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        鋼鐵企業(yè)多樣化電源改造探討與實(shí)踐

        2021-06-29 14:20:32衣曉莉劉迎宇盧忠亮
        冶金動(dòng)力 2021年1期
        關(guān)鍵詞:煉鋼端子鋼鐵

        衣曉莉,劉迎宇,闞 頌,盧忠亮

        (1.鞍鋼股份鲅魚圈鋼鐵分公司煉焦部,2.鞍鋼股份鲅魚圈鋼鐵分公司能源動(dòng)力部,遼寧營(yíng)口 115007)

        前言

        隨著鋼鐵企業(yè)市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)優(yōu)化,為增強(qiáng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力,鞍鋼鲅魚圈分公司生產(chǎn)工序隨之調(diào)整,高爐產(chǎn)量增加,3 800 mm 中板線預(yù)計(jì)滿負(fù)荷運(yùn)行,電網(wǎng)系統(tǒng)負(fù)荷增加導(dǎo)致主要電源供應(yīng)點(diǎn)——220 kV 鋼鐵變3臺(tái)變壓器已經(jīng)不能滿足分公司電力負(fù)荷要求和供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。煉鋼總降有4 臺(tái)變壓器,其中:1#、2#、3#變壓器(66/10 kV 50 MVA)和4#變壓器(66/35 kV 50 MVA)由范屯變電所供電,帶煉鋼現(xiàn)場(chǎng)全負(fù)荷運(yùn)行,煉鋼區(qū)域增建一座LF 爐,需要增加一臺(tái)變壓器單獨(dú)供電。

        1 負(fù)荷變化與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)分析

        經(jīng)電力負(fù)荷測(cè)算,為同時(shí)滿足高爐增產(chǎn)負(fù)荷、3 800 mm 中板線滿負(fù)荷運(yùn)行、煉鋼區(qū)域增建一座LF爐負(fù)荷,需要220 kV 鋼鐵變投運(yùn)第2 臺(tái)240 MVA 變壓器。對(duì)分公司電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷分析,電力系統(tǒng)運(yùn)行可能存在以下不足:①投運(yùn)后2 臺(tái)變壓器在非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)運(yùn)行;②煉鋼區(qū)域電源全部由同一電源點(diǎn)供電存在供電風(fēng)險(xiǎn);③LF 爐工藝沖擊負(fù)荷大、電量負(fù)荷小的狀態(tài),造成基本電費(fèi)高電度電費(fèi)低,不利于分公司成本控制;④如果增建一座LF 爐與原LF 爐一致,電源點(diǎn)同取自范屯變電所,將大大增加外購(gòu)電成本。

        結(jié)合電力負(fù)荷分析和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)調(diào)整,在220 kV鋼鐵變投運(yùn)第二臺(tái)變壓器后,將煉鋼總降1#變壓器(容量為50 MVA)供電電源由范屯變電所改為220 kV 鋼鐵變供電,原LF 爐(4#變)、新增LF 爐(5#變)電源通過(guò)改造全部取自220 kV 鋼鐵變供電,增加220 kV 鋼鐵變2臺(tái)變壓器的負(fù)載率同時(shí)確保煉鋼區(qū)域兩路不同的電源點(diǎn)供電。

        2 一次設(shè)備改造

        根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況勘察和設(shè)計(jì),結(jié)合煉鋼總降現(xiàn)有運(yùn)行方式如圖1所示。

        圖1 煉鋼總降原運(yùn)行方式示意圖

        在現(xiàn)有煉鋼總降北側(cè)空地新建一座66 kV 配電室,配電室內(nèi)放置3 套GIS 設(shè)備,分別作為煉鋼總降現(xiàn)有煉鋼LF 爐4#主變壓器、煉鋼總降1#主變壓器及新建LF 爐工程新增5#主變壓器的66 kV 一次設(shè)備。5#主變壓器室內(nèi)的現(xiàn)有66 kV 設(shè)備(現(xiàn)4#主變壓器66 kV 一次設(shè)備)拆除,其內(nèi)放置新建LF 爐工程新增5#主變壓器。將改造后煉鋼總降1#主變壓器66 kV 電源、5#主變壓器66 kV 電源均引自鋼鐵220 kV 變電站送鲅魚圈制氧總降變電所2#66 kV 保安電源(2#制氧線),19#塔T接,經(jīng)電纜引至新設(shè)GIS設(shè)備,再經(jīng)電纜接至主變一次側(cè)。再將改造后煉鋼總降4#主變壓器66 kV 電源引自鋼鐵220 kV 變電站送鲅魚圈制氧總降變電所1#66 kV 保安電源(1#制氧線),18#塔T 接,經(jīng)電纜引至新設(shè)GIS 設(shè)備,再經(jīng)電纜接至主變一次側(cè)。運(yùn)行方式如圖2所示。

        圖2 煉鋼總降改造后運(yùn)行方式示意圖

        3 二次設(shè)備改造

        根據(jù)一次設(shè)備和現(xiàn)有綜保裝置配置,鋼鐵變配出線路1#、2#制氧線配置光纖縱差保護(hù)裝置與原鋼鐵變保護(hù)裝置保持一致,分別組屏放置于鋼鐵變、煉鋼總降主控室內(nèi)。煉鋼總降1#、4#主變保護(hù)裝置功能不變,利用原有設(shè)備,各新增一套測(cè)控裝置接入新裝GIS信號(hào)及控制功能。新建5#主變壓器的主變縱差保護(hù)、后備保護(hù)、非電量保護(hù)及測(cè)控裝置,其中測(cè)控裝置能夠滿足同時(shí)接入原信號(hào)和新裝GIS信號(hào)及控制功能等??偨稻C自監(jiān)控系統(tǒng)做出相應(yīng)修改,滿足運(yùn)行要求。

        4 增設(shè)雙電源功能及防護(hù)措施

        鋼鐵企業(yè)具有連續(xù)生產(chǎn)特性,為保證變壓器供電的可靠性和連續(xù)性,供電電源煉鋼總降改造前1#、4#、5#主變由范屯系統(tǒng)供電的一次設(shè)備,通過(guò)本次設(shè)備改造增加3 套獨(dú)立供電的一次設(shè)備,在施工過(guò)程中進(jìn)行二次接線的改造滿足2套獨(dú)立的一次設(shè)備使用一套保護(hù)裝置給一臺(tái)變壓器供電的設(shè)計(jì),這樣在一路電源長(zhǎng)期故障情況,通過(guò)二次接線改變,投運(yùn)備用一次設(shè)備,給變壓器持續(xù)供電,。下面以本次改造的5#變?yōu)槔?#變電源可以實(shí)現(xiàn)兩種方式運(yùn)行(運(yùn)行圖如圖2所示)。

        運(yùn)行方式一:5#變電源來(lái)自1#制氧線,即1209開關(guān)送電、12609 開關(guān)斷開,5#變保護(hù)屏的保護(hù)端子、1209 匯控柜接線端子和12609 匯控柜接線端子保護(hù)連片相應(yīng)改變。其中5#變保護(hù)屏的保護(hù)端子09-A421、09-B421、09-C421、09-A431、09-B431、09-C431 處于導(dǎo)通狀態(tài),5#變保護(hù)屏的保護(hù)端子A421-5B1、B421-5B1、C421-5B1、A431-5B1、B431-5B1、C431-5B1 處于斷開狀態(tài),具體接線見圖3。1209 匯控柜電流接線端子處于導(dǎo)通狀態(tài)見圖4。12609匯控柜電流接線端子處于斷開狀態(tài)見圖5。

        圖3 5#變新GIS1209送電電流保護(hù)端子連片位置示意圖

        圖4 1209送電GIS端子導(dǎo)通圖

        圖5 12609送電GIS端子斷開圖

        運(yùn)行方式二:5#變電源來(lái)自煉鋼總降母線,即12609開關(guān)送電、1209開關(guān)斷開,5#變保護(hù)屏的保護(hù)端子、1209 匯控柜接線端子和12609 匯控柜接線端子保護(hù)連片相應(yīng)改變。其中5#變保護(hù)屏的保護(hù)端子A421-5B1、B421-5B1、C421-5B1、A431-5B1、B431-5B1、C431-5B1 處于導(dǎo)通狀態(tài),5#變保護(hù)屏的保護(hù)端子09-A421、09-B421、09-C421、09-A431、09-B431、09-C431 處于斷開狀態(tài),具體接線見圖6。12609 匯控柜電流接線端子處于導(dǎo)通狀態(tài)見圖7。1209匯控柜電流接線端子處于斷開狀態(tài)見圖8。

        圖6 5#變舊GIS12609送電電流保護(hù)端子連片位置示意圖

        圖7 12609送電GIS端子導(dǎo)通

        圖8 1209送電GIS端子斷開

        通過(guò)二次接線與一次設(shè)備配合實(shí)現(xiàn)變壓器的雙電源功能,禁止運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)運(yùn)行方式與保護(hù)接線不一致的情況,在分公司電力系統(tǒng)事故處理規(guī)程中規(guī)定,如特殊情況下需要進(jìn)行改變運(yùn)行方式時(shí),將5#投運(yùn)至煉鋼66 kV母線運(yùn)行遵循以下規(guī)定:

        (1)合上5#變壓器一次609、二次斷路器。

        (2)合上2#LF 斷路器。注:將12609 斷路器GIS電流互感器端子連片接入保護(hù)屏,將1209 斷路器GIS 電流互感器端子連片斷開并可靠短接;防止倒閘操作時(shí)出現(xiàn)同一臺(tái)變壓器的兩個(gè)一次設(shè)備同時(shí)給變壓器供電情況,設(shè)置電氣聯(lián)鎖12609-3 與1209-3隔離開關(guān)、1209-03、12609-03接地開關(guān)不能同 合;1209-3 與12609-3隔離開關(guān)、1209-03、12609-03接地開關(guān)不能同合。

        同時(shí)在運(yùn)行規(guī)定中明確規(guī)定二次接線、運(yùn)行方式倒換的注意事項(xiàng)。

        5 結(jié)束語(yǔ)

        通過(guò)煉鋼總降1#、4#、5#改造給設(shè)備改造、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了新的思路,在電網(wǎng)安全穩(wěn)定的前提下,不增加大量成本的設(shè)備改造時(shí),通過(guò)二次回路的改接,增設(shè)測(cè)控裝置、增加聯(lián)鎖設(shè)置等方式使用電負(fù)荷電源多樣化,這樣既可以保證改造目的的達(dá)成,也可以使電源多樣化,增加用電負(fù)荷持續(xù)供電的穩(wěn)定性,對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行、保產(chǎn)保供有促進(jìn)作用。

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