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熱電廠利用余熱發(fā)電對廠用電系統(tǒng)的影響分析

河北冀研能源科學(xué)技術(shù)研究院的研究人員張立、牟法海等，在2018年第7期《電氣技術(shù)》雜志上撰文，簡述了熱電廠利用余壓余熱發(fā)電的工作原理，在發(fā)電機(jī)選型、容量選擇和接入高壓廠用母線并網(wǎng)運(yùn)行過程中對廠用電系統(tǒng)安全運(yùn)行可能產(chǎn)生的影響方面進(jìn)行了分析，并在發(fā)電機(jī)選型和參數(shù)選擇方面提出了建議，確保新增加電機(jī)后不影響廠用電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。最后結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行了計(jì)算和分析。

（來源：電氣技術(shù) 作者：張立、牟法海等）

熱電廠為了實(shí)現(xiàn)能量的梯級利用，增設(shè)余壓利用汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組，其工作原理是利用主汽輪機(jī)采暖抽汽的能級差驅(qū)動功熱汽輪機(jī)拖動發(fā)電機(jī)發(fā)電供機(jī)組廠用電自用，增加背壓式汽輪機(jī)組后可充分發(fā)揮熱電聯(lián)產(chǎn)優(yōu)勢，提高蒸汽利用效率，達(dá)到節(jié)能降耗提高運(yùn)行效益的目的。

增加背壓式汽輪機(jī)組的原則是以滿足熱負(fù)荷為主，在保證機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上最大化利用壓差進(jìn)行做功發(fā)電。背壓式汽輪機(jī)組容量選擇一般是根據(jù)蒸汽量、蒸汽焓降和廠用負(fù)荷進(jìn)行選擇，根據(jù)以上原則選擇的汽輪機(jī)組對于并網(wǎng)段來說屬于大容量的電機(jī)，在其運(yùn)行過程中勢必對高壓廠用系統(tǒng)有影響，所以在確定新增加電機(jī)型號和容量前需要校驗(yàn)其對系統(tǒng)的影響，確保高壓廠用電系統(tǒng)的安全。

1 電氣系統(tǒng)配置

根據(jù)電廠電壓等級結(jié)構(gòu)和負(fù)荷分布，汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電后接入廠用高壓段可以使余熱余壓做功利用最大化，所以發(fā)電機(jī)一般接入廠用高壓段。

根據(jù)電廠接線方式電機(jī)可以接入高壓工作段(見圖1)或高壓公用段(見圖2)，一般高壓公用段與兩臺機(jī)組高壓段互聯(lián)，一段為正常工作電源另一段為備用電源，所以電機(jī)接入公用段可以把發(fā)電負(fù)荷更方便的在兩個(gè)機(jī)組之間切換，當(dāng)一臺機(jī)組停機(jī)時(shí)可以把發(fā)電負(fù)荷轉(zhuǎn)移到另臺機(jī)組的高壓段，汽輪機(jī)組利用率更高。

如果高壓廠用段無合適備用間隔而且在空間上增加間隔比較困難，就可以考慮在發(fā)電機(jī)安裝地增加一段高壓首站，并網(wǎng)開關(guān)放在高壓首站，再由高壓首站接入廠用高壓段(見圖3)。

圖1 接入廠用高壓工作段系統(tǒng)示意圖

圖2 接入廠用高壓公用段系統(tǒng)示意圖

圖3 新增高壓首站系統(tǒng)示意圖

電機(jī)的并網(wǎng)操作在遠(yuǎn)方DCS操作完成，發(fā)電機(jī)的電流、電壓、功率、無功、功率因數(shù)等電氣參數(shù)接入到電氣監(jiān)控畫面能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方監(jiān)控。

電機(jī)配備繼電保護(hù)裝置能確保發(fā)電機(jī)故障狀態(tài)下能從系統(tǒng)切除掉，不會造成故障擴(kuò)大，不影響廠用系統(tǒng)安全運(yùn)行。發(fā)電機(jī)配備的保護(hù)包括：差動速斷、比例差動、過流速斷、限時(shí)過流、過負(fù)荷、零序過流、低電壓、逆功率等保護(hù)。

在電機(jī)并網(wǎng)發(fā)電運(yùn)行后，小汽機(jī)發(fā)電機(jī)組出力可以根據(jù)所接入高壓段負(fù)荷變化進(jìn)行調(diào)整，滿足發(fā)電機(jī)所發(fā)電量本段消耗，自發(fā)自用，不影響系統(tǒng)原運(yùn)行方式。