單元制機組間6kV廠用電互聯改造應用與實踐

高興慶 曹亮 吉世雷

摘要：為減少外購電量水平，節約外購電成本，對單元制機組間6 kV廠用電進行互聯改造，從控制回路設計、帶電試驗方法等方面詳細說明互聯改造的整個過程，通過增加快切裝置，實現了運行機組廠用電串帶停運機組廠用電時不斷電安全切換廠用電電源的要求。

關鍵詞：廠用電;互聯;改造;快切;外購電

0 ? ?引言

當前火力發電設備利用小時逐步減少，機組停備的時間逐步增加，有些電網公司已開始執行新的購售電合同：機組正常運行時，廠用電為正向電，按上網電價算;機組在停機及啟動狀態下，廠用電均為反向電，按價格較高的用網電價算。由于電價差，發電廠外購電成本將大大增加，現有廠用電接線方式并不適應新的電費計價結算機制。為應對日益高漲的發電成本，有必要在確保安全可靠的前提下，努力減少外購電成本，進一步提高機組廠用電系統的經濟運行水平。

1 ? ?某廠廠用電系統現狀

某電廠#3、#4、#5號機組主接線為發電機—變壓器組單元制接線型式接入500 kV母線，在主變低壓側與發電機出口斷路器之間引接一臺40/25-25 MVA有載調壓型分裂變壓器和一臺25 MVA有載調壓型雙繞組變壓器作高壓廠用變壓器，機組啟動電源可由系統通過主變、高壓廠變倒送電取得。三臺機組從220 kV母線引接一臺40/25-25 MVA有載調壓型分裂變壓器（#03高備變），作為高壓廠變檢修或事故時備用，可通過廠用電切換裝置實現工作電源進線與備用電源進線間的相互切換，機組間的廠用電系統沒有電氣連接，停運機組只能通過主變倒送電或#03高備變供廠用電，按照較高的用網電價進行結算，將大大增加外購電費用，運行機組仍由各自機組自己供電。

2 ? ?互聯改造總體方案

在3、4、5號機組6 kV 30BBA、30BBB、30BCA、50BBA、50BBB、50BCA段上各增加一臺真空斷路器柜及相應保護，在40BBA、40BBB、40BCA段上各增加兩臺真空斷路器柜及相應保護，將6 kV 40BBA和30BCA、40BBB和30BBB、40BCA和30BBA段用電纜相連，以達到將3、4號機組6 kV廠用電互聯的目的;將6 kV 40BBA和50BCA、40BBB和50BBB、40BCA和50BBA段用電纜相連，以達到將4、5號機組6 kV廠用電互聯的目的;同時各段增加廠用電切換裝置，以實現正常運行方式改變、不斷電安全切換廠用電電源的要求。

3 ? ?互聯開關控制回路改造

以3號機30BBA段與4號機40BCA段互聯為例進行說明，如圖1所示。

30BBA段互聯開關30BBA19至#3機組DCS設計分合閘指令、分合閘位置反饋信號、小車位置信號，并設計完善的報警信號，包括保護裝置閉鎖、保護裝置動作、合閘彈簧未儲能、控制回路空開跳閘及PT回路完好信號，增設電流變送器用于DCS對互聯電源運行電流進行監控，并通過通信將電量上傳至電能計量裝置用于電量自動計算。30BBA19還同時設計至互聯快切屏分合閘指令、合閘位置反饋及保護動作閉鎖快切裝置功能。30BBA19分合閘位置同時反饋至#4機組DCS，用于4號機40BCA段互聯開關40BCA18在DCS操作合閘閉鎖用，以防3號機30BBA19合閘后準備串帶4號機40BCA段時運行人員本應通過快切裝置檢測壓差、角差及頻差滿足要求去合閘，但誤操作通過DCS發合閘指令去合40BCA18，從而導致30BBA段與40BCA段非同期合閘，對運行機組產生一定沖擊;同理，當4號機40BCA段串帶3號機30BBA段運行時，40BCA18可通過DCS操作合閘，但30BBA19必須通過快切裝置檢測壓差、角差及頻差滿足要求后方可去合閘。

4 ? ?互聯快切控制回路改造

機組快切裝置主電源為從高廠變來的工作電源進線，備用電源為高備變來的備用電源進線，為避免與原機組快切裝置發生切換沖突，互聯快切屏主電源設計為高備變來的備用電源進線，備用電源設計為互聯開關電源。PT二次小空開全部采用單相小空開，可有效防止單相故障時引起三相跳閘，擴大失壓范圍，母線TV采用A、B、C三相電壓，工作TV采用備用電源進線的B、C相電壓，備用TV采用互聯開關的B、C相電壓，工作TA采用備用電源進線A相電流，備用TA采用互聯開關的A、B、C三相電流。互聯快切僅投入手動并聯自動切換，手動啟動后，若并聯切換條件滿足，裝置先合互聯電源（備用電源進線）開關，經一定延時后再自動跳開備用電源進線（互聯電源）開關，如在這段延時內，剛合上的互聯電源（備用電源進線）開關被跳開，則裝置不再自動跳備用電源進線（互聯電源）開關，以免廠用電失電，若啟動后并聯切換條件不滿足，裝置將閉鎖發信。互聯快切裝置還設計了備用電源進線及互聯電源的保護閉鎖信號，用于閉鎖快切，同時取備用電源進線及互聯電源開關的合閘位置接點用于位置顯示及邏輯判斷。DCS設置了手動切換、切換退出及遠方復歸三個操作按鈕，并設計有完善的報警信號，包括遠方/就地、切換方式、裝置失電、切換完畢、切換異常、切換閉鎖、切換退出、開位異常、后備失電閉鎖、PT斷線及裝置異常。

5 ? ?互聯改造后帶電試驗方法

以3號機30BBA段串帶4號機40BCA段帶電試驗為例進行說明：試驗前30BBA段6 kV廠用電由高廠變側的30BBA01工作電源進線供電，30BBA19互聯電源開關在試驗位置，4號機處于停機狀態，40BCA段6 kV廠用電由高備變側的40BCA02備用電源進線供電，先合上40BCA18互聯電源開關，然后在30BBA19開關上下口進行一次核相，一次核相正確后，進行40BCA段二次電壓同源核相，二次核相正確后斷開40BCA18，將30BBA19送至工作位置并合閘，然后在DCS 40BCA18互聯快切操作窗口點擊“手動切換”按鈕，快切裝置并聯自動切換動作，40BCA18先合閘，40BCA02后分閘，40BCA段由40BCA02切至40BCA18，40BCA段母線電壓不失電，同時用錄波儀錄取母線電壓、備用電源進線電壓、互聯電壓、備用電源進線開關位置及互聯電源開關位置的動作波形;分析試驗結果正確后，再次在DCS 40BCA18互聯快切操作窗口點擊“手動切換”按鈕，快切裝置并聯自動切換動作，40BCA02先合閘，40BCA18后分閘，40BCA段由40BCA18切至40BCA02，40BCA段母線電壓不失電，同時錄取動作波形;分析試驗結果正確后，30BBA段串帶40BCA段帶電試驗完成。

6 ? ?結語

單元制機組間6 kV廠用電互聯改造的應用可以實現運行機組向停運機組供電時不斷電安全切換廠用電電源的要求。當機組停備或檢修時，停備或檢修機組廠用電可通過互聯方式由運行機組廠用電串帶，較大幅度地減少從電網系統取電的外購電量水平，節約外購電成本，達到節能降耗、創效增收的目的。

[參考文獻]

[1] 李偉.田家庵發電廠6 kV廠用電互聯方案分析[J].低碳世界，2017（17）：61-62.

[2] 馬傳江，尹建州.發電廠6 kV廠用電互聯改造實踐[J].電工技術，2014（4）：61-62.

[3] 楊楓，魏寧，楊真.發電廠內2臺獨立機組廠用電互聯的應用[J].寧夏電力，2012（1）：49-52.

收稿日期：2020-02-26

作者簡介：高興慶（1984—），男，山東萊蕪人，工程師，從事大型火力發電廠繼電保護及安全自動裝置的調試、管理及技術研究工作。