萬華熱電廠2臺63 MVA變壓器增容改造及應用

朱登偉

（萬華化學（寧波）熱電有限公司，浙江 寧波 315000）

1 項目概況

萬華熱電接入系統方式為雙回110 kV專線接入220 kV冷岙變，110 kV為單母分段接線，聯絡變容量2×63 MVA，具體接線圖如圖1所示。其中，1#聯絡變接自110 kV I段母線，2#聯絡變接自110 kV II段母線，園區外供電采用35 kV電壓等級，廠用電采用10 kV電壓等級，園區總用電120 MW，機組發電70 MW，電網購電50 MW。

圖1 萬華熱電一次主接線圖

2 設備參數和用電負荷分析

冷岙變保護定值600 A，可承受的最大負荷為600×110×1.732×0.9≈102 MW。110 kV 線路為鋼芯鋁絞線LGJ-300/40，室外40℃時的載流量566A，線路可承受的負荷為566×110×1.732×0.9≈97 MW。聯絡變額定電流316A，過流定值464 A，2.9 s，油溫定值85℃，溫升不超過55℃，可承受的負荷316×110×1.732×0.9≈54 MW（夏季46～50 MW），跳閘負荷464×110×1.732×0.9≈79 MW，園區最高用電量120 MW，發電量70 MW，下網電量50 MW。從上述數據分析，2#、4#發電機需長期安全運行，另從電網購買50 MW電量，才能確保園區供用電負荷平衡，勉強滿足園區用電需求，一旦任一發電機故障停機或任一條110 kV線路、變壓器發生故障，均會引起相對應的63 MVA變壓器過負荷運行，甚至因過負荷嚴重而跳閘，導致全萬華工業園區中斷供電。查得2臺63 MVA變壓器的復壓閉鎖方向過流值為1 440A，動作時限2 s，低電壓70 V，負序電壓5 V，35 kV外供用戶及廠用電負荷日益增加，下級保護定值和時限也不斷增大，而變壓器受容量限制，已經參照最大容量出具定值，但也無法與下級保護相配合，存在一定的安全隱患。

3 解決方案

根據萬華熱電用電現狀及發展規劃，用電形勢十分嚴峻，因此有必要對萬華熱電電力系統進行優化整改，以滿足園區供電需求。為了實現園區安全、可靠供電，筆者提出3種具體解決方案供參照。

3.1 聯絡變擴容

2臺63 MVA變壓器增容至100 MVA，變壓器增容能滿足園區供電180 MW負荷，配合2#、4#發電機運行，無論是哪一條110 kV線路，或是哪一臺變壓器、發電機檢修，均能滿足園區用電需求，供用電安全性、可靠性大大提高，運行方式簡單靈活。該方案優于當前系統配置，但變壓器增容后基本電費隨之增加，運營成本較高，另考慮政策性問題，實施會有一定難度。

3.2 新增一臺聯絡變

在原有2臺63 MVA變壓器基礎上另新增1臺63 MVA變壓器，在有計劃地進行變壓器或發電機檢修時，可調整運行方式，以勉強滿足園區供用電需求。該方案優于當前系統配置，但當帶有重負荷的線路發生故障時，依然不能滿足安全需求。另外增加一臺63 MVA變壓器后，基本電費也相應增加，考慮政策性問題，實施會有一定難度。

3.3 3#主變改造

目前3#主變為公用變壓器，其功能只是提供3#發電機上網的升壓變，因萬華熱電外供低壓蒸汽量不大，3#發電機長期處于停機狀態，3#主變也隨停，長期處于冷備用狀態。如果考慮將3#主變更換為三圈變，將35 kV雙母線分列運行后付母接入3#主變，可省去變壓器的基本電費。但3#主變為公用變，其下網電費為0.79元/kW·h，根據3#主變容量綜合計算，夏季最高負荷可帶25 MW，可接帶熱硝3511線和熱臺3526線全部負荷，電網購電費用平均每月增加198萬元及以下，在費用方面優于方案二。但運行方式改變時會因3#主變容量偏小受到一定限制，需要復雜的倒閘操作，且沒有多余備用容量，后期發展無空間，如果任意一條110 kV線路或變壓器出現故障，也不能改變當前現狀。

這3種方案的對比情況如表1所示。

表1 方案比對表

4 總結

根據當前系統狀況，綜合投資情況、供電可靠性、場地資源利用、政府政策要求、工程實施難易度、負荷平衡及化工企業特殊性等眾多因素，萬華熱電2臺63 MVA變壓器增容改造迫在眉睫，企業必須重視問題的嚴重性，以免造成不必要的安全事故。