發(fā)電機孤網(wǎng)運行的探討

金春雄

摘 要：某化工企業(yè)新增一臺25000kW抽背發(fā)電機組，由于不具備并網(wǎng)條件，為了進行機組帶負荷試運行，計劃實施孤網(wǎng)運行方案。結(jié)合企業(yè)現(xiàn)狀對發(fā)電機組孤網(wǎng)運行進行了探討，提出方案如下。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機；孤網(wǎng)運行；重要性

1 發(fā)電機組孤網(wǎng)運行的平衡條件

（1） 用電與供電的平衡，參考的指標：電網(wǎng)頻率穩(wěn)定；（2）用汽與供汽的平衡，參考的指標：主蒸汽母管壓力的穩(wěn)定；（3）用熱（汽）與抽汽的平衡，參考的指標：抽汽母管壓力的穩(wěn)定。通過各種技術(shù)手段保證平衡條件對應(yīng)的指標參數(shù)相對穩(wěn)定，即可保證孤網(wǎng)系統(tǒng)相對穩(wěn)定。

2 用電負荷的選擇

孤網(wǎng)運行發(fā)電機組僅向某一個特定的裝置供電，鍋爐、汽機等設(shè)備的用電仍然是市電。發(fā)電機組所帶的用電負荷宜選用負荷等級低、負荷量大、沖擊小的負荷。企業(yè)的氯堿工藝動力負荷約4000kW，氯堿下游化工工藝共有用電負荷約5000kW，以上裝置的負荷等級為二級，還有部分一級負荷。氯堿整流負荷為三級負荷，最大用電負荷約45000kW，由四臺整流變按一拖二方式為電解槽供電，單臺整流變實際最大用電負荷約10000kW，整流是非線性負載，屬于諧波源。

由于孤網(wǎng)機組供電可靠性不是很高，如果將電解整流的一部分用電負荷由孤網(wǎng)發(fā)電機組供電，即能滿足供電可靠性要求，又能滿足發(fā)電機組帶負荷運行的需要。畢竟孤網(wǎng)發(fā)電機組是按“以汽定電”的原則確定發(fā)電機組的發(fā)電量，在帶負荷運行時要考慮蒸汽的供用平衡。

3 保障孤網(wǎng)穩(wěn)定運行的技術(shù)措施

3.1 諧波監(jiān)測

整流負載會產(chǎn)生6k±1次（k=1，2，3…）特征諧波，如5、7、11、13次諧波。諧波含量過大時，發(fā)電機定轉(zhuǎn)子之間的電磁耦合產(chǎn)生脈動電磁轉(zhuǎn)矩，影響發(fā)電機安全穩(wěn)定運行；電壓波形畸變后對整流以外的線性負載產(chǎn)生影響。通過對單臺整流變壓器進行諧波測試，掌握各次諧波的含量，如有超標，需要加裝并聯(lián)濾波裝置進行治理，消除含量較高的諧波。

3.2 發(fā)電機組采用調(diào)節(jié)性能優(yōu)良的同步器

整流器對供電電源質(zhì)量的要求：頻率范圍：50±0.5Hz；相對穩(wěn)定。發(fā)電機組同步器起調(diào)節(jié)控制汽輪機主汽門的作用，要具有遲緩率小、執(zhí)行機構(gòu)的控制靈敏度與動作靈敏度高、穩(wěn)定性好、運作快速等特點。在系統(tǒng)受到擾動時，能夠通過同步器的優(yōu)良調(diào)節(jié)性能將頻率恢復(fù)到正常值。

3.3 保證現(xiàn)有熱能用戶用汽量的穩(wěn)定

抽背機組原則上以汽定電，由于用戶多，當單個用戶用汽量突然減少時，抽汽母管壓力會有波動，對發(fā)電機出力產(chǎn)生影響。用戶側(cè)應(yīng)有事故放空閥，通過短時間放空，保持抽汽母管壓力穩(wěn)定。

3.4 保持發(fā)電機機端電壓穩(wěn)定

通過發(fā)電機的靜態(tài)勵磁裝置優(yōu)良的AVR調(diào)節(jié)性能，來保證機端電壓穩(wěn)定。

3.5 異常狀況時正確處置

3.5.1 當鍋爐出現(xiàn)異常時，要“電保熱”，即“拉閘限電”。孤網(wǎng)運行機組要求爐、汽、電各個崗位操作監(jiān)控人員協(xié)同性好，反應(yīng)及時，處理果斷正確。如當鍋爐輔機故障時，鍋爐負荷下降，可以采取拉閘限電，將用電負荷甩掉，保住鍋爐不熄火。（2）當整流負荷突然甩掉時，負荷波動大，要跳發(fā)電機出口開關(guān)，聯(lián)鎖關(guān)閉主汽門，保護發(fā)電機組。

3.6繼電保護的配置

除常規(guī)的保護配置外，針對孤網(wǎng)運行系統(tǒng)還要增設(shè)如下保護：

3.6.1 過電壓保護及單相接地保護：通過在發(fā)電機機端和饋線柜處增設(shè)零序電流保護來實現(xiàn)，避免系統(tǒng)產(chǎn)生持續(xù)的弧光過電壓造成電壓互感器燒毀、避雷器爆炸。（2）發(fā)電機組、整流變增設(shè)低頻、高頻、低電壓、過電壓保護。發(fā)電機組和整流變的保護上下級具有選擇性。（3）為了安全起見，當整流變因自身原因突然跳閘時，發(fā)電機組突然甩負荷，對機組沖擊大，汽機往往難以及時調(diào)整，可以增設(shè)電流突變保護，來保護發(fā)電機組。

3.7 當機組緊急停運后，為了不影響熱能用戶的正常生產(chǎn)，需要通過減溫減壓裝置保證蒸汽旁路供應(yīng)。

該企業(yè)根據(jù)上述方案組織項目實施，一次系統(tǒng)圖見圖。

投資估算見表。

按此方案實施后，發(fā)電機組帶著升壓變及整流變零起升壓，電壓穩(wěn)定后，電解整流裝置均勻增加負荷，機組成功進入孤網(wǎng)運行，經(jīng)過72小時試運行考核，機組運行穩(wěn)定，證明該方案可行。