某廠660 MW 機組廠用電負荷優化分析

金俊杰，高海松

（浙江浙能樂清發電有限責任公司，浙江 樂清 325600）

廠用電是電廠生產過程中生產設備、附屬設備、公用設備及辦公照明等的消耗用電。在當今電力市場改革背景下，電廠廠用電設計不僅關系著安全生產，也與電廠綜合成本控制目標的實現休戚相關。以下將從廠用電接線設計及運行方式兩個方面的優化進行闡述。

1 接線方式優化

1.1 制粉系統電源分布優化

廠用電設計導則要求：對于200 MW及以上的機組，應保持各單元廠用電的獨立性，減少單元之間的聯系，以提高運行的安全可靠性。廠用電接線應按機爐分段運行設計，一般雙套系統的設備的電源分開取接且如果為一用一備，工備之間應有連鎖。

對四角切圓鍋爐來說，由下到上共ABCDEF這6套制粉系統，為保證正常和異常情況下的燃燒穩定和運行調節處理，在電源掛接和運行方式的安排上加以優化。具體包括電源間隔取接，避免在單側6 kV母線失電時造成全部上層或者全部下層制粉系統運行的狀況；同時運行方式上合理分布，隨時保證兩段6 kV母線下的制粉系統運行套數均勻。優化磨煤機電源的分布結構，可將A、C、E掛6 kVA段，B、D、F掛6 kV B段，以防止在單側6 kV母線失電時造成全部上層或者全部下層制粉系統運行的狀況，同時可有效避免四磨運行時一段母線1磨一段3磨的運行方式，平衡母線負荷。同理優化給煤機電源的分布結構，A、C、E掛鍋爐MCCA段，B、D、F掛鍋爐MCC B段。優化磨煤機油泵電源的分布結構。A、C、E掛保安A段，B、D、F掛保安B段。此外，對給煤機控制電源進行改進，從原來自身動力電源上取用增加低電壓穿越裝置，消除由于動力電源短時失壓引起控制電源短時失去造成給煤機停運的假象。這種負荷還有電除塵電場電源、空壓機等大于兩套的設備系統都如此。

1.2 自動切換系統電源時限配合優化

自動切換系統電源，通過相關試驗，做好時限配合工作。保證恢復后能夠自啟動的設備在短時失電時不會引起相關聯的后果。機組主要包括6 kV和保安段母線有自動切換裝置，6 kV母線安裝快切裝置，通過試驗表明在串聯切換中沒引起其他不正常情況。

曾發生過一起保安電源失壓切換時間與空預器停運引起風機聯鎖跳閘時間不匹配，導致機組RB的事件。空預器因保安電源切換導致短時停運（保安段切換存在失壓過程），在短時停運瞬間聯跳了送引風機，后經改造，將空預器停運聯跳本側送引風機加5 s延時，以躲過保安電源切換時間，從而避免機組RB動作。

沒有安裝自動切換的系統，可優化其母線下的負荷分布，從而在機組帶負荷運行時能夠停其中的一段母線。對鍋爐、汽機等系統的母線，雙套設備應該沒有問題，如果存在單一設備影響機組運行可以移到保安段中，估計這樣的設備很少。對可能存在疑問的某些系統的控制電源，可在機組運行時進行停電試驗。

1.3 島接線優化

三類負荷的雙套系統電源不能經過電源切換裝置。由于前期往往為總包設計，電氣專業設計時簡單考慮只送電源，包括化學系統的水泵、機組的油泵等設備，同時運行時要合理安排它們的運行方式。

新上機組、一些系統的輔助設備的電源和控制及接線往往隨主設備廠家設計，而設計院設計時只提供幾路電源，而廠家的思路與公司是有區別的。公司要求相對更高，對系統安全連續運行的范圍更大，要求輔助系統、設備能長期連續運行。而作為局部系統的設備，廠家設計是不考慮外部條件影響的，只考慮本身范圍。這樣導致現場有些系統運行和維護均不可靠，新系統剛剛投入運行就面臨改造的局面。因此要求公司在建設和改造系統時，對輔助的設備同樣要重視。而且由于機組在運行，不能徹底改造，導致這些不安全因素長時間存在。

以六大風機油站為例，初始接線形式為所有負荷（包括潤滑油泵、液壓油泵、加熱器、風扇等）接于同一小母線下，母線設工作電源與備用電源進行自動切換，但由于自動切換可靠性不高，從而導致油站失電，風機跳閘，觸發RB。現優化接線形式為油泵均為一對一接線，油泵一用一備，電源直接取自機組保安段大大提高了備用設備可靠性。

1.4 保安段系統接線調整

保安段設計的特點為負荷很多、邏輯設計過于復雜，為保證不停電切換和柴油發電機帶載試驗而增加了同期系統。因此給正常運行和維護操作帶來一定的風險性，柴油發電機帶載試驗比較復雜且如果不成功影響會比較大。

首先要考慮的問題是保安段是保負荷還是保設備安全，如果要照顧到保負荷就比較龐大，同時與一次低壓系統的接線有關。由于低壓一次系統均不設自投功能，與負荷密切相關的、短時不能停電的設備，如空預器主、副電機、磨煤機、風機的油站等電源接到保安段上，即使這樣保安段的自動切換功能也只有低電壓切換，會存在短時失壓過程，對大部分輔機機來講，自動切換時可能還是要跳閘。

目前的保安段系統，如果將空預器的主電機、磨煤機的油站等電源改接至鍋爐MCC上的話，不會影響負荷的安全性。如果鍋爐MCC失電時，即使空預器的主馬達電機、磨煤機的油站正常的話，機組也會由于給煤機等原因造成減負荷。而如果將上述負荷改接，同時將一些風機的油站的一路電源也改至鍋爐MCC，那么保安段在正常運行時的負荷將比較小，只有UPS電源、直流電源、事故照明等一些可以短時停電的電源以及像汽機的油系統的油泵可以通過適當調整，承擔短時停運的負荷，因而一段母線可以短時停運，進而同期系統也可以取消，由于負荷減少同時也可以考慮取消分段開關。

現保安段的工作、備用電源均取自鍋爐段，如果將備用電源改取自公用段將使運行方式更加靈活，畢竟前者發生單機廠用電全停時只能靠柴油發電機供電，而后者可以通過公用段利用臨機電源供保安段負荷，系統將更可靠。同時從設備的重要性來說，汽機系統相對來說更加重要，目前系統鍋爐側在分段前，汽機側在分段后就不合理，因此交換更合理。本機6 kV全停的話，保安段將只有柴油機帶。通過增加兩臺機組柴油發電機出口聯絡開關，可提高保安電源可靠性，因為4臺柴油機同時保證正常難度比較大。

2 系統各部分運行方式優化

2.1 制粉系統

機組四磨運行時，避免一段母線1磨一段3磨的運行方式。此時帶3臺磨煤機母線失電，將導致機組僅剩余1臺磨煤機運行，觸發RB動作，同時極易引起一次風機失速，對機組擾動極大，難以調節。

機組三磨及以下運行時要避免運行制粉系統全部掛在同一段母線上。若此時該段母線失電，且無油槍運行情況下，機組將觸發MFT動作。

2.2 風機油泵

A、B風機的油泵要么全部#1油泵運行，要么全部#2油泵運行。小機油泵 1、2相對應，即A、B小機的油泵要么#1、#2油泵運行，要么#2、#1油泵運行。此種運行方式是為了避免任一母線失電時，兩臺運行油泵同時失電。

2.3 真空泵

避免運行真空泵全部掛在同一段母線上，即要么A、D運行，要么B、C運行。此種接線方式既能保證運行時母線負荷的均衡性，又能保證任意真空泵跳閘時備泵自啟的擾動最小。

2.4 保持最優化運行方式

由于缺陷等原因導致不合理的情況要在日志上記錄，正常后要馬上恢復正常合理方式，隨時保持最優化運行方式。

3 結束語

通過對現有設備的接線方式進行優化，包括制粉系統、六大風機油站以及保安段負荷與聯絡電源，同時改進設備之間的連鎖時限配合，如保安電源切換與空預器失電判定時限，并對機組當前運行方式提出優化方案，不僅保證了正常運行方式下的最優化運行方式，同時兼顧了事故工況下設備的連續運行，提高了機組的安全可靠性。