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        小型燃?xì)怆娬緩S用電方案穩(wěn)定性分析

        2014-08-27 03:03:24陳東峰
        關(guān)鍵詞:廠用電設(shè)定值發(fā)電機(jī)組

        陳東峰

        (晉城無煙煤礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司,山西 晉城 048000)

        在國(guó)家政策的鼓勵(lì)下,全國(guó)各種形式的燃?xì)獍l(fā)電產(chǎn)業(yè)有了長(zhǎng)足的發(fā)展,最具代表性的是2008年10月建成投產(chǎn)的沁水晉煤瓦斯發(fā)電有限公司,總裝機(jī)容量為120MW,是截止目前世界上裝機(jī)容量最大的瓦斯發(fā)電廠。截至2012年底,全國(guó)煤礦瓦斯發(fā)電裝機(jī)容量約1100MW,其中,山西省有煤層氣(瓦斯)發(fā)電企業(yè)60多家,瓦斯發(fā)電機(jī)組360多臺(tái)(套),占全國(guó)燃?xì)鈾C(jī)組數(shù)量的60%左右,裝機(jī)容量超過700MW。

        燃?xì)獍l(fā)電站建設(shè)周期短,見效快,受場(chǎng)地限制小,一般建于燃?xì)獬榉耪靖郊?,有利于解決區(qū)域性缺電情況。而廠用電電源作為燃?xì)怆娬緩S用電系統(tǒng)的重要組成部分,如何選定關(guān)系到燃?xì)怆娬镜姆€(wěn)定運(yùn)行,廠用電中斷可造成電站生產(chǎn)全部癱瘓,危及設(shè)備和人身安全,甚至影響上游供氣單位。所以確保用電電源的可靠性、穩(wěn)定性及不間斷性已經(jīng)成為小型燃?xì)怆娬緩S亟待解決的問題。

        一、小型燃?xì)怆娬緩S用電電源面臨的問題

        現(xiàn)階段燃?xì)怆娬竞推渌愋偷碾娬?,如燃煤電站、水力發(fā)電以及核能發(fā)電等存在較大不同,一是電站一般較為分散,裝機(jī)容量小,二是大都分布在交通不便的山區(qū),考慮到燃?xì)怆娬颈旧淼奶厥庑?,其廠用電電源主要引自發(fā)電機(jī)組的出口側(cè),對(duì)于備用電源則選擇了引自電站附近的原有電力系統(tǒng)所使用的備用回路。一般情況下,備用回路相對(duì)都不大,一旦發(fā)電機(jī)組的出口側(cè)電源出現(xiàn)故障,大多數(shù)情況下也不能夠滿足電站正常運(yùn)行。除此之外,因?yàn)槭馨l(fā)電機(jī)組電力出口波動(dòng)的影響,導(dǎo)致部分對(duì)電源要求相對(duì)較高的設(shè)備或者負(fù)荷發(fā)生損壞,從而帶來了較大的經(jīng)濟(jì)損失,部分情況下也可能出現(xiàn)人員或者設(shè)備危險(xiǎn),成為燃?xì)怆娬景踩?、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行的重大阻礙。

        二、提高小型燃?xì)怆娬緩S用電電源穩(wěn)定性的方案

        (一)附近存在容量足夠大的外部電源

        如果在擬建電站附近存在容量足夠大的外部電源時(shí),通常來說,廠用電負(fù)荷無需再進(jìn)行劃分等級(jí),只需要根據(jù)雙回路供電的方法來進(jìn)行,其中一路主要引自站內(nèi)變壓器低壓側(cè),另外一路則可以引自外部電源,必要時(shí)設(shè)立備用變壓器,與此同時(shí)還應(yīng)當(dāng)在兩路電源之間使用雙電源自動(dòng)備投,以便能夠順利完成自動(dòng)切換。

        (二)附近存在一定量的外部電源

        如果在擬建電站附近發(fā)現(xiàn)了一定量的外部電源,同時(shí)只可以為電站提供一部分負(fù)荷的供配電,此時(shí)則需要對(duì)廠用電負(fù)荷進(jìn)行相應(yīng)的等級(jí)劃分,一般來說,建議把電站照明、燃?xì)鈭?bào)警控制系統(tǒng)以及燃?xì)廨斔捅O(jiān)控系統(tǒng),包括消防系統(tǒng)等相關(guān)設(shè)備全部劃入到一級(jí)負(fù)荷中,剩余的各部分則可以劃入到二級(jí)負(fù)荷中。需要注意的是,一級(jí)負(fù)荷選擇的是雙回路供電,一路主要引自站內(nèi)變壓器的低壓側(cè),與此同時(shí)另一路則主要引自外部電源,并且還需要在兩路電源間使用雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān),以便能夠順利完成自動(dòng)切換;對(duì)于二級(jí)負(fù)荷則可以選擇單電源供電形式,主要是引自站內(nèi)變壓器。在電站運(yùn)行的過程中,可以通過機(jī)組的作用來提供0.4kV大小的廠用電源;如果電站機(jī)組開始啟動(dòng),則應(yīng)當(dāng)通過站內(nèi)變配電系統(tǒng)的作用從并網(wǎng)點(diǎn)處利用反送電的方法來為電站提供0.4kV大小的電源;如果受到多重因素的影響,導(dǎo)致站內(nèi)變配電系統(tǒng)不能夠提供0.4kV大小的電源時(shí),則可以通過外部電源的作用來為電站提供0.4kV大小的廠用安保電源,此時(shí)電站內(nèi)就屬于一級(jí)負(fù)荷供電,完全可以滿足電站安全及穩(wěn)定的要求。

        (三)附近不能夠提供常用電源

        如果在擬建電站附近不能夠提供廠用電源,與此同時(shí)通過其他區(qū)域的電力系統(tǒng)也不能夠引入的情況下,可以結(jié)合電站負(fù)荷的實(shí)際條件,來合理選用恰當(dāng)?shù)碾娫葱问健?/p>

        其一,如果電站內(nèi)廠用電負(fù)荷相對(duì)不高時(shí),則可以設(shè)置電能存儲(chǔ)裝置。一般來說,廠用電負(fù)荷可以選擇雙回路供電的方法:其中的一路主要引自站內(nèi)變壓器低壓側(cè),剩余的另一路則可以引自電能存儲(chǔ)裝置,與此同時(shí),還需要在兩路電源間通過雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)的作用來完成自動(dòng)切換。如果電站處于正常運(yùn)行狀態(tài),則應(yīng)當(dāng)通過機(jī)組的作用來提供0.4kV大小的廠用電源;如果電站機(jī)組已經(jīng)開始啟動(dòng)時(shí),則應(yīng)當(dāng)通過站內(nèi)變配電系統(tǒng)的作用由并網(wǎng)點(diǎn)區(qū)域利用反送電的方法來為電站提供大小為0.4kV的電源;

        其二,如果發(fā)現(xiàn)電站內(nèi)廠用電負(fù)荷相對(duì)較大時(shí),合理的方法是選擇柴油發(fā)電機(jī)組來當(dāng)做備用電源。與此同時(shí)廠用電負(fù)荷則可以選擇雙回路供電的方式:其中一路主要引自站內(nèi)變壓器低壓側(cè),剩余的另一路則可以引自柴油發(fā)電機(jī)組,與此同時(shí)兩路電源之間應(yīng)當(dāng)使用雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)的方式,以便能夠順利完成自動(dòng)切換。

        (四) 運(yùn)用機(jī)帶蓄電池實(shí)現(xiàn)黑啟動(dòng)

        當(dāng)燃?xì)怆娬境隹陂_關(guān)斷開后,一臺(tái)或多臺(tái)燃機(jī)可以利用自身蓄電池帶的啟動(dòng)馬達(dá)進(jìn)行啟動(dòng),然后讓燃?xì)鈾C(jī)組獨(dú)自帶著廠用電進(jìn)行運(yùn)行。此時(shí),發(fā)電機(jī)設(shè)備不連接電網(wǎng)運(yùn)行在孤島方式,其控制方式為孤島運(yùn)行控制方式進(jìn)行維護(hù)機(jī)組運(yùn)行在限定的運(yùn)行轉(zhuǎn)速上而不是電網(wǎng)的頻率,燃?xì)鈾C(jī)組可以通過這種控制模式,與電網(wǎng)分開并能承擔(dān)小的無大幅變化的負(fù)荷,這樣就會(huì)要求控制能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)燃?xì)鈾C(jī)組出力保證機(jī)組運(yùn)行在設(shè)定的轉(zhuǎn)速中。如果燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)速低于設(shè)定值時(shí),則表示出力低于負(fù)荷而需要進(jìn)行提高預(yù)選負(fù)荷設(shè)定值,如果燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)速高于設(shè)定值時(shí),表明出力高于負(fù)荷而需要降低預(yù)選負(fù)荷設(shè)定值,以保證廠用電方案的穩(wěn)定性。

        結(jié)語(yǔ)

        本文幾種方案的制定,可以結(jié)合不同擬建電站的不同情況,靈活選擇和運(yùn)用。方案充分考慮了燃?xì)怆娬镜淖陨硖攸c(diǎn),并且從電源獲取、電壓穩(wěn)定以及電源切換等幾個(gè)重要內(nèi)容入手,確保了供電的可靠性以及靈活性,從而為小型燃?xì)怆娬镜目煽?、穩(wěn)定運(yùn)行創(chuàng)造了良好的條件。

        [1]彭峻.發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)可靠性的措施分析[J].浙江電力,2013(08).

        [2]王柏仁.燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)發(fā)展對(duì)策研究[J].湖北電力,2007(01).

        [3]郭錦基.廠用保安電源的分析與應(yīng)用[J].大眾科技,2006(01).

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