柴油發(fā)電機組并車運行與戶外高壓配電裝置的綜合應(yīng)用

1、柴油發(fā)電機組并車運行與戶外高壓配電裝置的綜合應(yīng)用 柴油發(fā)電機組并車運行與戶外高壓配電裝置的綜合應(yīng)用 摘要：文章通過對廣西水電工程局安哥拉公司巴亞營地的柴油發(fā)電機組集中供電中心和戶外30kV高壓配電系統(tǒng)的綜合應(yīng)用進行總結(jié)，為施工企業(yè)類似的供配電系統(tǒng)的建設(shè)，提供可借鑒參考的案例。 關(guān)鍵字：發(fā)電機組；并車運行；集中供電；30kV高壓配電 中圖分類號： TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 引言 廣西水電工程局安哥拉公司位于安哥拉共和國羅安達(dá)市維阿娜30km處，公司占地面積約56萬m2，劃分為生產(chǎn)、生活和辦公區(qū)域。生產(chǎn)區(qū)內(nèi)設(shè)有混凝土拌合樓、鋼筋加工廠、機械修理廠、設(shè)備物資倉庫、金屬結(jié)構(gòu)加工廠、混凝土預(yù)制件廠等；生

2、活區(qū)布置有水處理廠、職工宿舍、公寓樓、公司辦公大樓和綜合樓等；營地內(nèi)還進駐工程局的二層專業(yè)單位如云鵬公司、建筑公司、金結(jié)公司、安裝公司及根底處理公司等，是一個根底設(shè)施齊全，功能完備的華人生活小區(qū)。剛進入安哥拉共和國初期，公司用電主要是以分散式的柴油發(fā)電機組供電為主，如今巴亞營地已經(jīng)形成了以30kV市電為主電源，柴油發(fā)電機組為備用電源的供電模式。 1.系統(tǒng)的組成 安哥拉共和國位于非洲西南部，于1975年11月11日獨立后長期處于內(nèi)戰(zhàn)，2002年12月開始進入戰(zhàn)后恢復(fù)與重建時期。由于安哥拉國電力電網(wǎng)建設(shè)滯后，電力能源匱乏，電網(wǎng)供電質(zhì)量不穩(wěn)定，我公司前期用電模式均以分散式的柴油發(fā)電機組供電為主，隨著

3、公司的開展壯大，營地建設(shè)和規(guī)模也逐步擴大，公司相關(guān)的產(chǎn)業(yè)陸續(xù)建成投產(chǎn)，全營地使用柴油發(fā)電機組到達(dá)了20多臺，而且各單位的用電負(fù)荷極不均勻，運行維護費用高，柴油損耗嚴(yán)重。 經(jīng)過多年的建設(shè)與完善，如今全營地的用電，既可以通過柴油發(fā)電機組統(tǒng)一運行，集中給各用戶供電，又可在30kV市電正常情況下，通過戶外高壓變壓器供電，兩套系統(tǒng)相輔相成，完全滿足廣西水電安哥拉公司總部營地的用電需求?，F(xiàn)就這兩種供電裝置的聯(lián)合運用簡要介紹如下。 1.1發(fā)電機組并車運行與集中供電 通過建造中心發(fā)電機房對全營地負(fù)荷進行集中供電，可解決各單位用電負(fù)荷不均勻問題，防止“大馬拉小車現(xiàn)象，降低不必要的柴油損耗，并可減少柴油發(fā)電機組的

4、運行維護專業(yè)人員。要實現(xiàn)發(fā)電機組集中供電，必須解決常規(guī)柴油發(fā)電機不能并車運行的問題。柴油發(fā)電機組并列運行原理見圖1所示。 圖1 柴油發(fā)電機組并車運行示意圖 我們通過對柴油發(fā)電機組的原有控制箱進行更換，用具有自動并車功能的新一代控制屏代替原有控制箱，在每臺參加集中運行的發(fā)電機輸出端增加一只電動空氣開關(guān)，作為自動并網(wǎng)運行的執(zhí)行機構(gòu)。通過技改，中心發(fā)電機房內(nèi)的發(fā)電機具有如下主要功能：每臺機均可手動和自動控制單臺機組的啟、停及電動空氣開關(guān)的開合；自動并車，自動按設(shè)定的比例實現(xiàn)有功和無功負(fù)載的無差分配，自動根據(jù)負(fù)載波動投入和撤出機組，即當(dāng)負(fù)荷較輕時會自動退出局部機組，當(dāng)負(fù)荷較重時會自動投入局部機組 ；實

5、現(xiàn)多臺發(fā)電機備用時不停電負(fù)載轉(zhuǎn)移等功能。 巴亞營地發(fā)電機房集中管理運行的發(fā)電機組共計6臺，每臺400kW。各單位用電計算負(fù)荷共1436kW，共有8回路用電負(fù)荷進行集中供電，各回路均采用0.6/1kV銅芯電力電纜埋地敷設(shè)，末端電壓降均控制在規(guī)定范圍內(nèi)，其中建筑公司是距離發(fā)電機房最遠(yuǎn)的集中供電用戶，到達(dá)807m，但該公司用電負(fù)荷較小，通過計算校核銅芯電纜的末端電壓降，根本滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。 由于金結(jié)公司負(fù)荷到達(dá)320kW,且供電距離到達(dá)了810m，考慮到都采用銅芯電纜供電并不經(jīng)濟，也不合理，所以否決了該回路的改造方案，仍由金結(jié)公司自行發(fā)電解決。各二層單位用電均裝有電度表進行單獨計量，以便作為獨立經(jīng)濟核

6、算的依據(jù)。 1.2戶外30kV高壓配電裝置 巴亞營地戶外30kV高壓配電裝置見圖2所示。 圖2巴亞營地供配電系統(tǒng)圖 在柴油發(fā)電機組集中供電改造完成后，為了進一步降低公司的運營本錢，使用上清潔的電力能源，我公司通過與ZEE工業(yè)園管委會溝通協(xié)調(diào)，獲得了從工業(yè)園變電站引接30kV電源至我方營地使用的優(yōu)惠政策。我公司戶外高壓配電系統(tǒng)由3臺降壓變壓器和1臺升壓變壓器組成，采用高壓計量裝置進行計量，安裝戶外跌落式熔斷器進行短路和過流保護，采用手持35kV絕緣操作桿進行操作；在柴油發(fā)電機組和變壓器低壓側(cè)裝有備用電源自動投入裝置。3#變壓器的用途是在市電停電后可將發(fā)電機的0.4kV端電壓升高至30kV電壓后，

7、輸送到金結(jié)公司的630kVA變壓器使用，此時5G開關(guān)必須斷開，確保與市電分隔。此處不安裝高壓ATS，完全由電工進行操作，可通過嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程躲避平安風(fēng)險。 變壓器低壓側(cè)安裝ATS的目的，主要是起到將發(fā)電機與電網(wǎng)進行有效隔離，防止由于操作人員誤操作，而造成向電網(wǎng)倒送電的平安事故。ATS的根本要求：市電正常時，優(yōu)先由市電供電；市電停電后，能夠自動隔離變壓器低壓側(cè)電源，同時，ATS能根據(jù)停電情況，發(fā)出啟動柴油發(fā)電機的觸發(fā)信號，逐一啟動柴油發(fā)電機；在使用柴油發(fā)電機供電過程中，如市電恢復(fù)正常后，ATS裝置應(yīng)能立即轉(zhuǎn)為由電網(wǎng)向負(fù)載供電，并經(jīng)過延時將發(fā)電機組逐一停機；應(yīng)設(shè)置有手動/自動操作轉(zhuǎn)換開關(guān)，具有機

8、械和電氣互鎖功能。 ATS可由專業(yè)的廠家根據(jù)使用單位具體的情況進行設(shè)計，以到達(dá)不同的使用效果。 2.系統(tǒng)的運行 在ZEE工業(yè)園變電站供電正常情況下，全營地統(tǒng)一使用戶外高壓配電裝置提供的電力電源，柴油發(fā)電機組全部停止發(fā)電。此時， 1#變壓器和4#變壓器投入運行向負(fù)荷供電，3#升壓變壓器停用，其低壓側(cè)的交流接觸器和高壓側(cè)的6G跌落式熔斷器均斷開。如果將來營地用電負(fù)荷增加的情況下， 1#和2#變壓器可并列運行。 在電網(wǎng)電壓不正常或ZEE工業(yè)園變電站停電檢修的情況下，營地用電全部改由柴油發(fā)電機組提供；金結(jié)公司用電那么通過3#升壓變壓器將0.4kV電壓升高至30kV后，由電工將5G跌落式熔斷器斷開后，再

9、合上6G開關(guān)，向金結(jié)公司的630kVA變壓器供電。3#變壓器的0.4kV側(cè)交流接觸器必須設(shè)置在人工操作檔位，且具有閉鎖功能。 考慮到機電設(shè)備的固有缺陷及發(fā)電機總臺數(shù)較多，用電負(fù)荷容量較大，為了保證設(shè)備的平安及供電的可靠性，我們將3#變壓器的低壓側(cè)的交流接觸器和ATS裝置均設(shè)在手動操作檔位，由專業(yè)電工進行操作維護，保證公司正常的生產(chǎn)辦公用電。 3.系統(tǒng)的完善 由于安哥拉共和國的電力網(wǎng)容量有限，供電質(zhì)量非常的不穩(wěn)定，可靠性較差，經(jīng)常發(fā)生高壓電網(wǎng)跳閘停電故障，造成各辦公設(shè)備均處于不穩(wěn)定的電壓下運行，極易造成損壞或數(shù)據(jù)的喪失。因此，為了彌補電源轉(zhuǎn)換過程中的缺陷，對不同的用電設(shè)備采取不同的解決措施。 不

10、間斷電源UPS適用于允許中斷供電時間為毫秒級的負(fù)荷，因此，可給每臺電腦配備UPS電源，在停電的瞬間，可以保持一定的供電時間，提醒用戶對正在處理的數(shù)據(jù)進行保存，以保障電腦及用戶資料的平安。應(yīng)急供電時間可選擇510min. 應(yīng)急電源EPS，是一種把蓄電池的直流電能逆變成交流電能的應(yīng)急電源，適用于允許中斷供電時間為0.25S以上的負(fù)荷。對于辦公樓的垂直電梯用電，可配置EPS做為備用電源，以保證停電期間保持對電梯的供電，防止職工被困電梯內(nèi)，可消除乘坐電梯人員的恐懼感，并可保障電梯的電器電子設(shè)備免受沖擊電流的影響，延長其使用壽命。應(yīng)急供電時間選擇60min。 4.系統(tǒng)的改良 由于柴油發(fā)電機組集中供電中心和戶外高壓配電系統(tǒng)是在不同時期提出設(shè)計施工的，仍存在缺乏之處，如從發(fā)電機到各二層單位用電負(fù)荷之間是通過埋地電力電纜進行電能傳輸?shù)模牡你~芯電力電纜較多，投資較大，而且埋地敷設(shè)的電纜會給維護檢修帶來一定的困難。 筆者認(rèn)為，對于類似新建的大型營地的供配電系統(tǒng)的規(guī)劃，可以按30kV架空線路進行高壓電網(wǎng)的設(shè)計，通過靠近負(fù)荷中心安裝30/0.4kV的變壓器供用電設(shè)備使用，高壓電源可由升壓變壓器將380V的低壓電升高為30kV電壓得到，在將來有條件使用市電的情況下，可以在高壓端安裝ATS裝置將兩路電源可靠分隔，確保用電平安。該種設(shè)計方案既