浅析300WM火电机组厂用电源系统的优化改造
一、引言
300WM火电机组厂用电系统的启动备用电源，设计均取自于电网。而自电网下电的电价远远高出电厂上网电价，“合理的利用机组厂高变的设计余量，替代备高变全部或部分接带非正常运行机组必需的厂用负荷，实现机组间的厂用负荷互带后，可以将备用电源变压器转为冷备用方式，在机组出现故障时直接投运接带事故负荷。从而可以降低公司的生产成本。”
二、300WM火电机组厂用电源系统现状分析
目前火电厂下网电价远远高出上网电价，因此备高变下电接带厂用负荷及备高变的空载损耗较大的提高了火电厂的生产成本。同时即使300WM机组全年无备用检修状态而正常运行，备高变空载损耗也是非常大的。备高变低压侧双分支直接用共箱母线引接至机组工作母线作为机组的备用电源。因此火电厂机组厂用电源系统通过备高变低压侧共箱母线相互联络，但与备高变为硬连接，不能直接实现机组的厂用电源互带。需对备高变低压侧分支引出方式进行改造，将低压侧分支与共箱母线连接断开，在断口间加装断路器。
三、300WM火电机组厂用电源系统安全性分析
1、运行机组接带停运机组厂用负荷的安全性分析
在300WM火电机组中，对一台机组进行检修、备用，另外一台运行，厂用负荷都可以用运行机组厂高变的余量接带。历史统计显示，正常运行的机组可以用厂高变的余量启动机组的厂用负荷，因此300WM火电机组在一台运行，另一台检修、备用的情况下，可以用机组厂高变的余量启动运行机组厂用负荷，极大地减少了火电厂的电量，另一方面，300WM火电机组在正常运行的状态下，可以对机组的厂用负荷进行跟踪监测，如果运行机组使用的是暗备方式，机组中有一台发生电气系统故障时，容易引发整个火电机组的故障，影响火电厂的生产，也使得火电机组的安全性降低。
2、备高变冷备用运行方式的安全性分析
“一般情况下，300WM火电机组备高变采用的是热备用方式，这种方式可以通过微机快切装置对厂用负荷进行控制，当火电机组发生故障时，可以快速的对备高变低压侧分支开关接带事故机组进行控制，防止事故的恶化。相对于热备用方式，冷备用方式在供电上可以保证安全可靠，冷备用是利用微机快切装置将合备高变低压侧分支开关改为合高、低压侧开关的方式。受高压侧开关空合瞬间产生的励磁涌流的影响这两种备用方式并不能保证机组发生事故时备高变的可靠性。”
四、变压器涌流抑制器的原理及应用
1、变压器励磁涌流抑制原理
励磁涌流是指当电压突增时，会产生偏磁现象，导致铁芯过度饱和，在磁链守恒定律下，机组中变压器励磁电流会持续的增大至机组正常运行电压的尽百倍。当出现励磁涌流剧增的情况下，变压器的电阻会对励磁涌流有抑制作用，励磁涌流经过电阻的抑制会按时间常数衰减。对变压器励磁涌流进行抑制，需要通过偏磁与原磁路剩磁抵消产生的涌流来进行抑制。在变压器中可以进行电源电压相位角切除的方法对磁路剩磁的测算，从而为下次变压器运行时选择合适的合闸相位角提供依据，在找到合适的相位角之后，磁路经过偏磁抵消掉剩磁之后，将不会进入饱和状态，励磁涌流也将会被彻底的消除，达到抑制的目的。
2、变压器励磁涌流抑制方法的应用
在变压器励磁涌流抑制方法的实际应用中，涌流抑制器通过电压互感器可以测算出电压的相位角，并对断路器发出指令，断路器接到指令之后，通过辅助接点向涌流抑制器提供断路器分合闸的时间信号。变压器在获得断路器分合闸的时间后，对励磁涌流抑制器发出指令，通过微机快切装置将合闸指令传至励磁涌流控制器中，并作记录，当抑制器在选择合适的时间之后，会对备高变压侧断路器发挥合闸的指令，从而安全的投入到变压器中。
五、对300WM火电机组厂用电源系统改造方案
结合上述的分析，对300WM火电机组厂用电源系统进行改造，主要是单机运行时将停运机组厂用电负荷转移至运行机组，减少从电网下电，以便厂用电系统相互倒供，因此必须要结合火电厂机组运行的实际情况，通过联络开关的改造，实现单机运行时运行机组厂用电母线与未运行机组厂用电母线能够相互倒供，减少未运行机组下网电量。在单机运行时，因未运机组厂用电系统实际负荷较小或有些已经无重要负荷，为减少未运行机组厂用电源变压器空载损耗，通过实行单边电源供电及将无负荷电源停电，减少停运机组变压器空载损耗。另针对启动备用变压器励磁涌流进行改造，以便其能够实现冷备用又能够保证安全。
改造的过程为：根据电厂实际情况，对各高、低压厂用电源母线进行改造，以便机组停运后能够将相应电源母线停运，减少厂用电源变压器空载损耗。其次改造在电源快切装置出口加装变压器励磁涌流抑制器，用于接受快切指令给备高变高压侧开关下达合闸指令，并对备高变低压侧分支引出方式进行改造，将低压侧分支与共箱母线的连接断开，在断口间加装断路器，备高变转为冷备用后，断开新加装断路器，机组的厂用电源系统通过共箱母线实现厂用互带。将备高变低压侧分支与共箱母线的连接断开后，在断口之间之间分别安装带有电流互感器的断路器。在机组快切装置屏安装备高变励磁涌流抑制器。对机组6KV厂用快切装置进行技术升级，根据6KV厂用优化后运行方式的调整，对快切装置动作逻辑进行修订和完善，增加保护压板，改造后一次系统的远方操作及报警信号进行逻辑修改和完善，实现远方手动操作和自动联锁功能。
六、结语
通过对300WM火电机组厂用电源系统的优化改造的分析，在改造之后，火电机组可以使用运行机组接带启动机组厂用负荷的方式开机，从而节省了电量，降低了机组运行的成本，并通过对厂用电源母线改造，实现在机组的不同运行方式下，减少下网电量，在火电厂节能减排的趋势下，大大节省了能源消耗，实现节能降耗，为企业带来了经济和社会效益，推动了发电企业的发展。
（作者单位：云南华电巡检司发电有限公司）