電廠啟備變冷備節(jié)能環(huán)保技術(shù)

陸衛(wèi)東

[摘 ?要]當前，很多發(fā)電廠啟備變習慣性采用熱備用的運行狀態(tài)，它存在空載損耗大、電價高、電價差明顯等缺點，但如果改為冷備用，其經(jīng)濟效益會大大提高。鑒于此，筆者在本文中嘗試研究了啟備變冷備節(jié)能環(huán)保技術(shù)，通過多種試驗完成了發(fā)電廠啟備變熱備用改冷備用的工程實施，結(jié)果表明其運行情況良好。

[關(guān)鍵詞]空載損耗;啟備變;冷備用技術(shù);節(jié)能環(huán)保

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）22-0001-01

0 引言

通常來說，火力發(fā)電廠都設(shè)置有一臺或多臺備用變壓器（簡稱啟備變），它主要是為發(fā)電機和主變壓器等重要設(shè)備啟動提供電源，同時在主用變壓器發(fā)生故障或檢修時啟備變帶負荷，確保電廠用電的連續(xù)性，保障機組的安全。在機組發(fā)電運行期間，啟備變基本都處于空載運行的狀態(tài)，長期空載運行的損耗是巨大的，這就使得發(fā)電廠提高了對節(jié)能降耗工作的重視程度，紛紛研究技術(shù)以降低啟備變空載損耗。

1 啟備變環(huán)保節(jié)能的意義分析

隨著我國經(jīng)濟社會的不斷向前發(fā)展，我國的各個企業(yè)單位對能源的需求日益加大，相應(yīng)地能源消耗也水漲船高。作為能源動力的發(fā)電廠推行節(jié)能減排意義重大且勢在必行?，F(xiàn)階段，建設(shè)節(jié)約環(huán)保型示范電廠已經(jīng)成為各大發(fā)電集團落實國家走集約型道路的一大表現(xiàn)，這對發(fā)電廠的運行經(jīng)濟性起著至關(guān)重要的作用。

在以往很長的一段時間內(nèi)，發(fā)電廠啟備變都是采用熱備用的運行狀態(tài)，其空載損耗過大，但如果將其全部改用冷備用，那么每年可節(jié)約的空載損耗電費就十分可觀。此處筆者以某電廠的某臺啟備變?yōu)槔M行說明，在該啟備變冷備用投運之前，我們對熱備用情況下的空載電流進行了實測，實測高壓側(cè)二次電流為3mA，CT變比為600A/5A，折算高壓側(cè)一次電流為0.36A，實測高壓側(cè)電壓為232KV，所以得出功率為P1=1.732×232×0.36×cos？=144.7KW×0.8175=118.29KW，進而得出該變壓器的空載損耗為32KW。但是，如果我們將其更換為冷備用，每年可節(jié)約電費約72萬元。由此可見，啟備變這一節(jié)能環(huán)保技術(shù)帶來的經(jīng)濟效益是十分可觀的。

2 啟備變環(huán)保節(jié)能技術(shù)改造方案分析

無可厚非，啟備變冷備用的實施是用電快切裝置和變壓器保護裝置有效配合的結(jié)果，如果這兩個裝置不能有效地配合，就極有可能在關(guān)鍵時刻“掉鏈子”，比如不能正確地實現(xiàn)電壓切換，進而導(dǎo)致母線失壓，帶來不可挽回的損失。所以，我們在啟備變冷備用應(yīng)用前須進行可靠的試驗和充分的準備。筆者在此通過動模試驗研究來模擬啟備變在各種工況下的切換試驗，以達到確認啟備變冷備用運行可行性的目的。一方面通過動模試驗研究獲取有效的試驗數(shù)據(jù)，作為現(xiàn)場進行工程改造的重要依據(jù);另一方面采用智能切換裝置和變壓器保護裝置的合理配合實現(xiàn)啟備變冷備運行切換。具體方案如下：

（一）RTDS數(shù)字仿真試驗

為了更好地保證啟備變冷備技術(shù)對廠用電系統(tǒng)的適用性，我們首先必須對廠用電系統(tǒng)進行建模，做RTDS試驗驗證，通過RTDS數(shù)字仿真的方法，對啟備變冷備用的運行情況進行定量分析，并通過現(xiàn)場試驗，確認冷備用是否可靠，保證啟備變冷備用項目的順利實施。啟備變由熱備用改為冷備用后，啟備變的高、低壓側(cè)斷路器合閘方式會由此發(fā)生改變，從原來僅需要合低壓側(cè)斷路器變?yōu)楦?、低壓?cè)斷路器都需要進行合閘。在啟備變熱備用的狀態(tài)下，啟備變在穩(wěn)定的狀態(tài)下運行，快切動作只需合其低壓側(cè)斷路器。相反在切換后，快切動作時需要合其高、低壓側(cè)斷路器。

（二）現(xiàn)場工程實施的技術(shù)方案

現(xiàn)場工程實施的具體技術(shù)方案涉及多個方面，本文筆者著重探討快切裝置的切換方案和現(xiàn)場試驗方案兩種。在實施啟備變冷、熱備用運行時，廠用電快速切換裝置應(yīng)當具備多種切換功能，如圖1所示：

此處筆者以啟備變冷備運行工況下保護起動的事故切換方式為例，對其兩種方式進行介紹：

（1）串聯(lián)切換：起動后，首先發(fā)跳工作分支命令，如果此時高壓側(cè)開關(guān)不在合位，裝置合備用變高壓側(cè)開關(guān)，時間t就會開始計時，工作分支分開后，可以開始判斷t值得大小，若t≥△T，那么需要判斷切換條件，如果滿足條件那么發(fā)合備用變低壓側(cè)開關(guān)命令。如若發(fā)跳工作令時高壓側(cè)已在合位，那么就可以直接判切換條件合低壓側(cè)。

（2）同時切換：起動后，首先發(fā)跳工作分支命令，如果此時高壓側(cè)開關(guān)不在合位，裝置合備用變高壓側(cè)開關(guān)，經(jīng)延時△T和同時切換合閘延時定值的最大值后判斷切換條件，若滿足條件，那么發(fā)合備用變低壓側(cè)開關(guān)命令。如若發(fā)跳工作令時高壓側(cè)已在合位，那么就可以直接在經(jīng)同時切換合閘延時后判切換條件合低壓側(cè)。

（三）現(xiàn)場試驗

接下來，筆者將從以下幾個方面進行現(xiàn)場試驗，以達到驗證快切裝置的邏輯以及冷備用技術(shù)的可行性等目的。

（1）對啟備變高低壓側(cè)合閘次序進行試驗，分析其對啟備變、保護及切換兩裝置所產(chǎn)生的影響;

（2）對比分析熱備用和冷備用兩種情況對廠用電系統(tǒng)的不同影響;

（3）對廠用電快切裝置在多種方式下的切換功能進行測試;

（4）最終獲取一個最佳的保護切換方案。

通過上述現(xiàn)場試驗以及對比分析，證實這些試驗的結(jié)果與RTDS試驗的結(jié)論具有一致性，主要表現(xiàn)為三點：一是不管是冷備用還是熱備用，勵磁涌流不會使變壓器差動保護誤動;二是快切時間的長短對母線電壓的恢復(fù)影響較大，最適宜的切換方案就是高、低壓側(cè)同時合閘;三是備用變由熱備轉(zhuǎn)為冷備是具有可操作性的。

3 結(jié)束語

總而言之，電廠啟備變采取冷備節(jié)能環(huán)保技術(shù)的優(yōu)勢作用是十分明顯的，它能夠在很大程度上避免啟備變的空載損耗，具有成本低、易推廣、省電耗等多重優(yōu)勢。極大地填補了我國在這一方面的空白與不足之處，值得國內(nèi)各企業(yè)，特別是電廠等能耗較高的企業(yè)推廣使用，它將在我國的國民經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮重要作用。

參考文獻

[1] 劉曉東，段蕊，蘇浩，焦斌.電廠啟備變冷備節(jié)能環(huán)保技術(shù)[J].內(nèi)蒙古石油化工，2011，20：98-100.

[2] 郭存瑞.發(fā)電廠啟備變冷備節(jié)能環(huán)保技術(shù)應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古石油化工，2013，08：123-124.

[3] 孟慶忠.達拉特電廠啟備變熱備用改冷備用的研究與應(yīng)用[D].華北電力大學，2014.