水電廠廠用系統(tǒng)優(yōu)化

水電廠廠用系統(tǒng)優(yōu)化[摘要]某水電廠位于黃河中上游，電廠總裝機容量1350MW，共裝有5臺大型水輪發(fā)電機組，電站廠用電分為6KV電壓和0.4KV電壓兩級，由于廠用電額定容量偏小和廠用負荷分配不合理等原因造成廠用主變發(fā)生過載、引起廠用限電的現(xiàn)象，嚴重影響了設備的安全運行，增加了設備故障率。為提高廠用電運行的可靠性，研究廠用電系統(tǒng)優(yōu)化改造。1、 現(xiàn)廠用系統(tǒng)運行情況廠用電系統(tǒng)由1號機至5號機廠用分支母線分別通過11-15號廠用變壓器（2500KVA降壓為6kV送至地下、壩后和壩頂6kV系統(tǒng)，然后由廠用動力變降壓為0.4KV送至地下、壩后400V動力盤及地下、壩后400V照明盤，1-5號機旁400V動力盤，25號變壓器（5000KVA作為外來廠用備用電源。運行方式長期以來，都是由11號廠用主變或12號廠用主變帶6kVI段、II段、VI段，13號廠用主變或14號廠用主變帶6kVIII段、IV段、V段，6號廠用小發(fā)電機（2000kw）并入11號廠用主變或12號廠用主變，7號廠用小發(fā)電機（2000kw）并入13號廠用主變或14號廠用主變，25號廠用主變作為外來電源的廠用備用電源。2、 主要廠用負荷（1） 機組自用電部分和全廠公用電部分;（2） 壩頂6kVVI段631DL支路接入有3臺變壓器：檢修公司變壓器（2000kVA），天遠公司變壓器（lOOOkVA），砂石料場變壓器（800kVA）,631DL支路增加用電負荷后，壩頂6kV實際負荷最大將達到3500kVA;29號變壓器（5000kVA）帶后方負荷。3、廠用電最大負荷計算選擇廠用電變壓器容量的廠用最大負荷也稱計算負荷Sjs，宜按綜合系數(shù)法確定，其計算方法分別如下綜合系數(shù)法當全廠公用電與機組自用電分別供電時：Sjs=KZXPZ+KgSPg全廠廠用電負荷或全廠公用電與機組自用電混合供電時：Sjs=KOSPO式中：KO全廠或混合供電時廠用電負荷的綜合系數(shù)， 取值見表1;SPO所有同時參加最大負荷運行時負荷的額定功率的總和，kW。近似計算式：Sjs=0.72SPO通過綜合系數(shù)法逐個計算廠用6KVIII段所帶380/220低壓工作負荷額定功率總計874.8kW地下廠用6KVIII段所帶380/220低壓工作PC負荷Sjs=0.72X874.8?630kW地下廠用6KVIII段6KV負荷有兩臺大清水泵，額定功率310kWX2=620kW;21號照明變額定容量310kVA工作容量310X0.9?280。28號廠用動力變主要負荷統(tǒng)計：1720電鍋爐（14組X51kW,在實際運行中最大按10組控制，故10組X51kW=510kW;在夏季運行查的428進線開關電流為80A,P=1.732X0.4kVX80A?55kW;故28號廠用動力變主要負荷理論最大565kW;最后計算地下6KVIII段理論最大負荷估算為2095kVA。通過綜合系數(shù)法逐個計算壩后廠用6KVIIIIVV段所帶380/220低壓工作負荷額定功率總計627.2kW壩后廠用6KVIIIIVV段所帶380/220低壓工作PC負荷Sjs=0.72X627.2?452kW壩后廠用6KVIII段3號大清水泵，額定功率310kW;22號照明變額定容量310kVA工作容量310X0.9?280kVA;最后計算壩后廠用6KVIIIIVV段理論最大負荷1042kVA。壩頂廠用6KVVI段理論最大負荷統(tǒng)計計算根據(jù)運行記錄查得，當29號變壓器帶后方全部負荷時，后方10kV側(cè)電流達到50A,經(jīng)換算6kV側(cè)約為83A,29號廠用變工作容量約為863kVA;在夏季天遠電鍋爐停運時631開關電流為35A,計算功率約為364kW若冬季運行方式下，天遠電鍋爐（24組X30kW，最大負荷按15組X30kW=450kW$制；故31號變壓器理論運行負荷814kW;1690清水泵正常工作時400V開關電流為140A,故1690清水泵正常工作功率約為97kW;U642開關電流正常為3A,工作功率約為31kW;最后計算壩頂廠用6KVVI段理論運行負荷1805kW。4、面臨的問題隨著6kVVI段負荷不斷增大，再加上11號廠用主變或12號廠用主變所帶廠用負荷較多，遇到6（7）號廠用小發(fā)電機跳閘后往往會引起11號廠用主變或12號廠用主變過負荷，冬季用電負荷增加時更加明顯，解決11號廠用主變或12號廠用主變過負荷的問題，顯得尤為必要。5、問題分析通過廠用母線負荷分配、計算我們不難看出，我廠廠用負荷主要集中在地下6kVI段、II段、兩端母線（2095kVA）和壩頂6kVVI（1805kVA）,壩后廠用母線負荷（1042）相對較輕。在此情況下，若11號廠用主變或12號廠用主變帶地下和壩頂廠用，在夏季由于1720電鍋爐、天遠公司電鍋爐等取暖大功率負荷的停用，11號廠用主變或12號廠用主變?nèi)萘靠梢詽M足要求，當在冬季運行方式下，以上取暖大功率負荷的投運，若遇到6號小發(fā)電機的檢修、事故停運，直接造成運行主變過負荷和限電運行的局面，6、解決方案我們從廠用電的可靠性及其經(jīng)濟性和現(xiàn)場的設備布置情況幾方面考慮，制訂了如下兩種解決方案： 6.1整體更換方案近兩年我廠廠用動力變相繼改造完畢，改造后運行穩(wěn)定。接下來可以相繼對廠用11至15號主變壓器進行容量升級改造，更換開關、電纜與之相匹配，以滿足使用要求，徹底解決因廠用主變額定容量偏小造成廠用主變發(fā)生過載的現(xiàn)象。此方案工程量較大，改造的成本相對較高，在具體的實施中可以先將11號和12號廠用主變進行容量升級改造，徹底解決廠用主變發(fā)生過載，限制廠用電的現(xiàn)象。6.2在原設備上優(yōu)化運行方式隨著我廠廠用優(yōu)化系統(tǒng)的改造，拆除了原有的廠用優(yōu)化134B,7號小發(fā)電機及1-5（1000kVA）號小發(fā)電機不再通過134B并入發(fā)電機出口，而是直接通過673開關與674開關并入壩后13號廠用主變與14號廠用主變低壓側(cè)（負荷側(cè)），這樣無形中提高了壩后廠用的帶負荷能力。壩后廠用的帶負荷能力從以前的2500kVA（13、14號廠用主變?nèi)萘浚┰黾拥搅?500kV（2500kVA加上7號小發(fā)電機的2000kVA再加1-5號小發(fā)電機的lOOOkVA）。壩后廠用帶負荷能力的增加，使得其可以分擔一部分原本由地下廠用所帶的負荷。經(jīng)過分析考慮，將廠用6kVVI段負荷由地下帶改為由壩后帶，并且以此為目前運行方式。改變后的廠用電系統(tǒng)地下與壩后負荷分配更加合理，地下廠用主變過負荷壓力減小，運行更加可靠穩(wěn)定。7、方案對比從廠用電的可靠性及其經(jīng)濟性考慮，方案一通過廠用主變?nèi)萘考捌涓綄僭O備的升級改造，雖能解決廠用主變額定容量偏小造成廠用主變發(fā)生過載的現(xiàn)象。但此方案工程量較大，改造的成本相對較高，大容量變壓器在夏季廠用負荷低的情況下，增加了變壓器的空載損耗。而方案二通過廠用負荷的不同分配合理優(yōu)化運行方式，提高了我廠廠用電系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定性，比如6號小發(fā)電機跳閘后，11（12）號廠用主變發(fā)生過負荷的可能性減小了;6號小發(fā)電機停機檢修時，1720電鍋爐限電