發電廠運行機組與停機備用機組廠用電互為供電的研究與應用

喬永生

摘 要：目前火力發電廠很多是一次安裝2臺機組，經過電網負荷預測，將來一個時期需要發電機組單機運行，停運機組的廠用電需從啟備變下網供電，每天啟備變電量1.5萬度，大容量啟備變帶低負荷損耗增加，考慮到機組停運時間較長，為提高機組運行的經濟性，需要考慮從運行機組取電給停運機組供電的可行性。通過#1、2機組運行方式的優化、可行性論證，參考設計院優化方案，制定#1、2機組廠用電互備實施方案，本方案應用在機組停機時間超過一個月，且發電機盤車已經停運，進行機組間廠用電運行方式的互為備用。

關鍵詞：負荷預測 單機運行 啟備變下網電量 運行方式優化 合理配置保護定值

中圖分類號：TM762.1 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）12（b）-00-03

在電力設計中，通常兩臺機組往往采用發變組直接出線到對側電網變電站模式。而機組啟動和備用電源往往采用取自電網側的啟備變提供。這樣的接線方式簡單，節約投資，但存在著在單機運行，停運機組仍有部分控制、照明、檢修負荷需要通過啟備變供電，但因起備變低負荷運行，負載損耗太大，加之啟備變電源取自電網，電價較高從而造成運行成本大。隨著裝機規模的擴大這樣的運行方式在相當地域和時間內為成為常態。根據電廠的廠用電接線方案，比較容易實施的方案是機組停運時，合上停運機組6kV段至公用段的聯絡線，通過公用段給停運機組供電。當然有一個先決條件就是公用段的進線開關、分段開關及聯絡電纜均要有充足的裕度。同時還應當對繼電保護定值做相應的調整，從而使得通過公用段給停運機組供電方案成為可行。

1 方案研究與設備參數核定

以某個火電廠為例，該廠有2臺600MW機組（下文統稱為#1，2機組），2臺機組采用發變組直接出線到對側電網變電站運行方式。機組啟動和備用電源取自對側變電站發送接帶的啟備變提供。#1機組6kV工作IA、IB段正常運行由#1高廠變通過61A1、61B1開關供電，停機時由啟備變通過61A0、61B0開關供電；#2機組6kV工作IIA、IIB段正常運行由#2高廠變通過62A1、62B1開關供電，停機時由啟備變通過62A0、62B0開關供電。正常運行時6kV公用A段由#1機組6kV工作IA段通過601A開關供電，6kV公用B段由#2機組6kV工作IIA段通過602B開關供電；#1機組停機時，6kV公用A、B段電源通過602B、6公聯開關串帶，或者#2機組停機時，6kV公用A、B段電源通過601A、6公聯開關串帶。設備參數及負荷電流見表1。

61A1、62A1配置分支過流保護（按母線3相短路整定）延時0.7s跳分支開關，零序保護0.9s跳分支開關，601A、602B配置過流保護（按額定電流整定1180A）延時1.5s跳閘，零序保護延時0.6s跳閘；6公聯配置過流保護（按額定電流整定613A）延時1.2s跳閘。

2 運行方式優化

#1機組停機，盤車停運。斷開61A1、61A0開關并解備，6kV工作IA段母線停電，6kV工作IA、IB段機、爐、脫硫輔機開關解備，合上601A，6kV工作IA段由#2機組6kV工作IIA段供電；#1機組鍋爐變、汽機變、電除塵變、主廠房變負荷轉移至6kV工作IA段，#5甲皮帶、儀用空壓機A、除灰空壓機A、脫硝A空壓機恢復備用。廠區變、化水變、照明變負荷轉移至#2機組供電。

#2機組停機，盤車停運。斷開62A1、62A0開關并解備，6kV工作IIA段母線停電，6kV工作IIA、IIB段機、爐、脫硫輔機開關解備，合上602B，6kV工作IIA段由#1機組6kV工作IA段供電；#2機組鍋爐變、汽機變、電除塵變、主廠房變負荷轉移至6kV工作IIA段，#5乙皮帶、儀用空壓機A、檢修空壓機D恢復備用。廠區變、化水變、照明變負荷轉移至#1機組供電；6kV IB、IIB段按照啟備變帶負荷方式運行，所帶公用負荷盡量按熱備用狀態使用。

保護及DCS變更，601A、602B、6公聯開關新增負荷電流403A，開關保護定值相應變更，601A、602B、6公聯保護按照級差配合；#1、2機組6kV IA、IIA段串帶期間601A、602B、6公聯DCS邏輯解除三取二；61A1、601A 、62A1、602B DCS做電流報警，61A1、62A1報警值3849A；601A 、602B報警值1180A。

#1、2機組6kV串帶運行方式下事故處理，#1機組停機，6kV工作IA段負荷設備故障，由各設備保護跳開相應開關，如負荷開關保護拒動，601A保護動作跳閘，檢查并隔離故障點后恢復6kV IA段；如601A保護拒動、6公聯按照級差配合跳閘；6kV IA段、公用A段失壓，斷開601A，檢查并隔離故障點后恢復6kV IA段、公用A段供電。6kV工作IA段母線設備故障，601A保護動作跳閘，確認6kV工作IA段母線故障點并做相應處理正常后，恢復6kV IA段供電。如601A保護拒動，6公聯按照級差配合跳閘；6kV IA段、公用A段失壓。斷開601A，確認6kV工作IA段母線故障點后，首先恢復公用A段供電。待確認6kV工作IA段母線故障點并做相應處理正常后，恢復6kV IA段供電。

#2機組停機，6kV工作IIA段負荷設備故障，由各設備保護跳開相應開關，如負荷開關保護拒動，602B保護動作跳閘，檢查并隔離故障點后恢復6kV IIA段；如602B保護拒動、6公聯按照級差配合跳閘；6kV IIA段、公用B段失壓，斷開602B，檢查并隔離故障點后恢復6kV IIA段、公用A段供電。6kV工作IIA段母線設備故障，602B保護動作跳閘，確認6kV工作IIA段母線故障點并做相應處理正常后，恢復6kV IIA段供電。如602B保護拒動，6公聯按照級差配合跳閘；6kV IIA段、公用B段失壓。斷開602B，確認6kV工作IIA段母線故障點后，首先恢復公用B段供電。待確認6kV工作IIA段母線故障點并做相應處理正常后，恢復6kV IIA段供電。

最嚴重情況下，由停機母線的故障，保護越級（三級）造成6kV IA段或者IIA段工作進線開關跳閘，閉鎖快切，相應母線失壓，影響機組穩定運行。

3 實施周期與效果

2017年3月20日完成設計院設計方案及有關圖紙資料；3月22日至4月5日完成設計院方案評審，編制項目實施方案并評審，確定最終實施方案；5月2日#1機組正式串帶#2檢修機組低壓廠用電，在檢修高峰期串帶電量41萬度。2017年9月14日#1機組停機備用期間，9月19日由#2機組串帶低壓廠用電，截至10月17日串帶電量22萬度。本項目無需另外投資，只需改變運行方式即可實現節支增益的效果，按照一臺機組停機備用一個月（30天）計算，可節省電費27萬元。

4 全面推廣與應用

2017年截止9月執行廠用電串帶共計61天，啟備變日均耗電量0.349萬kWh，與2016年相比降低約1.377萬kWh。5、6月廠用電串帶49天累計節省啟備變耗電量67.473萬kWh，按照上半年購售電價差（0.57530-0.31205=0.26325 元/kWh）計算，節省電費支出約17.76萬元；9月廠用電串帶12天累計節省啟備變耗電量16.524萬kWh，按照下半年購售電價差（0.61001-0.33154=0.27847元/kWh）計算，節省電費支出約4.60萬元。

實現機組廠用電串帶后，按照一臺機組停機備用一個月（30天）計算，可節省電費27萬元。

4月份完成相鄰機組廠用電串帶方案評審確定最終實施方案，5月2日開始實施，#2機組停運檢修，其廠用電逐漸轉由#1機組串帶，#2機組負荷全部串帶后啟備變日耗電量最低降至0.15萬kWh，購網電量大幅降低取得良好效果（見表2）。

5 結語

隨著機組計劃電量的下降，單機運行時間的增加，停機備用機組由啟備變接待負荷，由此需要從電網下載電量大約1.5萬度/天，購買電量費用0.9萬元。在不影響機組正常運行的情況下，滿足設備參數的前提下，合理調整保護定值，通過運行方式的調整改變，實現相鄰機組廠用電互為備用，節約了購電費用，降低了能耗，經濟、社會效益顯著。

參考文獻

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