水電廠廠用電運行方式與保廠用電措施,水利水電論文

水電廠廠用電運行方式與保廠用電措施,水利水電論文水電廠廠用電是指水電廠的生產(chǎn)、輔助和公用設備及照明所使用的電源。假如廠用電系統(tǒng)供電可靠性差，一旦發(fā)生全廠溝通系統(tǒng)失電，則可能導致發(fā)電機組與電網(wǎng)解列。假如廠房動力設備失電處理不及時或不正確，也有可能造成事故擴大，導致發(fā)電機組主、輔設備損壞或全廠停電。某水電廠2020年底開場對3號機組進行大型技術改造，工程牽涉定子鐵芯和線圈更換、轉(zhuǎn)子磁極線圈更換以及水輪機過流部件頂蓋、底環(huán)、活動導葉及其附件改造等。怎樣確保機組改造經(jīng)過中廠用電運行的可靠性，尤其是在關鍵環(huán)節(jié)中的運行安全，顯得尤為重要。1廠用電運行方式及風險分析該水電廠廠用電400V低壓母線采用單母分段接線方式，設有2臺10kV廠變，電源取自機組與主變低壓側(cè)之間；另外，壩上設1臺壩變作為備用電源，壩頂還安裝1臺柴油發(fā)電機〔131kW〕作為事故保安電源。正常運行方式由1號廠變帶400V廠母Ⅰ，Ⅱ段通過00開關聯(lián)絡運行供全廠廠用電。該電廠電氣主接線如此圖1所示。16廠用電系統(tǒng)裝設有備用電源自動投切裝置，采用PLC控制。當工作電源因故失電時，備用電源自動投入，使供電恢復。正常情況下，備自投裝置投入運行。造成廠用電供電中斷的主要原因有：〔1〕電網(wǎng)原因引起的全廠廠用電消失；〔2〕廠用電所供線路或負載故障引起的廠用電中斷；〔3〕廠變本身或發(fā)變組故障引起的廠用電中斷；〔4〕廠用母線故障引起的廠用電中斷等。廠用電部分或全部中斷，可能導致發(fā)電機組與電網(wǎng)解列，處理不及時或不正確有可能造成事故擴大。其主要危害表如今：〔1〕溝通電源失去后，若直流系統(tǒng)不能正常投運，將導致水輪機組微機調(diào)速器失控或紊亂，造成機組過速飛車；〔2〕溝通電源失去后，造成廠內(nèi)輔助動力設備失電，引發(fā)公共電氣系統(tǒng)、壓力油系統(tǒng)、廠房排水系統(tǒng)無法正常工作，嚴重威脅機組運行安全，甚至引發(fā)水淹廠房事故；〔3〕溝通電源失去后，直流設備負荷的增加將造成蓄電池放電速度加快，若電量儲備缺乏將造成機組不能安全停運。2保廠用電措施2.1起吊發(fā)電機轉(zhuǎn)子時水電廠發(fā)電機轉(zhuǎn)子起吊是3號機組技改中的一項重大起重作業(yè)，為確保起吊經(jīng)過中的人身和設備安全，廠用電供電的安全和可靠性尤為重要?，F(xiàn)場主要從3個方面做好應對措施?！?〕停止檢修現(xiàn)場臨時電源的使用，將廠用電大負載，如深井泵、壓油泵、空壓機電動機電源切除，以免大負載同時啟動造成廠用電過載或電壓不穩(wěn)定。廠母室內(nèi)準備拉手、絕緣手套、閘刀操作把手、柜門鑰匙、萬用表以及3只400A容量的保險，防止起吊轉(zhuǎn)子時行車電源保險熔斷?！?〕做好行車電源保險熔斷的應急處置措施，廠母室內(nèi)布置專人監(jiān)視。如發(fā)生保險熔斷立即通知現(xiàn)場負責人停止工作，斷開負載電源閘刀更換保險。對異常熔斷應迅速組織人力查明原因，排除故障后方可繼續(xù)工作?！?〕針對當下電站運行方式，做好廠用電中斷的事故處理預案和恢復廠用電預案。例如發(fā)生聯(lián)絡線跳閘引起的全廠失電，應立即進行機組黑啟動帶廠用電，或開啟壩上柴油發(fā)電機帶廠用電等措施。2020-12-08,在采取上述措施下，該廠3號發(fā)電機轉(zhuǎn)子起吊工作順利完成。2.2發(fā)電機定子鐵損試驗時完成3號發(fā)電機定子鐵芯硅鋼片疊裝后，為檢查硅鋼片制造和疊裝質(zhì)量能否合格、片間絕緣能否有缺陷、壓緊螺桿能否壓緊、鐵芯單位損耗能否知足合同保證值等，必須進行發(fā)電機定子鐵心磁化試驗。試驗需要通過外加勵磁繞組通流方式，在鐵心內(nèi)部產(chǎn)生接近飽和狀態(tài)的交變磁通。經(jīng)過計算，試驗電流最大為464A;因而決定試驗電源采用2號廠變單獨供電方式，通過2號廠變低壓側(cè)02開關下口接動力電纜，施放于3號機旁動力屏空開處。為確保定子鐵損試驗經(jīng)過中廠用電和設備安全，要求介入試驗運行人員熟知操作經(jīng)過和試驗接線方式，針對試驗中可能出現(xiàn)的風險做好預案。全廠廠用電由1號廠變供廠母聯(lián)絡運行，2號廠變通過低壓側(cè)02開關下口的刀閘與廠用電系統(tǒng)隔離，為確保廠用電安全，試驗經(jīng)過中廠用電自動切換壓板和2號廠變跳00開關壓板均退出〔防止2號廠變作為試驗電源經(jīng)過中發(fā)生跳閘，影響廠用電正常供電〕，試驗結(jié)束后恢復。試驗經(jīng)過中，由現(xiàn)場試驗負責人統(tǒng)一指揮，運行人員在控制室、廠母室就位，試驗負責人與廠母室監(jiān)視人員用對講機保持聯(lián)絡。3號機旁動力屏配置額定電流為600A的空開，由試驗人員負責監(jiān)視。若試驗經(jīng)過中出現(xiàn)異常情況，廠母室監(jiān)視人員根據(jù)現(xiàn)場試驗負責人要求及時手動斷開2號廠變02開關；中控室運行人員監(jiān)視2號廠變電流變化情況，若出現(xiàn)異常情況02開關未及時斷開時，應及時將3號主變高壓側(cè)483開關手動分閘。2020-03-26,該廠3號發(fā)電機定子鐵損試驗圓滿完成。2.3發(fā)電機定子線棒并頭套焊接時在該廠3號機定子線棒更換后的并頭套焊接階段，現(xiàn)場2臺大功率釬焊機需同時工作。焊機電源均來自1號廠變供電〔二次側(cè)額定電流909A〕的廠用電Ⅱ段母線2號屏，每臺焊機工作電流接近400A.較大的工作電流將會造成單臺廠變短時過負荷運行，為保證設備安全及廠用電可靠運行，需對現(xiàn)場實際負荷情況進行計算分析。廠房內(nèi)廠用電經(jīng)常性負載〔主要為照明、設備供電〕約為70A.其他輔助設備〔如電動機〕是間斷式工作方式，根據(jù)設定定值方式啟動。廠房內(nèi)較大的負載主要有排水泵、壓油泵、高低空壓機，這些輔助設備一般不會同時啟動。華而不實深井排水泵電機額定電流114A,高壓空壓機電機額定電流55A,低壓空壓機電機額定電流69A,機組壓油泵電機額定電流56A.假如按廠用負載極端運行情況，即出現(xiàn)1臺水泵、1臺高壓機、1臺低壓機、1臺油泵同時啟動運行，2臺焊機同時工作以及廠房常規(guī)負載，電流共計約1164A〔114A+55A+69A+56A+4002A+70A〕，將會超過廠變額定電流。實際上，所有大負載同時啟動運行的幾率較小，另外可以人為干涉，盡量避免大功率負載同時啟動。所以正常情況下，廠用電能夠知足2臺焊機施工需要，不會造成因廠用電負荷過大造成過流保衛(wèi)動作而使廠用電中斷的情況發(fā)生，但可能造成廠變短時間超額定電流運行。為確保焊機施工期間廠用電安全，制定如下事故處理預案和保廠用電措施。〔1〕正常情況下，由1號廠變供廠用電聯(lián)絡運行，03開關熱備用作為廠用電備用電源，3號主變、2號廠變熱備用，3號主變具備單運供廠用電的條件。〔2〕若運行中1號廠變Ⅱ段或Ⅲ段保衛(wèi)動作跳開00開關，廠用電Ⅱ段母線失壓，而未影響廠母Ⅰ段運行時，則檢查保衛(wèi)動作情況及廠用Ⅰ段母線負載運行情況，通知施工人員停止焊機施工，斷開2臺焊機電源。檢查Ⅱ段母線無異常后，合上00開關恢復Ⅱ段母線運行?！?〕若運行中1號廠變Ⅱ段或Ⅲ段動作00開關拒跳，廠變高壓側(cè)2開關跳閘，03開關備自投自動合上，因壩變帶負荷能力比擬薄弱，則通知焊接人員停止工作，手動斷開00開關盡快將3號主變投單運帶2號廠變供廠用電Ⅱ段運行?！?〕若運行中1號廠變本體或高壓側(cè)出現(xiàn)故障，2開關跳閘，03開關備自投自動合上恢復廠用電供電，因壩變帶負荷能力比擬薄弱，則通知焊接人員停止工作，盡快將3號主變投單運帶2號廠變供廠用電Ⅱ段，03開關供Ⅰ段或2號廠變供廠用電聯(lián)絡運行?！?〕正常情況下，將機組重要負載如機旁動力屏倒至廠用電Ⅰ段母線供電。運行值班人員每班對廠變低壓側(cè)至廠母室2號屏電纜及至空壓機室電纜測溫2次，發(fā)現(xiàn)溫度異常升高及電纜運行異常時，應及時匯報。〔6〕運行值班人員注意監(jiān)視大功率電機的啟動和運行情況，注意觀察廠用電壓的波動。若2臺焊機同時工作時造成1號廠變運行不穩(wěn)定或危及設備安全，可將3號主變投單運帶2號廠變供廠用電Ⅱ段，將另一臺焊機倒至廠用電Ⅰ段運行。2020-03-26,該廠3號發(fā)電機定子改造焊接工作全部完工。在這里期間，3月7日曾發(fā)生過1次因焊機絕緣損壞造成00開關跳閘，廠用電Ⅱ段母線失電故障。因處理得當，應對正確，及時恢復了廠用電的運行，確保了廠用電供電可靠性。2.4特殊運行方式下在3號機技改工作期間，該廠同時進行了220kV陳朱線及1號主變所屬一次設備預試、保衛(wèi)年檢工作。由于1號發(fā)電機失去備用條件，全廠由110kV陳琴線備用電源倒送電，廠用電由壩變提供，運行方式極為薄弱。存在的一些主要問題是：〔1〕110kV母線處于供電線路末端，110kV母線電壓較低，供電可靠性差；〔2〕一旦陳琴線493開關跳閘，將造成全廠失去備用電源；〔3〕全廠廠用電由壩變供電運行，壩變電源10kV線路供電可靠性差，容易發(fā)生全廠廠用電中斷事故；〔4〕若1號主變10.5kV母線、1號廠變檢修，則1號發(fā)電機失去黑啟動條件。針對此種特殊運行方式，該廠制定了周密的保廠用電措施和應急預案。〔1〕當發(fā)生壩變失壓全廠廠用電中斷時，迅速投入3號主變，由3號主變單運帶廠用電運行?！?〕陳琴線備用電源失壓及壩變同時失壓全廠廠用電中斷時，立即用2號發(fā)電機黑啟動，通過110kV母線經(jīng)3號主變帶2號廠變運行以恢復廠用電。〔3〕極端情況下，若2號機不具備黑啟動條件，則開啟壩上柴油發(fā)電機帶廠用電運行。為確保故障時恢復廠用電時間盡可能縮短，預先將2號機黑啟動、開啟壩上柴油發(fā)電機帶廠用電運行的主要步驟和風險點列出并打印放置在現(xiàn)場，要求運行人員學習把握。提早將2號主變中性點接地刀閘合上，減少故障處理操作時間。除此之外，還與相關地區(qū)調(diào)度溝通，講明該廠運行方式薄弱，做好從地區(qū)線路倒送電可能性的協(xié)調(diào)工作。加強對2號發(fā)電機主輔設備的巡視檢查工作，確保2號發(fā)電機具備黑啟動條件。由于措施得力、準備充分，該廠特殊運行方式下的保廠用電工作也獲得了圓滿成功。3結(jié)束語該廠廠用電系統(tǒng)多年運行實踐表示清楚，廠用電供電可靠性高，備自投邏