎖閉鎖、接地、地網、線路試驗都合格。需要說明的是：(1) 發電機有出口斷路器或負荷開關時，提供備用廠用電的變壓器通常叫高備變，倒送電可由升壓變或高備變承擔；(2) 發電機沒有出口斷路器或負荷開關時，提供備用廠用電的變壓器通常叫啟備變，倒送電由啟備變承擔。

有啟備變的，發電機變壓器組出口刀閘斷開、高廠變低壓側開關在檢修位；沒有啟備變、由高廠變兼做啟備變的，發電機出口開關斷開，由主變-高廠變反送廠用電。送電必須由電網定相、核相，定相要一相一相來。

1.2升壓站充電

一般情況下，倒送電都是從網上先送到電廠的升壓站，然后倒送廠用系統。升壓站倒送電要調度部門下令，但電廠必須提前將設備的命名情況提交調度，由調度編制充電方案。倒沖前，電廠要完成線路及母線保護的調試以及CT、PT的通流、通壓試驗，線路充電3次，第一次不帶重合閘。母線充電結束后帶電試運24 h，升壓站帶電后給啟備變充電，變壓器充電5次，每次間隔5 min，以此來檢查變壓器的保護極性、機械強度及其保護與母差保護極性是否一致。啟備變充電結束后給廠用系統充電，全部帶電后試運24 h正常則結束。

沖擊合閘試驗是電力變壓器試驗的一個重要項目，主要是考驗變壓器在沖擊合閘時產生的勵磁涌流是否會使差動保護誤動作。主變倒送電的目的在于縮短機組整套啟動階段電氣試驗所占用的時間，提早發現電氣一次系統問題，以便盡早處理；檢查主變高低壓側一、二次系統安裝及調試的正確性；提前檢查發電機各組PT變比、相序及有關表計的正確性；檢查發電機同期回路接線及表計指示的正確性；10 kV廠用工作電源與備用電源同期定相檢查。

1.3神華煤制油榆林分公司自備電廠倒送電實施方案

該自備電廠以汽定電，以保廠用電為先，發電機出口有斷路器，同時設置高備變，本次反送電通過高備變反送到10 kV廠用電。

2倒送電過程中的幾點說明

2.1變壓器沖擊試驗的目的

(1) 帶電投入空載變壓器時，會產生超過額定電流的勵磁涌流，其衰減時間甚至可達幾十秒。為了考核變壓器各部的機械強度，需要做沖擊合閘試驗，由于勵磁涌流會產生很大的電動力，所以要在額定電壓下合閘若干次。

(2) 空載切換變壓器時，可能會產生操作過電壓。對于中性點直接接地繞組，此電壓仍可達相電壓的兩倍；對于不接地繞組此電壓可達相電壓的4倍。做開斷試驗是為了考核變壓器絕緣強度是否能承受此電壓，因此也需多次切合。

(3) 為了校核合閘可能產生的勵磁涌流是否會引起繼電保護誤動作，需做若干次沖擊合閘試驗。

(4) 每次沖擊合閘試驗后，要檢查變壓器有無異常狀態。一般規定，新變壓器投入，沖擊合閘5次；大修后投入，沖擊合閘3次。

2.2高壓廠用10 kV快切裝置

石化、冶金等大中型工業企業，由于外部電網或內部供電網絡故障或異常造成非正常停電、電壓大幅波動或短時斷電(晃電)的情況屢見不鮮。由于冶金、石化企業工藝流程的特殊性，供電的中斷或異常往往會造成設備停運或空轉、工藝流程中斷或廢品產生，有時甚至會造成生產設備報廢等嚴重后果。

一次系統采用雙路或多路供電是目前工業企業保證供電可靠性的主要辦法，二次系統則采用備自投裝置。備自投裝置可以滿足一般工業企業的要求。但在要求連續供電的企業，如石化、冶金等企業，備自投裝置的使用效果并不如意。原因是這些企業的大量電動機負荷中存在反饋電壓，備自投動作時間可持續1～2 s甚至更長，從失電到失壓最后至無壓，但此時電動機已被逐步切除；即使一些高壓重要電動機由于延遲時間較長未被切除，但母線已經失壓(無壓定值一般為額定電壓的20%～35%)，此時因為電動機轉速嚴重下降，會影響生產過程的連續性，將對產品質量造成嚴重影響。而且此時電動機自啟動將產生很大的啟動電流，拉低電網電壓，從而對供電網絡產生沖擊。總之，在石化、冶金行業，看起來司空見慣的備自投實際上并沒有真正起到保障供電連續性的作用。

所以10 kV段宜采用MFC5103A工業企業電源快速切換裝置，它是基于該公司新一代嵌入式軟硬件平臺研制的新型自動切換裝置，繼承了MFC2000系列廠用電快切裝置的成功經驗，是針對冶金、石化等行業用戶的需求而專門設計和研發的新一代多功能快切產品。裝置的優點：在安全性、靈活性、快速性、準確性、可靠性等方面提高很大。

廠用電快切裝置與備自投裝置的區別：(1) 快切是雙向的——在正常工況下備用電源與工作電源間可互相切換，非正常工況或事故下工作電源可向備用電源單向切換；備自投是單向的——只能由工作電源切換至備用電源。(2) 快切在手動和并聯切換時要考慮電壓差、相角差、頻率差。

以下為快切裝置正常手動并聯切換的兩種方式：(1) 并聯自動。手動啟動切換，若并聯切換條件滿足要求，快切先合備用(工作)電源開關，經過一定延時后再自動跳開工作(備用)電源開關。如果在該段延時內，剛合上的備用(工作)電源開關被跳開，則快切不再自動跳開工作(備用)電源開關。若手動啟動后并聯切換條件不滿足，裝置會立即閉鎖并發閉鎖信號，等待復歸。(2) 并聯半自動。手動啟動切換，若并聯切換條件滿足要求，快切先合備用(工作)電源開關，而跳開工作(備用)電源開關由人工完成操作。如果在規定時間內，操作人員仍未斷開工作(備用)電源開關，快切將發告警信號。若手動啟動后并聯切換條件不滿足，裝置會立即閉鎖并發閉鎖信號，等待復歸。

2.3低壓廠用400 V備自投裝置

(1) 備自投裝置的定義：工作母線進線電源因故障跳閘后，為保證母線上用電負荷的連續運行，自動將備用電源投入的一種自動裝置。

(2) 裝置動作條件：1) 備自投裝置必須在失去工作電源且備用電源正常投入情況下保證可靠動作，工作電源斷開后備用電源才能投入；2) 備自投裝置要有延時，延時應大于最長的外部故障切除時間；3) 手動跳開工作電源時備自投不應投入；4) 應具備閉鎖備自投邏輯功能，防止備自投投到故障上，造成事故擴大化；5) 工作電源的母線失壓時，必須進行工作電源無流檢查，廠用PT保險熔斷時，備自投不應啟動；6) 備用電源無壓時，備自投不動作；7) 備自投只能動作一次。

(3) 動作過程：備用段母線有電壓，工作段母線無電壓；工作進線開關在合位，備用進線開關在分位；裝置檢測工作母線無電壓，進線無電流，備用母線有電壓；備自投裝置啟動，延時跳開工作段進線開關，無閉鎖信號，檢測進線開關以后延時跳開備用開關。

3工程概況

神華集團清水煤化學工業園動力供應與高純潔凈氣體項目動力中心為新建工程，本期工程建設2×25 MW供熱空冷機組，發電機出口10.5 kV經升壓變接入總變電所35 kV系統。

本工程啟備變電源從總變電所35 kV母線經啟備變引接，機組啟動時從系統倒送電經啟備變取得電源，機組啟動后，正常時本電源作為電廠的廠用備用電源。

本工程兩臺機組共設有一臺SF11-20000/35型變壓器，作為備用變壓器，其額定電壓為35±2×2.5%/10.5 kV，高壓側中性點非直接接地，其冷卻方式為油浸風冷(ONAF)。

4送電方案

4.1編制目的

為加強神華集團甲醇下游加工項目動力中心工程兩臺25 MW機組調試工作管理，明確啟動調試工作任務及各方面職責，規范調試項目程序，使調試工作有計劃、有組織、有秩序地進行，全面提高調試質量，確保機組安全、文明、經濟、可靠地投運，特制定本調試措施。具體倒送電系統示意圖如圖1所示。

圖1　倒送電系統圖

4.2受電范圍

(1) 總變電所35 kV Ⅰ母3517啟備線。(2) 動力中心啟備變。(3) 10 kV備用段母線及其PT，10 kV Ⅰ、Ⅱ廠用段母線。(4) 380 V備用變壓器，0.4 kV 1#、2#變壓器。(5) 0.4 kV廠用Ⅰ、Ⅱ、備用段母線。

4.3受電前應具備的條件及準備工作

(1) 受電范圍內的一、二次電氣設備安裝完畢；受電設備電氣交接試驗完畢，并經質量監檢部門驗收合格。(2) 受送電現場周圍應整齊、平整、清潔，無雜物，無土建施工，圍欄可靠，孔洞堵塞完好，人行通道、消防通道要暢通，照明充足，溝道蓋板齊全。(3) 有關受送電設備外觀應完整、清潔，外殼機座的接地應齊全完好。(4) 各受送電設備應有明顯的標識牌和警告牌，設備編號完整、正確。(5) 有關受送電房間的房門應上鎖；受電設備應設遮欄，并懸掛相應的標識牌。(6) 受送電現場應備有充足完好的消防設施及設備。(7) 變壓器散熱器及油枕的截門應打開，冷卻系統工作正常。(8) 檢查各充油設備的油位應正常，無滲漏現象。(9) 各裝置及受送電設備的絕緣試驗應符合要求。(10) 各開關、刀閘傳動試驗正確，現場及后臺指示正常。(11) 各CT二次阻值合格、接地可靠且無開路現象，備用CT應可靠短接接地。(12) 各PT一次接地可靠、二次阻值合格且無短路現象；同時二次中性點應可靠接地，且高低壓保險齊全。(13) 檢查二次回路交、直流電源保險應齊備，容量合適。(14) 廠用直流系統、廠用UPS/EPS系統已投入運行。(15) 啟備變二次接線正確，測控、保護定值調試合格。

(16) 后臺操作系統試驗完畢，操作正確，輸入/輸出信號準確。(17) 檢查10 kV快切、400 V備自投回路準確無誤。(18) 通訊設備齊備(包括集控室與總變電所的通訊)，不得在DCS盤及保護盤周圍使用對講機。(19) 有關送受電設備的試驗報告、資料、圖紙準備齊全。(20) 向生產運行人員進行技術交底。(21) 受送電前應通過電力質檢中心站監檢合格，確認具備受電條件。(22) 廠用電快切裝置將部分帶電，受送電前將快切裝置電源拉掉，壓板均退出，做好快切裝置帶電部分的安全隔離措施及帶電警示標識。(23) 送電前測各受送電設備絕緣合格，并記入絕緣測試記錄表。(24) 送電前核實隔離措施確認表。

4.4受電的安全要求及措施

該項工作所用人員多、涉及范圍大，其風險有誤操作、觸電、電弧燒傷。基于危害辨識與風險評價、重大風險因素及風險控制計劃，制定如下安全保證措施：

(1) 所有參加受電人員必須嚴格按照安全規程要求作業，各單位各自負責所涉及工作中的安全措施。(2) 所有受電系統的一次設備、附屬設備及保護裝置等應有明顯的標識牌和警告牌(包括名稱標識和編號、帶電狀態標識)，一次受電設備附近應掛警告牌，所有配電裝置的門要加鎖，并掛警告牌。非作業人員禁止進入作業現場。(3) 參加受電的人員一定要服從命令，聽從指揮，了解帶電設備范圍，熟悉帶電系統，受電前要認真仔細檢查，在不具備帶電條件時，不得盲目送電。(4) 與受電無關的工作禁止在受電區域內進行，如必須進行，只有經受電領導小組同意并辦理工作票后，方可執行工作。(5) 受電操作人員必須具有操作資格，一人監護，一人操作，操作票由受電領導小組設專人簽發。所有參加受電工作人員均應服從受電領導小組指揮。(6) 非帶電間隔的刀閘(開關)應全部置于斷開位置，取下二次保險；其他非受電間隔的小車或抽屜開關均應置于試驗位置，并取下操作保險或插頭。(7) 受電區域道路要暢通，照明要充足，試驗現場應備有充足完好的消防設施設備及通訊設備。(8) 不屬于本次受電范圍內的設備嚴禁操作，并做好安全措施。(9) 帶電測試工作應嚴格按電力安規進行，并正確使用防護用品。(10) 試驗過程中發現異常時應立即采取措施，停止試驗并向試驗負責人報告。

5結語

綜上所述，在倒送電實施過程中，只有根據電廠實際情況選擇合適的倒送電方案，并詳細分析操作中應注意事項及可能出現的問題，做好操作準備，嚴格按照規程操作，才能保證倒送電安全順利進行。

[參考文獻]

[1]祝淑萍.工業企業電力網際變電設備[M].北京：冶金工業出版社，2003.

[2]熊信銀.發電廠電氣部分[M].北京：中國電力出版社，2009.

[3]弋東方.電力工程電氣設計手冊：電氣一次部分[M].北京：中國電力出版社，1989.

[4]谷水清.電力系統繼電保護[M].北京：中國電力出版社，2005.