淺談神華榆林分公司自備電廠廠用電倒送電方案

劉世雄

(中國(guó)神華煤制油化工有限公司榆林化工分公司，陜西 榆林 719302)

摘要：倒送電是指外部電網(wǎng)向電廠送電，其目的主要是在電廠建設(shè)中、檢修時(shí)及發(fā)電機(jī)并網(wǎng)中提供電源?，F(xiàn)以榆林公司自備電廠廠用電倒送電為例，初步分析倒送電方案的優(yōu)劣及其對(duì)電網(wǎng)的影響，并針對(duì)實(shí)施過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題采取相應(yīng)措施。這種分析能為類似工程的實(shí)施提供幫助和借鑒。

關(guān)鍵詞：自備電廠；倒送電；方案；實(shí)施

收稿日期:2015-04-29

作者簡(jiǎn)介：劉世雄(1983—)，男，陜西神木人，電力工程師，研究方向：發(fā)電廠集控運(yùn)行。

1倒送電方案論述

1.1可實(shí)施方案

“倒送電”就是反送廠用電過(guò)程。電廠送電是將電廠發(fā)出的電向系統(tǒng)輸送，“倒送電”就是從系統(tǒng)反向電廠送電。

出現(xiàn)“倒送電”主要有以下幾個(gè)原因：(1) 電廠基建過(guò)程中需要臨時(shí)電源，有時(shí)這個(gè)電源需要很大，特別是在建設(shè)后期，建廠時(shí)采用的臨時(shí)電源往往不夠用，就會(huì)從系統(tǒng)通過(guò)送電線路將電倒送過(guò)來(lái)，經(jīng)電廠的變壓器進(jìn)行供電。(2) 在電廠發(fā)電并網(wǎng)時(shí)也需要先將系統(tǒng)的電倒送過(guò)來(lái)，再調(diào)整發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁，實(shí)現(xiàn)機(jī)組與系統(tǒng)“同步”，然后并網(wǎng)發(fā)電；同時(shí)在電廠發(fā)出電能之前，還需要先投入輔助設(shè)備，但發(fā)電機(jī)并未發(fā)電，還不能提供電源，因此這個(gè)電源就必須通過(guò)系統(tǒng)“倒送電”來(lái)實(shí)現(xiàn)。(3) 在電廠檢修時(shí)并未發(fā)電，為解決此時(shí)的電源問(wèn)題，需要采用“倒送電”的方式。

發(fā)電廠廠用電反送電時(shí)都要經(jīng)變壓器，應(yīng)一次設(shè)備絕緣、試驗(yàn)、二次保護(hù)、裝置、儀表精度、定值、聯(lián)鎖閉鎖、接地、地網(wǎng)、線路試驗(yàn)都合格。需要說(shuō)明的是：(1) 發(fā)電機(jī)有出口斷路器或負(fù)荷開關(guān)時(shí)，提供備用廠用電的變壓器通常叫高備變，倒送電可由升壓變或高備變承擔(dān)；(2) 發(fā)電機(jī)沒(méi)有出口斷路器或負(fù)荷開關(guān)時(shí)，提供備用廠用電的變壓器通常叫啟備變，倒送電由啟備變承擔(dān)。

有啟備變的，發(fā)電機(jī)變壓器組出口刀閘斷開、高廠變低壓側(cè)開關(guān)在檢修位；沒(méi)有啟備變、由高廠變兼做啟備變的，發(fā)電機(jī)出口開關(guān)斷開，由主變-高廠變反送廠用電。送電必須由電網(wǎng)定相、核相，定相要一相一相來(lái)。

1.2升壓站充電

一般情況下，倒送電都是從網(wǎng)上先送到電廠的升壓站，然后倒送廠用系統(tǒng)。升壓站倒送電要調(diào)度部門下令，但電廠必須提前將設(shè)備的命名情況提交調(diào)度，由調(diào)度編制充電方案。倒沖前，電廠要完成線路及母線保護(hù)的調(diào)試以及CT、PT的通流、通壓試驗(yàn)，線路充電3次，第一次不帶重合閘。母線充電結(jié)束后帶電試運(yùn)24 h，升壓站帶電后給啟備變充電，變壓器充電5次，每次間隔5 min，以此來(lái)檢查變壓器的保護(hù)極性、機(jī)械強(qiáng)度及其保護(hù)與母差保護(hù)極性是否一致。啟備變充電結(jié)束后給廠用系統(tǒng)充電，全部帶電后試運(yùn)24 h正常則結(jié)束。

沖擊合閘試驗(yàn)是電力變壓器試驗(yàn)的一個(gè)重要項(xiàng)目，主要是考驗(yàn)變壓器在沖擊合閘時(shí)產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流是否會(huì)使差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。主變倒送電的目的在于縮短機(jī)組整套啟動(dòng)階段電氣試驗(yàn)所占用的時(shí)間，提早發(fā)現(xiàn)電氣一次系統(tǒng)問(wèn)題，以便盡早處理；檢查主變高低壓側(cè)一、二次系統(tǒng)安裝及調(diào)試的正確性；提前檢查發(fā)電機(jī)各組PT變比、相序及有關(guān)表計(jì)的正確性；檢查發(fā)電機(jī)同期回路接線及表計(jì)指示的正確性；10 kV廠用工作電源與備用電源同期定相檢查。

1.3神華煤制油榆林分公司自備電廠倒送電實(shí)施方案

該自備電廠以汽定電，以保廠用電為先，發(fā)電機(jī)出口有斷路器，同時(shí)設(shè)置高備變，本次反送電通過(guò)高備變反送到10 kV廠用電。

2倒送電過(guò)程中的幾點(diǎn)說(shuō)明

2.1變壓器沖擊試驗(yàn)的目的

(1) 帶電投入空載變壓器時(shí)，會(huì)產(chǎn)生超過(guò)額定電流的勵(lì)磁涌流，其衰減時(shí)間甚至可達(dá)幾十秒。為了考核變壓器各部的機(jī)械強(qiáng)度，需要做沖擊合閘試驗(yàn)，由于勵(lì)磁涌流會(huì)產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，所以要在額定電壓下合閘若干次。

(2) 空載切換變壓器時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生操作過(guò)電壓。對(duì)于中性點(diǎn)直接接地繞組，此電壓仍可達(dá)相電壓的兩倍；對(duì)于不接地繞組此電壓可達(dá)相電壓的4倍。做開斷試驗(yàn)是為了考核變壓器絕緣強(qiáng)度是否能承受此電壓，因此也需多次切合。

(3) 為了校核合閘可能產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流是否會(huì)引起繼電保護(hù)誤動(dòng)作，需做若干次沖擊合閘試驗(yàn)。

(4) 每次沖擊合閘試驗(yàn)后，要檢查變壓器有無(wú)異常狀態(tài)。一般規(guī)定，新變壓器投入，沖擊合閘5次；大修后投入，沖擊合閘3次。

2.2高壓廠用10 kV快切裝置

石化、冶金等大中型工業(yè)企業(yè)，由于外部電網(wǎng)或內(nèi)部供電網(wǎng)絡(luò)故障或異常造成非正常停電、電壓大幅波動(dòng)或短時(shí)斷電(晃電)的情況屢見(jiàn)不鮮。由于冶金、石化企業(yè)工藝流程的特殊性，供電的中斷或異常往往會(huì)造成設(shè)備停運(yùn)或空轉(zhuǎn)、工藝流程中斷或廢品產(chǎn)生，有時(shí)甚至?xí)斐缮a(chǎn)設(shè)備報(bào)廢等嚴(yán)重后果。

一次系統(tǒng)采用雙路或多路供電是目前工業(yè)企業(yè)保證供電可靠性的主要辦法，二次系統(tǒng)則采用備自投裝置。備自投裝置可以滿足一般工業(yè)企業(yè)的要求。但在要求連續(xù)供電的企業(yè)，如石化、冶金等企業(yè)，備自投裝置的使用效果并不如意。原因是這些企業(yè)的大量電動(dòng)機(jī)負(fù)荷中存在反饋電壓，備自投動(dòng)作時(shí)間可持續(xù)1～2 s甚至更長(zhǎng)，從失電到失壓最后至無(wú)壓，但此時(shí)電動(dòng)機(jī)已被逐步切除；即使一些高壓重要電動(dòng)機(jī)由于延遲時(shí)間較長(zhǎng)未被切除，但母線已經(jīng)失壓(無(wú)壓定值一般為額定電壓的20%～35%)，此時(shí)因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速嚴(yán)重下降，會(huì)影響生產(chǎn)過(guò)程的連續(xù)性，將對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。而且此時(shí)電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)將產(chǎn)生很大的啟動(dòng)電流，拉低電網(wǎng)電壓，從而對(duì)供電網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生沖擊?？傊?，在石化、冶金行業(yè)，看起來(lái)司空見(jiàn)慣的備自投實(shí)際上并沒(méi)有真正起到保障供電連續(xù)性的作用。

所以10 kV段宜采用MFC5103A工業(yè)企業(yè)電源快速切換裝置，它是基于該公司新一代嵌入式軟硬件平臺(tái)研制的新型自動(dòng)切換裝置，繼承了MFC2000系列廠用電快切裝置的成功經(jīng)驗(yàn)，是針對(duì)冶金、石化等行業(yè)用戶的需求而專門設(shè)計(jì)和研發(fā)的新一代多功能快切產(chǎn)品。裝置的優(yōu)點(diǎn)：在安全性、靈活性、快速性、準(zhǔn)確性、可靠性等方面提高很大。

廠用電快切裝置與備自投裝置的區(qū)別：(1) 快切是雙向的——在正常工況下備用電源與工作電源間可互相切換，非正常工況或事故下工作電源可向備用電源單向切換；備自投是單向的——只能由工作電源切換至備用電源。(2) 快切在手動(dòng)和并聯(lián)切換時(shí)要考慮電壓差、相角差、頻率差。

以下為快切裝置正常手動(dòng)并聯(lián)切換的兩種方式：(1) 并聯(lián)自動(dòng)。手動(dòng)啟動(dòng)切換，若并聯(lián)切換條件滿足要求，快切先合備用(工作)電源開關(guān)，經(jīng)過(guò)一定延時(shí)后再自動(dòng)跳開工作(備用)電源開關(guān)。如果在該段延時(shí)內(nèi)，剛合上的備用(工作)電源開關(guān)被跳開，則快切不再自動(dòng)跳開工作(備用)電源開關(guān)。若手動(dòng)啟動(dòng)后并聯(lián)切換條件不滿足，裝置會(huì)立即閉鎖并發(fā)閉鎖信號(hào)，等待復(fù)歸。(2) 并聯(lián)半自動(dòng)。手動(dòng)啟動(dòng)切換，若并聯(lián)切換條件滿足要求，快切先合備用(工作)電源開關(guān)，而跳開工作(備用)電源開關(guān)由人工完成操作。如果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，操作人員仍未斷開工作(備用)電源開關(guān)，快切將發(fā)告警信號(hào)。若手動(dòng)啟動(dòng)后并聯(lián)切換條件不滿足，裝置會(huì)立即閉鎖并發(fā)閉鎖信號(hào)，等待復(fù)歸。

2.3低壓廠用400 V備自投裝置

(1) 備自投裝置的定義：工作母線進(jìn)線電源因故障跳閘后，為保證母線上用電負(fù)荷的連續(xù)運(yùn)行，自動(dòng)將備用電源投入的一種自動(dòng)裝置。

(2) 裝置動(dòng)作條件：1) 備自投裝置必須在失去工作電源且備用電源正常投入情況下保證可靠動(dòng)作，工作電源斷開后備用電源才能投入；2) 備自投裝置要有延時(shí)，延時(shí)應(yīng)大于最長(zhǎng)的外部故障切除時(shí)間；3) 手動(dòng)跳開工作電源時(shí)備自投不應(yīng)投入；4) 應(yīng)具備閉鎖備自投邏輯功能，防止備自投投到故障上，造成事故擴(kuò)大化；5) 工作電源的母線失壓時(shí)，必須進(jìn)行工作電源無(wú)流檢查，廠用PT保險(xiǎn)熔斷時(shí)，備自投不應(yīng)啟動(dòng)；6) 備用電源無(wú)壓時(shí)，備自投不動(dòng)作；7) 備自投只能動(dòng)作一次。

(3) 動(dòng)作過(guò)程：備用段母線有電壓，工作段母線無(wú)電壓；工作進(jìn)線開關(guān)在合位，備用進(jìn)線開關(guān)在分位；裝置檢測(cè)工作母線無(wú)電壓，進(jìn)線無(wú)電流，備用母線有電壓；備自投裝置啟動(dòng)，延時(shí)跳開工作段進(jìn)線開關(guān)，無(wú)閉鎖信號(hào)，檢測(cè)進(jìn)線開關(guān)以后延時(shí)跳開備用開關(guān)。

3工程概況

神華集團(tuán)清水煤化學(xué)工業(yè)園動(dòng)力供應(yīng)與高純潔凈氣體項(xiàng)目動(dòng)力中心為新建工程，本期工程建設(shè)2×25 MW供熱空冷機(jī)組，發(fā)電機(jī)出口10.5 kV經(jīng)升壓變接入總變電所35 kV系統(tǒng)。

本工程啟備變電源從總變電所35 kV母線經(jīng)啟備變引接，機(jī)組啟動(dòng)時(shí)從系統(tǒng)倒送電經(jīng)啟備變?nèi)〉秒娫矗瑱C(jī)組啟動(dòng)后，正常時(shí)本電源作為電廠的廠用備用電源。

本工程兩臺(tái)機(jī)組共設(shè)有一臺(tái)SF11-20000/35型變壓器，作為備用變壓器，其額定電壓為35±2×2.5%/10.5 kV，高壓側(cè)中性點(diǎn)非直接接地，其冷卻方式為油浸風(fēng)冷(ONAF)。

4送電方案

4.1編制目的

為加強(qiáng)神華集團(tuán)甲醇下游加工項(xiàng)目動(dòng)力中心工程兩臺(tái)25 MW機(jī)組調(diào)試工作管理，明確啟動(dòng)調(diào)試工作任務(wù)及各方面職責(zé)，規(guī)范調(diào)試項(xiàng)目程序，使調(diào)試工作有計(jì)劃、有組織、有秩序地進(jìn)行，全面提高調(diào)試質(zhì)量，確保機(jī)組安全、文明、經(jīng)濟(jì)、可靠地投運(yùn)，特制定本調(diào)試措施。具體倒送電系統(tǒng)示意圖如圖1所示。

圖1　倒送電系統(tǒng)圖

4.2受電范圍

(1) 總變電所35 kV Ⅰ母3517啟備線。(2) 動(dòng)力中心啟備變。(3) 10 kV備用段母線及其PT，10 kV Ⅰ、Ⅱ廠用段母線。(4) 380 V備用變壓器，0.4 kV 1#、2#變壓器。(5) 0.4 kV廠用Ⅰ、Ⅱ、備用段母線。

4.3受電前應(yīng)具備的條件及準(zhǔn)備工作

(1) 受電范圍內(nèi)的一、二次電氣設(shè)備安裝完畢；受電設(shè)備電氣交接試驗(yàn)完畢，并經(jīng)質(zhì)量監(jiān)檢部門驗(yàn)收合格。(2) 受送電現(xiàn)場(chǎng)周圍應(yīng)整齊、平整、清潔，無(wú)雜物，無(wú)土建施工，圍欄可靠，孔洞堵塞完好，人行通道、消防通道要暢通，照明充足，溝道蓋板齊全。(3) 有關(guān)受送電設(shè)備外觀應(yīng)完整、清潔，外殼機(jī)座的接地應(yīng)齊全完好。(4) 各受送電設(shè)備應(yīng)有明顯的標(biāo)識(shí)牌和警告牌，設(shè)備編號(hào)完整、正確。(5) 有關(guān)受送電房間的房門應(yīng)上鎖；受電設(shè)備應(yīng)設(shè)遮欄，并懸掛相應(yīng)的標(biāo)識(shí)牌。(6) 受送電現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)備有充足完好的消防設(shè)施及設(shè)備。(7) 變壓器散熱器及油枕的截門應(yīng)打開，冷卻系統(tǒng)工作正常。(8) 檢查各充油設(shè)備的油位應(yīng)正常，無(wú)滲漏現(xiàn)象。(9) 各裝置及受送電設(shè)備的絕緣試驗(yàn)應(yīng)符合要求。(10) 各開關(guān)、刀閘傳動(dòng)試驗(yàn)正確，現(xiàn)場(chǎng)及后臺(tái)指示正常。(11) 各CT二次阻值合格、接地可靠且無(wú)開路現(xiàn)象，備用CT應(yīng)可靠短接接地。(12) 各PT一次接地可靠、二次阻值合格且無(wú)短路現(xiàn)象；同時(shí)二次中性點(diǎn)應(yīng)可靠接地，且高低壓保險(xiǎn)齊全。(13) 檢查二次回路交、直流電源保險(xiǎn)應(yīng)齊備，容量合適。(14) 廠用直流系統(tǒng)、廠用UPS/EPS系統(tǒng)已投入運(yùn)行。(15) 啟備變二次接線正確，測(cè)控、保護(hù)定值調(diào)試合格。

(16) 后臺(tái)操作系統(tǒng)試驗(yàn)完畢，操作正確，輸入/輸出信號(hào)準(zhǔn)確。(17) 檢查10 kV快切、400 V備自投回路準(zhǔn)確無(wú)誤。(18) 通訊設(shè)備齊備(包括集控室與總變電所的通訊)，不得在DCS盤及保護(hù)盤周圍使用對(duì)講機(jī)。(19) 有關(guān)送受電設(shè)備的試驗(yàn)報(bào)告、資料、圖紙準(zhǔn)備齊全。(20) 向生產(chǎn)運(yùn)行人員進(jìn)行技術(shù)交底。(21) 受送電前應(yīng)通過(guò)電力質(zhì)檢中心站監(jiān)檢合格，確認(rèn)具備受電條件。(22) 廠用電快切裝置將部分帶電，受送電前將快切裝置電源拉掉，壓板均退出，做好快切裝置帶電部分的安全隔離措施及帶電警示標(biāo)識(shí)。(23) 送電前測(cè)各受送電設(shè)備絕緣合格，并記入絕緣測(cè)試記錄表。(24) 送電前核實(shí)隔離措施確認(rèn)表。

4.4受電的安全要求及措施

該項(xiàng)工作所用人員多、涉及范圍大，其風(fēng)險(xiǎn)有誤操作、觸電、電弧燒傷?；谖：Ρ孀R(shí)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、重大風(fēng)險(xiǎn)因素及風(fēng)險(xiǎn)控制計(jì)劃，制定如下安全保證措施：

(1) 所有參加受電人員必須嚴(yán)格按照安全規(guī)程要求作業(yè)，各單位各自負(fù)責(zé)所涉及工作中的安全措施。(2) 所有受電系統(tǒng)的一次設(shè)備、附屬設(shè)備及保護(hù)裝置等應(yīng)有明顯的標(biāo)識(shí)牌和警告牌(包括名稱標(biāo)識(shí)和編號(hào)、帶電狀態(tài)標(biāo)識(shí))，一次受電設(shè)備附近應(yīng)掛警告牌，所有配電裝置的門要加鎖，并掛警告牌。非作業(yè)人員禁止進(jìn)入作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。(3) 參加受電的人員一定要服從命令，聽(tīng)從指揮，了解帶電設(shè)備范圍，熟悉帶電系統(tǒng)，受電前要認(rèn)真仔細(xì)檢查，在不具備帶電條件時(shí)，不得盲目送電。(4) 與受電無(wú)關(guān)的工作禁止在受電區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，如必須進(jìn)行，只有經(jīng)受電領(lǐng)導(dǎo)小組同意并辦理工作票后，方可執(zhí)行工作。(5) 受電操作人員必須具有操作資格，一人監(jiān)護(hù)，一人操作，操作票由受電領(lǐng)導(dǎo)小組設(shè)專人簽發(fā)。所有參加受電工作人員均應(yīng)服從受電領(lǐng)導(dǎo)小組指揮。(6) 非帶電間隔的刀閘(開關(guān))應(yīng)全部置于斷開位置，取下二次保險(xiǎn)；其他非受電間隔的小車或抽屜開關(guān)均應(yīng)置于試驗(yàn)位置，并取下操作保險(xiǎn)或插頭。(7) 受電區(qū)域道路要暢通，照明要充足，試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)備有充足完好的消防設(shè)施設(shè)備及通訊設(shè)備。(8) 不屬于本次受電范圍內(nèi)的設(shè)備嚴(yán)禁操作，并做好安全措施。(9) 帶電測(cè)試工作應(yīng)嚴(yán)格按電力安規(guī)進(jìn)行，并正確使用防護(hù)用品。(10) 試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)異常時(shí)應(yīng)立即采取措施，停止試驗(yàn)并向試驗(yàn)負(fù)責(zé)人報(bào)告。

5結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在倒送電實(shí)施過(guò)程中，只有根據(jù)電廠實(shí)際情況選擇合適的倒送電方案，并詳細(xì)分析操作中應(yīng)注意事項(xiàng)及可能出現(xiàn)的問(wèn)題，做好操作準(zhǔn)備，嚴(yán)格按照規(guī)程操作，才能保證倒送電安全順利進(jìn)行。

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