廠用電運行方式優化

陰世澤

(華電忻州廣宇煤電有限公司，山西 忻州 034000)

某發電廠一期建設有2×135MW機組，發變組為發變線組接線，1#機組通過220kVⅠ線接入對側變電站，2#機組通過220kVⅡ線接入對側變電站，#01啟備變電源取自電網110kV系統，機組停備期間只有一路電源，且下網電費較高。二期建設2×350MW機組時對升壓站進行了改造，改造為220kV雙母線接線，02#啟備變電源取自220kV母線。

考慮需降低成本，二期未設計辦公、制水、燃油系統，仍采用原一期設備，這就造成一期機組停運期間，部分公用設備仍無法停運，從而增加下網電量，如供電不可靠還將影響二期機組運行。因國家能源政策調整，一期機組僅供熱期間運行，非供熱期處于停備狀態，停備期間產生大量下網電量。

因一期僅110kV一路電源，存在嚴重安全隱患，2017年7月份發生一起110kV變電站刀閘過熱停電，8月份發生一起線路桿塔基礎下沉停電，9月份發生一起攪拌站自卸車碰觸高壓線停電，嚴重影響我廠生產、辦公用電。二期投產后，一、二期廠用電互為備用成為可能，一方面降低電費、另一方面提高供電可靠性。

1 原系統運行方式

一期停運期間6kV運行方式為：#01啟備變供6kVⅠ、Ⅱ段，變壓器運行方式為#1、2低廠變供廠房內照明、通訊機房，#1、2空冷變供部分路燈、熱泵房，#1、2脫硝變供脫硝電子間，#1、2脫硫變供吸收塔攪拌器，空壓機變供空壓機，化水變供制水設備等，故變壓器均運行在輕載狀態。

現一期每天用電量約2萬度，下網電費0.5元/度，而機組上網電價為0.3元/度，差價較大。

2 廠用電優化方案

要對廠用電源容量進行計算分析，需先進行負荷計算：通過負荷計算得出，一期停備期間全廠每天用電量為2萬度，平均負荷為1MW，6kV電流約110A，400V電流約1700A。根據實際情況，公司成立了廠用電運行方式優化小組，生技部牽頭，運行部、維護部配合，共提出以下幾種設計方案：（1）方案一：在二期400V汽機段接一路電源，接至一期400V備用Ⅰ段、備用Ⅱ段，通過400V備用Ⅰ段向工作段、輔機循環水段供電。通過備用Ⅱ段向化水段、輸煤段、空壓機段、含煤廢水段供電。優點：400V系統接線方式相同，電源切換方便；缺點：需4跟185mm2電纜。（2）方案二：在二期6kVⅢ段接一路電源至一期6kVⅡ段，再供6kVⅠ段。優點：采用一根25mm2電纜即可滿足要求；缺點：一期為6kV不接地系統，二期為6kV接地系統，如一期水源地線路發生接地會造成一期所有設備停電，供電可靠性降低。

3 具體優劣及費用分析

（1）操作復雜性比較。方案一采用在400V母線倒閘操作，操作風險較小，但操作較為復雜。方案二采用6kV母線倒閘操作，操作風險較大，操作過程中因低廠變未送電，6kV開關柜狀態指示儀無電源，無法判斷開關是否搖到位。（2）安全性比較。兩種方案如正確操作均安全，如操作錯誤，6kV母線倒閘操作將造成較為嚴重的后果。（3）經濟性比較。方案二可使更多的廠用負荷切至3#機組，可獲得較大經濟效益。（4）成本比較。方案一所需電纜成本、人工成本遠高于方案二。

4 優化后電氣運行方式

本次最終選用方案二，此運行方式優點：（1）辦公樓、食堂由01#啟備變供電，電源切換不影響用電，每次電源切換需1h。（2）水源地01#啟備變供電，如水源地線路發生接地，仍可持續運行，不會造成總電源跳閘。此方式可在非供熱季長期運行，電源切換可利用周末休息時間。

5 廠用電切換方式研究

（1）廠用電切換應盡量減少對用電負荷的影響，力求不停電切換，就必須涉及廠用電環并操作。（2）一期電源與二期電源分別接到不同變電站，01#啟備變與3#高廠變接線方式不同。在6kV側環并產生的環流大小主要取決于環網斷口兩側的電壓差，兩側電壓幅值差影響無功環流大小，兩側電壓相位差影響有功環流大小。經測量兩路電源相角差30°，不滿足“《電網調度控制管理規程》17.3.2.2合環：原則上環形系統的相位相同才允許合環操作，合環前應調整電壓，使合環點的電壓差最小，相角差小于30°”的要求。如環流過大，將會造成變壓器過載，為防止環流過大，可采用移相器等措施調整相位。因投資問題暫不予進行整改。（3）根據“《DL/T1073-2007電廠廠用電電源快速切換裝置通用技術條件》4.4.1同時滿足以下三個條件，可以執行并聯切換：a）頻率差小于0.2Hz；b）相位差小于15度；c）電壓幅值差小于5V。”（4）如果環流過大，再加上正常工作電流，則會使得其中某一臺變壓器的電流大小超過額定值，環流的大小正比于工作電源與備用電源之間的電壓差，而電壓差的大小又主要取決于相角差δ。綜上所述，只能采用短時失電操作方法。

6 改造意義

（1）提高供電可靠性，降低110kV線路故障對廠用電的影響。（2）上網電價0.3元/度，下網電價0.5元/度，每度電節省0.2元，此方案可在非供熱季長期運行，每天節省下網電量3萬度，節省電費0.6萬元，每年節省電費120萬元。

7 廠用電由#01啟備變切至3#機組供電操作步驟

（1）1#低備變、2#低備變、空冷備變停電，防止工作母線失電備自投裝置動作自投。（2）1#低廠變、#2低廠變、輸煤變、空壓機變、化水變、含煤廢水變停電，停電時通知各用戶做好措施，防止微機數據丟失。（3）脫硝變、濕法脫硫停電。（4）6kVⅠ段、6kVⅡ段停電。（5）6kVⅡA段送電，就地合上一期緊急電源開關二6245、遠方合上一期緊急電源開關一6372。（6）6KVⅠA段送電，合上6KV聯絡電源廠670A、廠680A開關。（7）恢復對上述低壓廠用變壓器送電。

8 危險點分析

（1）110kV失電，從6kVⅢB段送電時未將01#啟備變隔離，造成反送電。110kV失電后立即將#01啟備變隔離，再進行送電。（2）送電時未將6kVⅠ、Ⅱ段變壓器停電，大量負荷同時啟動造成開關跳閘。送電前拉開6kVⅠ、Ⅱ段所有負荷開關。（3）6kVⅢB段與6kVⅠB段相序不同，造成電機反轉。送電后在400VⅠ段測量相序。（4）一期用電負荷超過應急電源設定值跳閘。嚴格監視一期負荷，防止過負荷跳閘。

9 降低廠用電率的措施

（1）運行中加強各運行機組汽水系統閥門內漏排查和治理，避免高品質蒸汽能量損失，提高機組發電效率。（2）在環境溫度5℃以上運行時且無空冷換熱面低于0℃的情況發生時，1#、3、4汽輪機背壓應盡可能保持低于額定背壓-3～-5kPa運行，以降低機組能耗水平。（3）優化一期供熱運行方式，盡可能保持2#汽輪機排汽壓力低限運行，增加機組出力。（4）定期組織進行鍋爐尾部煙道及空預器漏風排查，發現異常時及時通知相關部門進行治理。（5）嚴格執行真空嚴密性定期測試工作，應至少每月一次。維護部應跟蹤運行部查漏結果，真空嚴密性超過100Pa/min 時，及時安排真空查漏工作，提高機組經濟性。（6）2#機組供熱中增大五抽至熱網基加供汽量，降低中排至0#換熱器進汽量，熱網疏水全部回收到凝結水泵出水母管，盡量保持2#機組單凝泵運行。（7）正常運行時，保持1、2#爐1、2#鋼球磨煤機最大安全出力運行，粉倉粉位制高至5.0m后，應及時停運磨煤機運行，粉倉粉位至2.5m，啟動制粉系統運行。啟、停操作時，應優化機組操作步驟順序，盡量降低磨煤機操作時間，減少磨煤機空載電耗，磨煤機停運后及時停止液壓油泵和潤滑油泵運行。（8）3、4#爐低負荷運行時，盡量保持磨煤機最大出力運行，停運備用磨煤機并保持熱備用。（9）優化一期供熱循環泵運行方式，應保持循環水泵最大出力運行，在滿足供熱流量和壓力的前提下盡可能減少電動循環泵運行臺數。（10）當脫硫吸收塔凈煙氣出口SO2濃度、漿液PH值在規程規定下限時，且調度3h內無增負荷曲線，應停止一臺漿液循環泵運行。停泵前，適當提高漿液PH值，確保停泵后不發生因參數突變而超標的現象。（11）3、4#風煙系統正常運行中根據負荷情況，應盡量保持爐膛氧量在3%～5%范圍內，爐膛負壓-100～150Pa，以降低送、引風機單耗。（12）3、4#爐密封風機盡量保持一運一備運行，一次風與密封風壓差大于2KPa以上時避免啟動備用密封風機。

10 結語

在一期機組長期停備期間，通過對廠用電運行方式的優化，降低了下網電量。通過調整輔機運行方式降低廠用電率，實現了機組的節能降耗，同時提高了運行人員的業務技能。