厂用电系统改造思路与方案实例＊——机组关停后电厂升压站转型为变电所后厂用电改造解决方案

沈永根

（华能国际电力股份有限公司长兴电厂，浙江 湖州 313100）

1 改造目的

根据华能集团公司“上大压小”计划安排和浙江省政府节能减排的统一布置，华能长兴电厂两台125 MW级机组已于2010年8月8日全部关停.根据电网需要，在长兴220 k V祥符变电所投产前，华能长兴电厂220 k V、110kV升压站全部电气设备及＃4主变、＃5主变（三绕组变220 k V、110kV、13.8 k V）以地区重要变电所方式继续运行，保证长兴区域110kV直供负荷的安全供电及华能长兴电厂的工作、生活用电.而主厂房区域内设备因机组关停将拆除进行资产处置.变电所所用电系统（原厂用电电源系统）均位于主厂房内，在主厂房设备资产处置工作进行前需将原厂用电电源系统、操作控制系统移出主厂房区域，以提供220 k V、110kV配电装置、拆除施工用电、＃4、＃5主变运行所需的电力及电厂办公用电和生活用电，确保机组设备能顺利拆除及设备处置后的企业正常生产经营.

2 改造总体思路

长兴电厂两台125 MW级机组已投运20年，其机组设计与概况应与现已关停或即将关停的同类机组有较多相似.本文所述厂用电系统改造思路及方案应可为同类型机组关停而电厂升压站还将运行的厂用电系统改造作参考交流.机组关停后原厂用电一次系统图见图1.

改造思路：新建6 k V厂用段代替改造前原在主厂房内的6 k VⅣ段、Ⅴ段母线.6 k V厂用段电源一路来自＃4高压厂变，一路来自＃03高压备变，两路互为备用.＃4高压厂变、＃03高压备变6 k V侧通过6 k V高压电缆引接到6 k V厂用段.厂区变、＃2生活变6 k V电源从新建6 k V厂用段用高压电缆引接到变压器.＃4高压厂变、＃03高压备变的控制、保护、测量及计量回路从原集控室移到网控室.原集控室、网控室直流系统及二次回路在本次改造中实施分离.改造后所必需的生产、办公和生活用电的380 V负荷通过转接、保留等方式接在380 V厂区段、＃2生活段上.380 V厂区段、＃2生活段之间用联络电缆连接，以增加改造后380 V负荷供电的稳定性，拟从干出灰MCC段引入厂外部电源到380 V厂区A、B段作为升压站生产用电紧急备用电源.改造后厂用电一次系统图见图2.

图前 机#全停后资产处置厂用电系统 改1后前一

3 改造方案

3.1 网控、集控直流系统及二次回路分离方案

由于机组设计、直流系统改造等历史原因，升压站区域内的网控室部分设备的直流电源仍由主厂房区域内的集控室直流系统供电.此次直流系统系统分离改造目的就是将网控室部分设备的直流电安全地由集控室直流系统供电切换到网控楼直流段，另外，还需将原集控室与网控室设备的二次回路安全分离，避免在拆除集控室设备时发生不安全事件，应该说直流系统分离工作是本次改造实施的基础性工作，电气二次设备的分离与利用、移位安装是本次系统改造的难点工作.

3.1.1 网控直流系统现状

现网控所有线路及＃4、＃5主变等单元间隔保护控制的直流电源都已从网控楼直流段引接.现网控楼公用控制电源（220 k V／110kVPT公用切换、220 k V／110kV母差保护、网控公用信号电源）仍由集控直流段供电，随着主厂房内＃4、＃5机组报废资产处置方案将实施，主厂房内的集控直流I、II段也将停用.网控楼公用控制电源也必须从集控直流I、II段分离出来，转接到网控楼直流段上来.

3.1.2 网控、集控直流系统分离方案

在网控直流加装过渡端子来实现网控直流电源与集控直流电源先并列再切换到网控楼直流段（直流不失电操作）.

网控楼直流母线电源如图3所示（少图），保留网控原控制电源（一）、（二）进线闸刀；信号电源（一）、（二）进线闸刀.在长泉2442线控制屏端子排上新增网控控制电源端子KZDZ2、信号电源端子XHDZ2各一组（电源改接时过渡用）.在仑电1706线控制屏上新加网控控制电源端子KZDZ1、信号电源端子XHDZ1各一组（电源改接时过渡用）.

分离实施步骤：

（1）准备工作：

① 分别从网控楼直流配电屏（一）、（二）引2×6控制电缆至网控仑电1706线、长泉2442线 控制屏上，其中长泉2442线控制屏上电缆接到新增网控控制电源开关KZDZ2上，仑电1706线控制屏上电缆接到新加控制电源端子排KZDZ1上.

② 信号电源：分别从网控楼直流配电屏（一）、（二）引2×6控制电缆至网控仑电1706线、长泉2442线 控制屏上，其中长泉2442线 控制屏上电缆接到新增网控信号电源端子排XHDZ2上，仑电1706线控制屏上电缆接到新加信号电源端子排XHDZ1上.

（2）实施分离工作：

① 合上网控中央控制屏上直流控制电源分段闸刀.

② 拉开集控直流II段配电屏上网控控制电源（二）开关，拉开长泉2442线控制屏上原网控控制电源（二）进线闸刀，在网控确认控制电源（二）进线闸刀上桩头无电后，控制电源（二）进线闸刀上桩头引线接至新增网控控制电源端子KZDZ2上，合上原网控控制电源.（二）进线闸刀.

③ 在网控直流II段配电屏上新增网控控制电源开关（二）上、下桩头正、负极性核相，正、负极性核相正确后，合上网控楼直流控制电源（二）开关（网控、集控直流电源并列）.观察网控直流情况无异常后，拉开集控I段配电屏上网控控制电源（一）开关，拉开原网控控制电源（一）进线闸刀，控制电源（一）进线闸刀上桩头引线接至新增网控控制电源端子排KZDZ（一）.

④ 在网控直流I段配电屏上合上网控楼直流控制电源（一）开关.网控中央控制屏上直流控制电源分段闸刀可根据运行情况而定运行方式.

3.1.3 网控、集控二次回路分离实施方案

（1）主变与发电机、高压厂变保护联跳回路：分别在网控保护室＃4、＃5主变保护A柜转接端子排上拆除主变与发电机保护联跳电缆端子线、与高压厂变保护联跳回路电缆端子线.

（2）＃4、＃5高压厂变电源开关保护联跳220 k V母联回路：在网控220 k V母联控制屏上拆除原＃4、＃5高压厂变电源开关保护跳220 k V母联开关电缆电缆端子线.

（3）＃4、＃5发电机开关状态在网控信号指示灯回路：分别在网控＃4、＃5主变控制屏上拆除原＃4、＃5发电机开关状态电缆端子线.

（4）集控系统电压显示回路：在网控母线记录型表计屏上拆除去集控（系统电压显示用）220 k V母线二次电压电缆端子线.

分离前、后网控控制电源示意图见图3、图4.

3.2 新建6 k V高压配电装置室

在主厂房区域外易地重建6 k V高压室方案体现出的优点是安全，改造后需运行电气设备与主厂房区域明显分离，在进行原主厂房内处置设备的拆除的同时，也能保证升压站全部涉网设备的安全运行.

高压室地点设在主厂房区域外检修楼东侧原空置房.考虑到节省改造费用，本次改造实施大部分材料利用原主厂房内已停用电气设备.考虑到＃1高压脱硫变单元投运时间不长，设备状况良好.本次改造配电柜用原脱硫6 k V段配电设备和＃1高压脱硫变6 k V侧4根3×185 mm2铜芯电缆.所有新放6 k V电缆在两端电缆头制作完成后做交接试验.电气设备主材料的二次利用使得本次改造实施费用大大降低.

3.2.1 完成新建6 k V高压配电装置室土建工作

按高压配电装置室土建设计图完成土建施工，完成高压配电基础预埋件安装和高压配电室接地装置安装，测试接地装置接地电阻合格.

3.2.2 ＃1高压脱硫变、脱硫6 k V母线、6 k V脱硫工作段工作电源进线开关／备用电源进线开关改检修

6 k V配电柜顶小母线从柜顶移下，保留完整待用.脱硫6 k V母线上各单元配电设备单独分离，保留6面柜作新高压室配电柜用.在＃1高压脱硫变6 k V侧汇流排处拆下4根6 k V高压电缆，并按电缆清册所列地点重新敷设.

3.2.3 新建6 k V高压室内配电装置安装就位

本次改造所需6面高压柜安装就位.高压柜就位屏体连接、母线排连接完成后，进行柜顶小母线安装，并将柜顶小母线按施工图引接至各配电柜内.

3.2.4 完成各配电柜的高压试验、五防调试工作

各开关柜的直流电源从网控直流段引接.完成厂区变、生活变开关柜保护校验，传动试验工作.

3.3 ＃4高压厂变单元移位改造方案

在完成直流电源分离和新建高压室内配电装置安装工作后，开始本次改造的核心工作（两路6 k V电源接入新建高压室）.在工作开始前，需对＃4高压厂变（＃03高压备变）保护装置因厂用电系统变动重新核算保护整定值.＃4高压厂变6 k V侧经新放电缆接入新建6 k V厂用段工作电源进线开关柜.＃4高压厂变控制、保护、计量、测量移接到网控，6 k V厂用段由＃4高压厂变送电.

3.3.1 ＃4高压厂变改检修

＃03高压备变带6 k VⅣ段、6 k VⅤ段运行，＃5高压厂变作为紧急备用电源（通过主厂房6 k V备用电源连接）.将＃4高压厂变6 k V侧旧电缆拆除，接上新电缆到6 k V厂用段工作电源进线开关进线桩头.完成＃4高压厂变预试工作.

3.3.2 ＃4高压厂变控制、保护、计量、测量装置从集控继保室拆移到网控室，控制、保护电源从网控直流

段引接

＃4高压厂变13.8 k V开关控制开关在网控控制屏备用间隔上；6 k V工作电源进线开关在开关柜就地控制，保留6 k V厂用工作段备用电源自投装置.＃4高压厂变保护屏安装在网控直流屏和＃4主变保护屏之间空余间隔，保护屏内分支保护作为6 k V工作电源进线开关保护.＃4高压厂变电度表安装在网控电度表屏上，功率变送器安装在网控变送器屏上.按施工图完成＃4高压厂变单元二次接线工作.检查控制、保护、计量、测量回路无误，＃4高压厂变保护传动试验正确后，＃4高压厂变单元具备投运条件.

3.3.3 厂区变、生活变6 k V电源改接到新建6 k V高压段

厂区变、＃1、＃2生活变改检修.380 V厂区段由＃03低压备变供电，380 V生活段停电一天.拆除厂区变、＃2生活变6 k V电源旧电缆，用新电缆分别引接到厂区变、生活变开关柜.

3.3.4 ＃4高压厂变送电核相

＃4高压厂变投运，经6 k V工作电源进线开关向6 k V厂用段母线送电，厂区变、＃2生活变送电，用厂区变380 V侧母排电压与厂区段母线电压（由主厂房内＃03低压备变供电）核相，核相正确后，合上厂区段工作电源进线开关，拉开厂区段备用电源进线开关，厂区段由厂区变供电.

3.4 ＃03高压备变单元移位改造方案

作为本次改造的核心工作之一，在＃4高压厂变单元移位改造成功投运后，开始将另一路6 k V电源接入到新建6 k V高压段.＃03高压备变6 k V侧经新放电缆接入新建6 k V厂用段备用电源进线开关柜.＃03高压备变控制、保护、计量、测量移接到网控.＃03高压备变6 k V侧与＃4高压厂变核相.

3.4.1 ＃03高压备变改检修

＃4高压厂变带6 k V厂用段运行，＃5高压厂变作为紧急备用电源.主厂房内用电由低压备用段从厂区段引入.将＃03高压备变6 k V侧旧电缆拆除，接上新电缆到6 k V厂用段备用电源进线开关进线桩头.完成＃03高压备变预防性试验工作.

3.4.2 ＃03高压备变控制、保护、计量、测量装置从集控继保室拆移到网控室，控制、保护电源从网控直流段引接

＃03高压备变110kV开关控制开关在网控控制屏备用间隔上；6 k V备用电源进线开关在开关柜就地控制，＃03高压备变保护屏安装在＃4高压厂变保护屏和＃4主变保护屏之间空余间隔，保护屏内分支保护作为6 k V备用电源进线开关保护.＃03高压备变电度表安装在网控电度表屏上，功率变送器安装在网控变送器屏上.按施工图完成＃03高压备变单元二次接线工作.检查控制、保护、计量、测量回路无误，＃03高压备变保护传动试验正确后，＃03高压备变单元具备投运条件.

3.4.3 ＃03高压备变与＃4高压厂变核相

从主厂房6 k V段母线PT柜拆下三台PT.PT一次侧接在6 k V备用电源进线开关上桩头，合上＃03高压备变110kV开关，＃03高压备变经6 k V侧电缆送电到备用电源进线开关上桩头（＃03高压备变6 k V开关断开），PT二次侧与6 k V厂用段母线（由＃4高压厂变供电）PT二次侧电压核相，核相正确.核相工作结束后，停运＃03高压备变.至此，本次厂用电6 k V系统改造工作结束.新建6 k V厂用段由＃03高压备变或＃4高压厂变供电，两者互为备用.

380 V厂用负荷转移改造方案、通讯／远动专业隔离方案本文不再详述，原则是在电源切换改接中保证重要负荷（双电源供电设备）不失电，同时考虑了全厂（所）失电时从外部引入紧急启动电源的接入和各380 V低压段上负荷的平衡.

4 结语

按照本次厂用电系统改造总体思路及方案，电厂在2011年12月至2012年3月安全、顺利地完成了本次厂用电系统改造工作，达到了改造预期效果.通过这次改造，还对整个厂用电系统用电设备进行了梳理，大大减少了厂变的投运台数，并对各380 V低压段上负荷进行了平衡、整理，现厂用电系统设备实际运行一段时间下来，还产生了较好的节能效益.

［1］GBJ－147－90.电气装置安装工程高压电气施工及验收规范［S］.

［2］GB50150－91.电气装置安装工程电气设备交接试验规程［S］.

［3］GB50171－92.电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范［S］.

［4］许正亚.发电厂继电保护整定计算及其运行技术［M］.北京：中国水利水电出版社，2009.

［5］王建华.电气工程师手册［M］.北京：机械工业出版社，2006.