電氣系統的問題及優化

關鍵詞：工作電源、備用電源、快切、優化、低電壓

一、鹿泉供熱首站電氣的問題

華能國際電力股份有限公司上安電廠位于石家莊市以西井陘縣上安鎮，距石家莊市區約25公里，總裝機2560MW（2×350MW+2×330+2×600MW）。為緩解石家莊市日益增長的供熱需求和熱源供熱能力不足的矛盾，減輕環境壓力，按市政府要求將六臺純凝機組改為供熱機組，2018年11月13日通過長輸管網向石家莊市鹿泉區供熱。

供熱首站系統的主要設備包括：熱網汽水換熱器6臺、熱網循環泵5臺（四臺汽動循環泵一臺電動泵）、換熱器疏水泵10臺。其中A熱網換熱器汽源來自2號機，B熱網換熱器汽源來自3號機，共用三臺疏水泵;熱網換熱器C/D汽源來自5號機、6號機，共用三臺疏水泵。循環水流量本期正常工況按 11302t/h，遠期正常工況按 13489t/h 設計，遠期事故工況按 16585t/h 設計，供熱面積今達到2600平米，且還會逐年增長。

鹿泉供熱電氣選用6KV母線兩段，分帶380V熱網2段和化學2段，鹿泉隔壓站電氣由廠首站2個6KV開關經2個升壓站升壓為35KV，再經地埋電纜到隔壓站經對應2個降壓變降壓為10KV，帶隔壓站電氣10KV兩段母線。隔壓站電氣設備包括4個二級熱網電動循環泵和4個一級回水泵等。

鹿泉供熱首站以及隔壓站電氣正常運行方式設計為：（見下圖）

#3機脫硫供熱變低壓側開關R635，經R636帶供熱首站A段0RA1，A段母線接帶R061（熱網變）、R063（化學變）、R065（隔壓升壓變）變壓器運行，#4機脫硫供熱變低壓側開關R645，經R646帶供熱首站B段0RA2，B段母線接帶R062（熱網變）、R064（化學變）、R066（隔壓升壓變）變壓器運行。

6KV供熱A（B）段0RA1（0RA2）備用電源#3啟備變來電源開關快切備用，正常情況供熱A/B段工作電源故障時可以自動啟動快切向備用電源切換。備用電源向工作電源切換只能手動啟動快切。6KV供熱A段0RA1與B段0RA2之間母聯R6056處于冷備用。

380V母線各段母聯冷備用。

由于近幾年河北省電網超高壓的快速發展，電力系統負荷逐年下降，我廠發電機組利用小時持續下滑，機組停備次數較多。二單元機組啟停頻繁，勢必造成供熱段電源方式頻繁的切換，切換多造成供熱的不穩定，另外就是220KV母線故障跳開2156時，不啟動快切，首站電氣全失。因此有必要對鹿泉供熱電氣運行方式進行必要的優化。

第二個問題就是380V母聯設計冷備用，設計時為省錢，當時也沒有考慮到供熱的嚴重性如此大，建議改造為熱備用，實現母聯自投。

第三個就35KV升壓變出口開關，由于升壓后長輸至隔壓站再降壓為10KV，中間是電纜地埋（10KM），由于電纜的電容是架空線路的25--40倍，因此規定，原則上不允許在該開關合閘狀態合上口6KV開關，必須按照送電順序依次合入開關。

二、鹿泉供熱首站電氣的優化

#3啟備變是上安電廠三單元備用電源，#5、#6機組正常運行期間，#3啟備變空載運行，尤其是秋季和初冬季節，空氣潮濕遇冷結露，偶爾會引起#3啟備變低壓側絕緣故障跳閘，因此讓#3啟備變接帶鹿泉供熱首站負荷，第一可以避免出現絕緣低的問題，第二#3啟備變故障概率較低（相對于機組安全性來說），第三可以避免機組頻繁啟停引起的電源切換問題。原供熱首站規定正常方式是機組側為工作電源，#3啟備變為備用電源，主電源故障跳閘快切為備用電源，供熱母線故障閉鎖快切。因此，需要改變原規定為#3啟備變供電為主電源，備用電源為機組側。還需增設此情況下母線故障閉鎖快切功能。

第二實現低電壓啟動快切，防止220KV母線跳開2156或2156偷跳造成主電源失去不啟動快切的重大隱患。此情況勢必造成供熱首站以及隔壓站全部失電，后果嚴重，恢復供熱首先必須恢復首站電氣和隔壓站電氣，操作多，難度大。

第三實現380V母聯熱備用，由于原來設計的冷備用不能滿足自動母聯合閘切換，一段失電，往往造成輔機（疏水泵）跳閘，給供熱運行帶來不穩定。另外，個別輔機消缺時，冷備無法滿足供熱的安全運行，因此保證母聯的熱備用很有必要。

第四實現35KV主控遠操并監控。原來設計35KV開關就地操作。一旦故障操作，需檢修人員配合安裝短接線才能操作，費時費力，不能滿足供熱電氣跳閘后快速恢復的要求。

萬一#3啟備變帶供熱首站失電（非正常方式），對側鹿泉隔壓站同時全部失電，供熱系統全部停運，為此電氣、汽機專業制定了事故處理要點如下：

現象：供熱A/B兩段母線6KV廠用電全失;隔壓站報隔壓站廠用電全失，所有動力全部跳閘;#3啟備變跳閘或失電;熱網疏水泵全部跳閘;循環泵因疏水不暢（EF加熱器疏水不暢）全部跳閘;熱網補水泵全部跳閘;首站熱網加熱器疏水水位高跳閘;#2、#3、#5、#6供熱機組負荷可能升高。

處理：迅速控制供熱相關機組穩定負荷，防止機組參數異常跳閘。

1、第一時間通知隔壓站關閉一級網取水手動門，保證長輸網壓力不大幅下泄。

2、檢查供熱首站失電原因，將電源進線R6005、R6006斷開搖至試驗位，確認非母線故障，合入機組側供熱開關，向供熱ORA1/ORA2段送電。

3、恢復380V熱網和化學兩端（380V母聯斷位）;查升壓變35R1＼R2斷位，依次合入隔壓站升壓變低壓6KV開關、升壓變出口開關，通知隔壓站恢復廠用電系統。

4、化學生水段有電后立即啟動補水泵，恢復熱網管道壓力正常，將定壓點壓力設定至0.3Mpa，查六號機尖冷水側切至旁路。

5、按照正常啟動順序恢復系統運行。原則先電動循環泵恢復循環，運行正常后，依次恢復熱網小汽機，通知隔壓站值班員恢復回水升壓泵運行。

6、聯系隔壓站值班員，具備帶熱負荷后恢復#2、#3、#5、#6機供熱抽汽正常運行方式。

7、#3啟備變跳閘原因查清后，或恢復備用，或隔離故障轉檢修。

上述處理要點明確，首站失電后初次恢復隔壓站送電時，原則上要求先合6KV開關，再合35KV出口開關，通知隔壓站再依次恢復。如果35KV開關不能實現遠方操作，處理時間會延長，而事故處理要分秒必爭，時間越長越被動，社會影響越大。因此，35KV開關實現遠操監控很有必要。

三、結論

通過上述分析，首站電氣有必要升級優化，6kv快切保護裝置為四方CSC-821 數字式廠用電源快速切換裝置，可以實現上述功能，380V母聯熱備用需要配置備自投裝置，35KV遠操監控需要重新配線，總之技術上可行。通過優化改造升級，真真實現四個目標后，將會使得供熱首站電氣運行方式更加靈活、更加安全可靠。

作者簡介：尹高鋒1970年02月23日，性別：男，籍貫：河北省石家莊市井陘縣 民族：漢大學本科 ?現有職稱：工程師 ?研究方向：電氣運行