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        淺析改變備自投方式減少備用電源空載損耗的方法

        2016-05-08 19:43:06徐云濤
        關(guān)鍵詞:運行方式

        徐云濤

        摘 要:本文從電力系統(tǒng)節(jié)能發(fā)展的趨勢出發(fā),利用微控技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)和通信技術(shù),應(yīng)用一套能自動識別系統(tǒng)運行方式的備自投裝置對勝利發(fā)電廠廠用電備用電源進(jìn)行改造以期減少備用電源空載損耗。結(jié)合勝利發(fā)電廠01高備變?yōu)?10kV外線帶02起備變?yōu)?20kV母線帶的實際情況,對設(shè)想的備用電源系統(tǒng)一次接線,以及備用電源啟動時的邏輯和動作過程進(jìn)行了分析。同時對自動識別系統(tǒng)運行方式的備自投裝置應(yīng)用到勝利發(fā)電廠備用電源中進(jìn)行了初步的推導(dǎo)。

        關(guān)鍵詞:廠用電備用電源;空載損耗;備自投;運行方式;改進(jìn)型傅立葉算法;需量電費

        中圖分類號: TM762 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號: 1673-1069(2016)18-189-2

        0 引言

        電力能源是支撐整個社會運行最重要基礎(chǔ)體系之一。隨著高速發(fā)展,我國經(jīng)濟(jì)和社會生活對電力需求不斷增長,但電網(wǎng)系統(tǒng)運作已經(jīng)不能滿足電力需求,此時,節(jié)能降耗已成為企業(yè)發(fā)展的必然趨勢。作為發(fā)電廠,如何節(jié)能,減少廠用電的損耗已成為電廠工作重心之一。另一方面,隨著DSP技術(shù)、通信技術(shù)、GPS技術(shù)及CPLD/FPGA技術(shù)等的快速發(fā)展,實現(xiàn)功能更加強(qiáng)大、相應(yīng)速度更快、可靠性更高的備自投裝置提供了很多便利條件[1]。

        1 廠用電備用電源的改造設(shè)想

        備用電源自動投入裝置是指電力系統(tǒng)主供電源因上一級電源故障或其他原因被斷開后,能迅速將備用電源或其他正常工作的電源按照設(shè)定的方式自動投入工作,從而使被原主電源斷開的用戶能迅速恢復(fù)供電的一種安全自動裝置,它是保證電力系統(tǒng)持續(xù)可靠供電的重要措施,是保證發(fā)電廠安全可靠運行的重要條件[2]。按目前勝利發(fā)電廠備用電源的運行方式,02啟備變帶Ⅱ期備用電源,01高備變帶一期備用電源,改造后,在Ⅰ期廠用電6kV母線處將6100A開關(guān)、61A-1叉子位置調(diào)換,6120B、61B-1,6200A、62A-2,6220B、62B-2同樣調(diào)換,在Ⅱ期02啟備變低壓側(cè)備用段加Y-△轉(zhuǎn)換器和斷路器,從Ⅱ期備用段引電纜至Ⅰ期6kV廠用段叉子下口,讓02啟備變作為Ⅰ期廠用電備用電源(對應(yīng)示意圖1),01高備變高壓側(cè)開關(guān)01 開關(guān)斷開滿足備自投條件時合入。當(dāng)Ⅰ期故障時,備用電源自投裝置啟動02啟備變給Ⅰ期廠用電做備用電源,Ⅱ期原備用電源投入方式不變(對應(yīng)示意圖2)。

        2 備自投的運行方式和邏輯

        以Ⅰ期#1機(jī)失壓為例說明其工作原理。當(dāng)#1機(jī)電源因故障或其他原因失壓,滿足備自投條件時,6002A、6002B及 Q101A、Q121B自動投入,且只允許動作一次。為了滿足這一要求,設(shè)計了備自投充電過程,只有在充電完成后才允許備自投,充電時間設(shè)置為15s。備自投的運行方式為:

        ①充電條件:#1機(jī)6kV、#2機(jī)6KV母線均三相有壓,Q101A、Q201A、Q121B、Q221B在分位,02啟備變低壓側(cè)三相有壓,01開關(guān)進(jìn)線側(cè)三相有壓。15s后完成充電。

        ②放電條件:備自投裝置閉鎖,開關(guān)位置不正確,控制字未投入,Q101A、Q201A、

        Q121B、Q221B在合位,Uo1、Uo2無壓。

        ③動作過程:分別對應(yīng)于#1機(jī)失壓和#2機(jī)失壓,對應(yīng)備自投有兩種運行方式。

        以#1機(jī)電源因故障或其他原因失壓為例說明:#1機(jī)失壓時,系統(tǒng)正常運行方式為 #1機(jī)廠用電接#1廠高變,#2機(jī)廠用電接#2廠高變,且已完成充電,此時備自投條件為:#1廠高變無壓,#2廠高變有壓,Ⅱ期設(shè)備運行正常,02啟備變有壓,Q101A、Q201A、Q121B、Q221B在分位、6002A、6002B在分位,#1機(jī)廠用電無電流投入時,確認(rèn)6101A、

        6121B已跳開后合6002A、6002B,確認(rèn)6002A、6002B已合入再合Q101A、Q121B。若系統(tǒng)#2機(jī)電源因故障或其他原因失壓,此時備自投條件與#1機(jī)基本一致。

        若#1機(jī)、#2機(jī)、#3機(jī)同時因故障或其他原因失壓,此時備自投運行方式為:斷開Q101A、Q201A、Q121B、Q221B開關(guān),確認(rèn)Q101A、Q201A、Q121B、Q221B開關(guān)斷開,高備變01開關(guān)投入,6100A、6120B、6200A、6220B合入,02啟備變帶#3機(jī)廠用電。

        3 01高備變損耗的計算

        每臺變壓器都存在有功功率的空載損失和短路損失,及無功功率的空載消耗和額定負(fù)載消耗。變壓器的有功功率損耗是由空載損耗和負(fù)載損耗兩部分組成的,空載損耗是一個常數(shù),它不隨變壓器負(fù)載的變化而變化。

        式中,Pt——變壓器額定空載有功損耗即變壓器鐵耗; Qt——變壓器額定勵磁功率;I0%——變壓器空載電流;Pf——變壓器額定負(fù)載有功損耗即變壓器銅損;Ud%——變壓器阻抗電壓;Se——變壓器額定容量;K——無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量,按一般可取k=0.1kW/kvar。

        空載損耗Pt是只與變壓器鐵芯相關(guān)常數(shù),它不隨變壓器負(fù)載變化而變化。而負(fù)載損耗Pf則為變壓器繞組中銅線圈電流損耗,P=I2R故Pf與負(fù)載電流平方成正比。I0%、Ud%為變壓器一個固定參數(shù),它們由變壓器銘牌或變壓器技術(shù)參數(shù)說明書提供,故變壓器損耗主要受負(fù)荷變化影響銅耗決定。

        根據(jù)電廠平均每年檢修天數(shù)計算,01高備變空載時間24*285=6840h,01高備變的容量為31.5MW,其空載損耗為32.3kW,全年損耗為32.3*6840=220932kW。

        4 可行性分析

        本文是對勝利發(fā)電廠備用電源改造的一種設(shè)想,從安全角度分析,02起備變做一期廠用電的一級備用電源,01高備變作為一期廠用電的二級備用電源,將在很大程度上提高備用電源的可靠性;從經(jīng)濟(jì)角度分析,01高備變?yōu)?10KV外線帶,做備用電源時須交納基本電價與需量電費(按國電標(biāo)準(zhǔn)為每度電15元/月),而02起備變?yōu)?20kV母線帶,做備用電源時,不考慮容量電費問題,所以本改造設(shè)想具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。

        5 結(jié)論

        本文設(shè)計的微機(jī)備自投裝置應(yīng)用現(xiàn)在電網(wǎng)設(shè)計中的安全自動裝置數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的新設(shè)備,按現(xiàn)在勝利發(fā)電廠情況進(jìn)行了改造初步設(shè)想,以期達(dá)到安全節(jié)能的效果。

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