龍口自備熱電廠10 kV廠用電互聯改造方案研究

譚海華

摘要：龍口自備熱電廠10 kV廠用電系統采用澆筑母線互聯的改造方案，現對該方案進行介紹。改造后實現了一臺高廠變可帶任何一臺鍋爐廠用電負荷，提高了母管制機組鍋爐廠用電負荷的安全可靠性、靈活性，大幅減小了啟備變的用電量，達到了降本增效的目的。

關鍵詞：廠用電;互聯;快切;改造

0 ? ?引言

龍口自備熱電廠作為福海創石油化工有限公司的能源動力中心，擔負著給石油化工廠區供汽、供熱、供電的主要任務，對化工廠區的安全生產起到至關重要的作用，并且多余電量通過總降站上網。目前已建成4爐3機（4×670 t/h+

3×150 MW）燃煤機組，機組采用母管制，每臺機組配備1臺升壓變、1臺高廠變（高壓廠用變壓器），其中#1、#2機組分別配置1臺50 MW的高廠變，#3機組配備1臺25 MW的高廠變，3臺機組共用1臺50 MW的啟備變（啟動備用變壓器）。

高壓廠用電共分8段10 kV母線：#1機組10 kV廠用電ⅠA、ⅠB段，供#1鍋爐廠用電;公用10 kV廠用電A、B段，供#2鍋爐廠用電;#2機組10 kV廠用電ⅡA、ⅡB段，供#3鍋爐廠用電;#4機組10 kV廠用電ⅢA、ⅢB段，供#4鍋爐廠用電。每段10 kV母線有兩個電源進線，分別取自高廠變低壓側及啟備變低壓側，接線方式如圖1所示，兩路電源進線互為備用，采用快切裝置進行切換。

1 ? ?廠用電互聯改造的必要性

由于龍口自備熱電廠機組采用母管制，發電機停機后，其出口高廠變對應的10 kV廠用段上鍋爐負荷可能仍需供電，此時高廠變無法供電，需由啟備變供電。因啟備變電源由總降站#1主變提供，即使使用的電量為熱電廠自發自用，根據與國網公司購售電合同，其電費仍需征收政府基金和附加收費，導致熱電廠需向電網繳納大量電費。且10 kV母線經常一路啟備變供電，啟備變故障或檢修時，鍋爐將被迫停運，嚴重時將影響化工廠區供熱的安全可靠性。

熱電廠通過10 kV電源互聯改造，可使熱電廠鍋爐負荷電源在絕大多數工況下都有主備兩路電源，在一路電源故障情況下能實現快速備自投，保證鍋爐輔機電源安全可靠性、靈活性。且改造后，發電機組與鍋爐運行方式無直接聯系，鍋爐負荷電源不再單一，3臺高廠變和1臺啟備變均可作為任一鍋爐負荷的電源，從而能減少通過啟備變從電網獲取電能，減少電費交接，提高熱電廠經濟效益，達到降本增效的目的。因此，有必要進行廠用電互聯改造。

2 ? ?廠用電互聯改造方案

2.1 ? ?廠用電互聯方式的選擇

為了增加熱電廠機組、鍋爐運行方式的安全可靠性、靈活性與經濟性，新增一10 kV啟動備用高壓配電室，選擇布置于主廠房17至18軸之間，新增3段10 kV啟動備用母線（A、B、C段）。對原有10 kV共箱母線進行改造，將各高廠變共箱封閉母線進線段打斷，并拆除一段2 m左右的直線段，形成一個斷口。將新增的10 kV配電裝置母線與10 kV共箱母線改造點斷口兩端采用全絕緣澆注母線連接，具體連接為：10 kV啟動備用A段設置一路斷路器進線，由#1高廠變引接，一路隔離插頭出線接至廠用10 kV ⅠA/ⅠB/公用A母線段;10 kV啟動備用B段設置一路進線，由#2高廠變引接，一路隔離插頭出線接至廠用10 kV ⅡA/ⅡB/公用B母線段;啟動備用C段設置一路進線，由#3高廠變引接，一路隔離插頭出線接至廠用10 kV ⅢA/ⅢB母線段;10 kV啟動備用A段與10 kV啟動備用B段、10 kV啟動備用B段與10 kV啟動備用C段之間設置聯絡開關，通過新增3套快切裝置進行切換。

改造后接線方式如圖2所示。

2.2 ? ?廠用電互聯改造分析

（1）廠用電互聯改造后，高廠變與各10 kV母線段不再是一一對應關系，發電機組與鍋爐運行方式無直接聯系，鍋爐負荷可由其他發電機高廠變電源得電，增加了運行靈活性。一臺高廠變失電，不必啟動啟備變，節約了需要向電網繳納的費用。

（2）根據現場運行經驗及查看DCS歷史記錄，熱電廠3爐2機運行時，廠用電容量47 MVA，即一臺50 MVA變壓器可帶4段10 kV廠用段和2段10 kV公用段。需要注意的是，原電廠負荷統計表中3爐2機的計算負荷不止47 MVA，約為69 MVA，現場運行過程中如發現電負荷超過該數值，需啟動#01啟備變。

（3）通過該方案改造后，在絕大多數運行工況下：4爐3機、4爐2機、3爐2機、3爐1機、2爐1機均有主備兩路電源，提高了供電可靠性。

（4）采用此方案改造工程量較小：增加3段10 kV啟動備用母線段（A、B、C三段），改造3處10 kV共箱母線，新增6段10 kV全絕緣澆注母線，保留原有10 kV母線段快切功能。

（5）此改造方案對熱電廠正常生產影響較小，可先安裝10 kV啟動備用段，待需對高廠變電源進線進行改造時，10 kV廠用電可改由#01啟備變供電。

2.3 ? ?新增快切切換方式分析

2.3.1 ? ?新增快切切換原則

新增3段10 kV啟動備用母線段（A、B、C段），通過2個聯絡開關相互連接，配備3套新的快切裝置，并設置快切投/退開關進行切換，切換原則如下：

（1）#01啟備變未檢修情況下，3段上級母線（新增10 kV啟動備用母線段）快切退出，8段下級母線（原10 kV母線段）快切投入，一旦上級母線失電，下級母線通過快切立刻切換至#01啟備變供電，從而保證可靠性。然后上級母線段通過上級快切裝置的手動切換功能，使得失電的上級母線重新帶電，下級母線通過下級快切重新切換回高廠變供電，從而保證經濟性。