如何提高厂用电压稳定性

摘 要：本文主要针对大型发电厂在启动大容量电机时对高压厂用电压的影响较大，通过实例分析存在问题，提出有效应对措施，从而防止对低压用户产生影响。

关键词：电压；问题；措施

随着机组容量的增大，其厂用负荷容量也相应增加。负荷增加主要来自两个方面：一是原有工艺流程中机组辅机容量的增大；二是由于政府颁布的环境保护法律、法规所引起工艺流程的增加，从而增加了大量的辅机。

随着发电厂厂用负荷容量的增加，厂用电压等级也经历了从3KV、6KV、10KV的发展过程。容量为600MW及以上的机组，其高压厂用电系统可根据工程具体条件选择10KV、3KV两级或者6KV一级。为了获得较高的经济效益，在满足技术要求的前提下，应该优先采用较低的电压等级。某厂用高电压采用的是6KV电压等级。

一、案例

某发电厂，2015年8月18日，接中调令：启动1号机组，当时#2机组尚未停运，考虑到启动备用变（下称启备变）容量限制，根据两台机组辅机运行情况，平衡两段电压正常，#1机组采取单侧风机运行方式启动。14：00，生产准备组运行乙班接班后，继续启动1号机组。15：15，1号机组并网，带初始负荷暧机。18：10，1号机组带负荷106.1MW，D、F磨运行，D磨在等离子运行模式，F磨在正常运行模式；厂用6kV 1A、6kV 1B段由启备变供电，其中D磨等离子点火变接在6kV 1A段，B引、送风机接在6kV 1B段；#2机组此时已停止运行，考虑到单侧风组运行高负荷时并列风机风险较大，决定启动A侧风组。18：12：47，运行人员启动A引风机，启动后电流表计顶表， A引风机启动后1S内，6kV 1A段母线电压降低到额定电压的84.1%（二次48.6V），理论折算，在A引风机启动时低压380V母线电压最低降低到84.2%额定值（320V），甚至更低。查阅厂家提供的等离子说明书对电源的相关的要求：等离子正常工作电源要求380±10%V。超过额定值的±15%将保护跳闸。18：13：02，接于6KVA段的D层等离子由于欠压跳闸，联关D磨煤机出口门；D磨煤机跳闸，首出为磨煤机D运行时磨煤机出口门关闭。18：17：14，全炉膛火焰丧失条件成立，导致F磨煤机跳闸，锅炉MFT动作跳闸，联跳汽机、发电机。

该厂引风机为6kV最大容量的電机，容量为7300kW。按照《火力发电厂厂用电设计技术规定DL/T 5153-2002》中“5.4.1最大容量的电动机正常起动时，厂用母线的电压应不低于额定电压的80%”满足要求，但是厂用低压等离子电压不满足工作要求额定电压±15%波动要求，是导致这次跳机事件的主要原因。

二、现状分析

某厂厂用电概况如下：两台发电机总装机容量为2×660MW，均为上海汽轮发电机厂产品，采用自并励静止励磁方式，发电机定子电压为20kV。主变采用三相双绕组强油风冷无励磁调压变压器，750MVA/220kV。发电机出口不装设断路器，以发电机—变压器单元接线接入220kV配电装置。每台机组配置一台高厂变，三相分裂油浸式，单台容量为50MVA/31.5MVA/31.5MVA。两台机组共配置一台启备变，为三相分裂油浸式， 容量为50MVA/31.5MVA/31.5MVA。

正常情况下，机组6kV厂用电自带，发电机与系统解列前，由启备变接带6kV厂用电运行。启备变作为6kV厂用1A段、6kV厂用1B段、6kV厂用2A段、6kV厂用2B段的调试及检修电源；当满足厂用备自投的条件时，上述4段可手动或自动由工作电源与备用电源互切。其中机组等离子变电源取自6KV 1A段。

由于近几年经济技术发展迅速，电厂燃油消耗比较大，油价攀升严重，导致电厂运营成本上升，为降低企业经营成本，新建电厂已较多改为等离子点火方式。等离子点火方式具备经济、环保、高效、简单、安全等突出特点，最近几年国内发展使用比较广泛。而设备正常运行时对厂用电压稳定性提出了更高的要求。影响母线的带负荷能力因素有开关设备的额定开断电流，高压厂用变压器的电抗和最大电动机容量。由于开关设备额定开断电流及高压厂用变压器的电抗在电厂设计时已经考虑进去，满足要求，但是三相电动机的瞬时启动电流较大，一般是电机额定电流的5-7倍，这么大电流瞬间作用于母线上，必然会造成线路电压降低，从而拉低电网电压和周波。而目前大机组电机容量更大，启动时对电压和周波的影响将会更加明显。目前电厂中容量最大的电动机是A/B引风机和电动给水泵。

机组正常中可能启动容量较大电机情况有以下几种：

1）引风机RB后重新启动；

2）滑参数停机过程中需启动电动给水泵，稳定给水流量；

3）机组采用单侧风组启动方式时另一侧风组并列时的情况。

三、应对措施

（一）提高6KV电压水平

分两种方式，其一，将#1、#2机组主变分接头由第III档（242/22kV）调整至第IV档（235.95/22kV），经中调审批后实施，以提高稳定厂用电电压水平；其二，若用启备变带载，可通过调节启备变分接头位置达到调节电压的目的。当电源频率一定时.电源电压的高低将直接影响电动机的启动特性。当电源电压过低时，电动机定子绕组所产生的旋转磁场减弱。由于电磁转矩与电源电压的平方成正比，所以，电动机启动转矩不够，造成电动机启动困难将引起负载电流分量增大的数值大于激磁电流分量减少的数值。所以，在额定电压 士5%范围内，维持略高电压水平有助于降低启动电流，增加电动机启动转矩，有效降低启动电流对母线电压的影响。

（二）优化运行方式，做好风险预控

运行人员在启动大设备时，加强厂用电6kV、380V母线电压监视，确保电压在正常运行范围内；预先评估对于可能造成电压过低而影响到机组安全运行的设备，如有必要应先进行设备转移安全措施，调整运行方式后，再启动大功率设备。

（三）优化开机流程

如果机组启动时是以单侧风组运行方式，可先启动与等离子变同侧风组，从而避免另一组风机启动时影响到等离子运行。

（四）通过技改满足电压要求

如果以上方法均不能满足设备安全运行电压要求，那么通过技术改造比如改变电动机为星三角Y-Δ启动方式，降低额定电压启动将大幅降低启动过程对母线电压的冲击，从而使厂用电压稳定性增强。

参考文献：

[1] 火力发电厂厂用电设计技术规定DL/T.5153-2002.

作者简介：胡金龙（1989-），男，汉族，河南人，本科，助理工程师，副操作员，研究方向：电厂安全运行。