水利发电厂厂用电系统可靠性分析

水利发电厂厂用电系统可靠性分析

朱亚波1莫晓航2

（1四川省紫坪铺开发有限责任公司紫坪铺水利发电厂610097；2四川紫坪铺开发有限责任公司）

摘要：水力发电厂厂用电系统的安全性和可靠性，是保证发电厂稳定运行的基础，发电厂厂用电系统的合理配置，可以将用电过程中一些不安全隐患进行最大可能消除。因此，本文对发电厂厂用电系统的可靠性，进行了简要的分析和阐述，通过制定相应的措施以此保证发电厂厂用电系统的安全性和可靠性，避免安全事故的发生，保证发电厂良好的经济效益。

关键词：发电厂；厂用电系统；可靠性；经济效益

厂用电系统与发电厂的正常运行，有着紧密的联系。因此，在发电厂厂用电系统运行的过程中，发电厂厂用电系统运行中可能发生的问题，或者会发生的问题，会严重影响发电厂的正常运行，使设备出现故障，若是情况相对较为严重的故障，还会引发一些安全事故的发生。因此，在发电厂厂用电系统运行的过程中，一定要对发电厂厂用电系统的可靠性，进行全面相应的分析，并且采取有效的控制措施，以此保证发电厂厂用电系统处于安全、稳定、可靠的运行状态，避免发生短路等现象的发生，从而保证发电厂生产的稳定性，并且提升了良好的经济效益。

1、发电厂厂用电电压等级以及运行方式

1.1等级分析

目前，我国发电厂厂用电电压等级一般是以3kv、6kv、10kv为主。若是发电厂发电机的容量为60mw以下的话，电压等级应当为10.5kv的时候，可以采用3kv作为发电厂厂用电电压；若是发电机容量在100-300mw的时候，可以选择6kv电压等级。但是，若是发电机容量为300mw以上的时候，一定要从发电厂的经济效益方面来考虑，可以利用3kv和6kv电压。

1.2运行方式

1.2.1在发电厂厂用电系统运行的过程中，一般都是以母线分段运行方式，若是变压器设备发生故障的话，那么变压器所供电的母线，应当与相邻的母线断开连接，从而保证良好的运行状态。

1.2.2黑启动电源主要是保证发电厂厂用电系统处于正常运行，并且通过厂用电自身的功能可以加强各个母线段的联络，可以有效的防止运行中故障发生，提高运行的可靠性。

2、案例分析

以我国某发电厂厂用电系统为例，并且在发电厂厂用电系的两侧安装6台单机额定容

量为300MW的水轮发电机组，并且该项工程主要是以农田灌溉，和城市供水为主，并且还兼有发电、防洪、环境等方面，在当地的发展中，占据着不可代替的作用。但是，在该发电厂厂用电系统运行的过程中，由于厂用电安全管理、维护、接线等原因，从而可能导致发电厂厂用电系统的可靠性相对较差，从而可能会引起不安全事故的发生，不仅导致发电厂厂用电系统无法正常的运行，发电厂的经济效益受到损失，还会造成当地的一些局部地区发生断电的现象，社会效益也会有所下降，这样对该发电厂的发展是非常不利的，具体影响发电厂厂用电系统可靠性的因素如下：

2.1由于发电厂厂用电系统结构自身的特性，并且经常会受到一些地区环境的影响，若是遇到雷电天气的话，经常会受到雷电的影响是，这样会严重影响了发电厂厂用电系统的稳定性。

2.2发电厂厂用电系统内部母线连接方式，和设备运行方式，都会影响发电厂厂用电系统运行中的可靠性。

2.3在发电厂厂用电系统运行的过程中，第三电路是保证发电厂厂用电系统运行可靠性的关键，但是黑启动却成为发电厂厂用电系统安全、可靠运行的关键。

2.4在发电厂厂用电系统运行的过程中，低压开关自动投入功能是保证系统可靠运行的一项重要内容。但是，若是低压开关自动投入功能相对较差的话，或者失效的话，那么发电厂厂用电系统的可靠性，也会随之下降。

3、发电厂厂用电系统设计分析

3.1发电机设计

发电机是发电厂厂用电系统中，非常重要的一项内容，因此在发电厂厂用电系统设计的过程中，应当对该方面给予足够的重视，影响发电机出口的位置，装设断路器，并且一定要保证电气系统主接线的连接，处于清晰、合理的状态，这样可以保证发电机设备处于可靠、安全的运行状态。另外，对其它辅助设备的数量和容量等方面，也要进行可科学、合理的设置，根据发电厂的实际情况进行设计，这样可以为机组调试和后期的维护，提供了相对便利的条件，提升发电机组的利用效率。

3.2基础容量设计

在发电厂厂用电系统设计的过程中，基础容量是必不可少的一项内容，若是发电厂厂用电系统的母线为500kv的话，并且没有采用专用的供电线路，那么在发电厂厂用电系统基础容量的设计和投放上，是有着一定要求的，一定要根据我国发电厂厂用电系统运行设计，进行基础容量的设计，这样才能保证发电厂厂用电系统的可靠性。

3.3备用电源的设计

在发电厂不断的发展的过程中，其规模也会不断的扩大，这时发电厂厂用电系统也会发生一定程度上的变化。因此，在发电厂厂用电系统设计的过程中，一定要对发电厂扩建作为重点考虑的对象，根据发电厂厂用电系统运行的情况，设置备用的电源是，并且制定相对准确的母线联络方案，例如：图1所示，以此避免电源发生突然中断的现象。

图1为：上述案例母线联络方案

4、提升发电厂厂用电系统可靠性的主要措施

厂用电系统是发电厂运行的基础，若是厂用电系统的可靠性，直接影响着发电厂的生产，以及良好的经济效益。因此，在下面的内容中，针对上述影响发电厂厂用电系统的因素，对提升发电厂厂用电系统可靠性，进行了简要的分析和阐述，其主要的目的就是保证发电厂厂用电系统的安全性和可靠性。

4.1厂用电系统结构监控

近几年，很多发电厂为了保证厂用电系统的安全性和可靠性，提升发电厂厂用电系统自动化的性能，逐渐将用电监控技术应用到其中，主要包括有：计算机测量、继电保护和自动控制、现场总线及通信等技术形式，以此实现电气系统的运行、控制、以及故障信息管理等功能，并且在很大程度上实现了在线自动化监控的模式。但是，在发电厂厂用电系统结构监控的过程中，一定要注意以下几个方面：

4.1.1结构监控系统主要是利用分散式就地安装的方式，并且智能前段装置一定要安装在框架式断路器内，但是对框架式断路器的额定电压也是有着一定要求的，一般情况下框架式断路器的额定电压为10kv；

4.1.2通过利用现场总线将这些前端装置设备的通信接口，进行有效的连接，从而形成一个电气监控系统网络，其主要的目的就是对发电厂厂用电系统的运行状态，进行详细的判断，为发电厂厂用电系统后期的维护，提供了重要的参考依据。

4.1.3通过利用以太网对各项电气设备，进行有效的连接，主要是将数据库服务器、运行工作站、维护工程师站、远动工作站等方面，组成电气监控管理上位监控系统，以此监测发电厂厂用电系统是否处于安全、可靠的运行状态。

4.2加强相关设备的维护

加强发电厂厂用电系统中设备的维护，是保证发电厂厂用电系统可靠性的一个有效方式。因此，在发电厂厂用电系统运行的过程中，一定要根据监控系统是监测到的数据，对相关设备的运行状态，进行全面的检查。并且，在检查的过程中，一旦发电厂厂用电设备发生任何问题和故障，一定要的进行及时的维护，确保发电厂厂用电设备处于正常、稳定的运行状态。例如：在上述案例中，为了保证厂用电系统高低压开关自投功能的有效实现，那么一定要保证高低压开关备自投动作时间的整定，以及一些相应的闭锁，保证动作的正确性。但若是备自投动作失败的话，那么一定要进行人工干预，来确保发电厂厂用电系统运行的可靠性。

4.3加强工作人员的专业性

发电厂厂用电系统具有一定的复杂性，因此对相关工作人员的整体素质要求也相对较高，所以加强工作人员的专业性，是非常必要的，例如：发电厂厂用电系统若是出现短时间的停电现象，那么工作人员应当快速的根据发电厂厂用电系统实际的运行状态，以及各项设备的运行状态，对发电厂厂用电系统进行相应的操作和维护，从而保证在最短的时间内恢复良好的供电模式，提升发电厂厂用电系统的可靠性。

5、发电厂厂用电系统中黑启动的注意事项

黑启动是发电厂厂用电系统中，非常中的一项内容，其存在的意义就是提升发电厂厂用电系统的可靠性。但是，为了保证黑启动的启动成功率，一定要注意以下几个问题：

5.1调速系统

黑启动若是处于正常运行的情况下，油压装置内部的油压，可以在一定程度上保证电机组处于一次稳定的运行状态，但是需要对发电机压油装置油罐内部的油气比例，进行一定程度上的控制，并且压油槽的油位，一定不能低于操作的最低油位。另外，若是情况允许的话，可以利用手动补气维持的方式，保证油压操作处于正常的运行状态。同时，在手动开机的时候，对发电机组运行中的转动速度进行有效的控制，这主要是避免因为发电机转动速度过快，引发的一些保护动作，造成黑启动失败，使发电厂厂用电系统得不到有效的保证，降低了可靠性。

5.2励磁系统

在发电厂厂用电系统中黑启动的过程中，若是缺乏发厂用交流电源的话，励磁系统功率柜风机无法正常工作，会受到功率柜温度的限制，导致励磁系统无法处于长时间的运行状态。那么，在这个情况下，相关的工作人员应当对功率柜温度变化的情况，进行有效的监控，并且若是黑启动机组需要带系统进行充电的话，就需要对电线路末端的电压问题，进行综合性的考虑，所以黑启动机组带长线路起励时应采用慢速零起升压的方式，以此保证黑启动的稳定性和安全性。

5.3辅助设备

若是交流电源失效的话，发电机组供排水系统和一些电动机就无法处于正常的工作状态，在启动的时候，就会在短时内出现发电机有些部位积水的现象，这样很容易导致发电机内部进水，发电机绝缘下降，发电机就无法正常的黑启动。机组技术供水系统电动阀因交流电源消失也无法自动开启，黑启动的过程中只有手动打开，并且要手动的调整好机组技术供水各部的水压，才能保证的发电机启动黑启动成功。因此，在黑启动的过程中，一定要对发电机组的供排水情况，进行全面的检查和监控，有效的缩短黑启动的时间，保证发电厂厂用电的可靠性。

5.4直流系统

黑启动的过程中，一定要对直流系统蓄电池的电压变化情况进行监视，这主要是因为直流系统是黑启动在运行中，唯一给发电机一些重要设备供电保障，也是电站监控系统、继电保护、操作、控制、励磁、调速器、通信、事故照明等系统运行的基础。另外，若是蓄电池电压下降的速度相对较快的话，应切除一些不重要的符合，保证一些重要负荷的运行，避免发电机黑启动的胜利进行。

5.5变压器

应当根据发电厂厂用电系统主接线的连接方式，加大变压器投放的力度，主要是以为变压器是保证发电厂厂用电系统可靠运行的基础。同时，若是电源处于失效的状态下，那么一定要对变压器的油温和线圈温度，进行相应的监测，并且在检测的过程中，若是情况需要的话，可以适当退出相应的变压器，启用备用电源变压器，避免发电厂厂用电系统中变压器发生运行故障。

结束语：

通过以上的综合论述，得出以下几个内容：

1、本文对发电厂厂用电电压等级、运行方式等方面，进行了简要的分析和阐述，并且根据案例的形式，探讨了影响发电厂厂用电系统可靠性的一些因素，这样可以为如何提升发电厂厂用电系统可靠性，给予一定的参考。

2、从不同方面对如何提升发电厂厂用电系统的可靠性，有着一个简要的概述，并且对发电厂厂用电系统中黑启动需要注意的一些问题，进行了详细的明确，其主要的目的就是保安发电厂厂用电系统处于安全、可靠的运行，进而避免发电厂厂用电系统安全事故的发生，为发电厂带来了良好的经济效益。

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