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配網(wǎng)供電中備用發(fā)電機的應(yīng)用

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配網(wǎng)供電中備用發(fā)電機的應(yīng)用

摘要:深入研究了配網(wǎng)供電備用發(fā)電機的作用以及備用發(fā)電機并聯(lián)入網(wǎng)結(jié)構(gòu),綜合分析了備用發(fā)電機選擇的技術(shù)、經(jīng)濟、環(huán)境指標,并從發(fā)電機容量、發(fā)電機類型、發(fā)電機臺數(shù)和發(fā)電機控制等方面研究了備用發(fā)電機的應(yīng)用,以期為供電企業(yè)電網(wǎng)規(guī)劃提供有益的參考。

關(guān)鍵詞:供電企業(yè);配網(wǎng)供電;備用發(fā)電機;自動化控制

引言

根據(jù)《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(GB50052—2009),配電網(wǎng)除雙重電源供電外,還應(yīng)當增設(shè)應(yīng)急電源,并嚴禁將其他負荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。其中,應(yīng)急電源是指維持電氣設(shè)備、電氣裝置運行的供電系統(tǒng),其設(shè)置目的是降低非正常停電對環(huán)境、設(shè)備造成的損失和傷害。

1備用發(fā)電機在配網(wǎng)供電中的并網(wǎng)方式

在配網(wǎng)供電系統(tǒng)中,備用發(fā)電機可通過并聯(lián)方式并網(wǎng),如圖1所示,且每個發(fā)電機都具備能夠調(diào)節(jié)子電壓和頻率的控制器。當配網(wǎng)供電中斷時,控制器會自動啟動備用發(fā)電機,經(jīng)總線并聯(lián)兩臺及以上的備用發(fā)電機,實現(xiàn)備用發(fā)電機荷載負載均衡,保障各發(fā)電機均衡提供負載需要的總電量。通過多臺子備用發(fā)電機均衡負載,可滿足特殊情況的供配電需求。

2備用發(fā)電機組選擇依據(jù)

在選擇備用發(fā)電機時,應(yīng)根據(jù)供電配網(wǎng)內(nèi)供電保障類型合理選擇備用發(fā)電機組。當備用發(fā)電機組作為通信保障供電時,必須符合《通信用柴油發(fā)電機組的進網(wǎng)質(zhì)量認證檢測實施細則》24項性能指標要求和GB2820—1997中G3、G4級發(fā)電機規(guī)定要求,并通過行業(yè)主管部門設(shè)立的通信電源設(shè)備質(zhì)量檢驗監(jiān)督。當備用發(fā)電機組作為軍事通信供電用柴油發(fā)電機組時,應(yīng)滿足《通信電源設(shè)備的質(zhì)量檢測標準》相關(guān)規(guī)定和GB2820—1997中相關(guān)要求,并經(jīng)相關(guān)組織部門檢驗。在選擇備用發(fā)電機組時,應(yīng)重點考慮發(fā)電機組機械性能、電氣性能、負荷容量、變化范圍和自動化功能等。結(jié)合發(fā)電機組用途,確定備用發(fā)電機容量、變化范圍,并根據(jù)供電保障需求合理選擇發(fā)電機組自動化功能。

3備用發(fā)電機組選擇要求

根據(jù)供電配網(wǎng)相關(guān)政策要求,選擇備用發(fā)電機時應(yīng)重點關(guān)注以下性能指標:

3.1外觀要求

在選擇備用發(fā)電機時,應(yīng)根據(jù)供配電要求合理選擇發(fā)電機界限尺寸、安裝尺寸、連接尺寸等,并檢查機組焊接質(zhì)量、焊縫質(zhì)量,確保焊縫均勻,無虛焊、空焊、漏焊、夾渣、氣孔等問題,確保發(fā)電機外觀無明顯裂縫、脫落、銹蝕等現(xiàn)象,鍍層應(yīng)光滑,機組緊固件應(yīng)緊固到位,無松動、脫落等問題。備用發(fā)電機電氣安裝應(yīng)符合電氣電路圖要求,機組各導線連接處不應(yīng)出現(xiàn)易脫落的明顯標志,柴油發(fā)電機端子接觸應(yīng)良好、可靠。此外,在備用發(fā)電機進場時,應(yīng)重點檢查發(fā)電機標牌內(nèi)容,確保發(fā)電機型號、參數(shù)與標牌相符。

3.2絕緣電阻與絕緣強度

備用發(fā)電機選擇應(yīng)符合配電網(wǎng)絕緣電阻和絕緣強度要求,備用發(fā)電機獨立電氣回路接地及回路間絕緣電阻應(yīng)不小于2MΩ,回路接地及回路間承載的交流試驗電壓應(yīng)確保1min內(nèi)無擊穿或閃絡(luò)問題?;芈冯妷汉驮囼炿妷簯?yīng)控制在100~1440V。

3.3相序要求

發(fā)電機控制屏幕接線端子相序排布應(yīng)遵循自左至右或由上而下的順序。

3.4運行溫度要求

備用發(fā)電機運行應(yīng)具備加熱裝置,滿足特殊情況下應(yīng)急啟動及快速加載時機油溫度要求。備用發(fā)電機冷卻介質(zhì)溫度應(yīng)大于15℃。

3.5備用發(fā)電機可靠性檢查

在供電配網(wǎng)中,為滿足應(yīng)急情況下備用發(fā)電機快速啟動、切換要求,供電企業(yè)應(yīng)定期對備用發(fā)電機進行可靠性檢查,重點檢查備用發(fā)電機接到自控或遙控啟動指令后是否自動啟動;機組自動啟動3次失敗后是否自動發(fā)出啟動失敗信號,控制程序是否將啟動指令發(fā)送給另一臺備用機組;啟動命令發(fā)出至供電荷載時間應(yīng)控制在3min以內(nèi);備用發(fā)電機加載后不應(yīng)低于標定負載的50%;當發(fā)出停機指令或供配電供電恢復(fù)后,備用發(fā)電機控制是否能夠?qū)崿F(xiàn)自動切換或自動停機,且其停機延遲應(yīng)符合發(fā)電機參數(shù)要求。

3.6電力參數(shù)

在備用發(fā)電機容量滿足應(yīng)急供電要求的前提下,備用發(fā)電機空載電壓整定范圍應(yīng)控制在標定電壓的95%~105%。同時,備用發(fā)電機應(yīng)具備相應(yīng)的自動保護功能,當發(fā)電機組、線路出現(xiàn)250kW以內(nèi)短路、過電流、溫度過高、油壓過低時,備用發(fā)電機應(yīng)自動報警。同時,在空載額定標壓下,備用發(fā)電機線電壓波形正弦畸變率應(yīng)控制在5以內(nèi),電壓穩(wěn)態(tài)調(diào)整率應(yīng)控制在32%以內(nèi),電壓穩(wěn)定時間應(yīng)小于1.5~2s,電壓波動率應(yīng)小于0.5%。

3.7噪聲控制

根據(jù)相關(guān)技術(shù)要求和城市噪聲控制要求,備用發(fā)電機1m處噪聲聲壓平均值應(yīng)低于102dB,其運行時外部噪聲中,白天噪聲應(yīng)低于50dB,夜間噪聲應(yīng)低于45dB。經(jīng)研究表明,當噪聲低于40dB時,工作人員能夠保持注意力集中;當噪聲高于50dB時,工作人員易出現(xiàn)情緒暴躁、聽力下降、神經(jīng)衰弱等問題。因此,供電企業(yè)在選擇發(fā)電機組時應(yīng)加強對噪聲控制的衡量,保障供電企業(yè)工作人員身心健康。

3.8運行工況

除備用發(fā)電機電力參數(shù)要求外,還需綜合考慮發(fā)電機負荷和能耗,在標定工況下連續(xù)運行12h(包括過載10h,運行1h)情況下,測算發(fā)電機組能耗情況,并與技術(shù)說明書進行核對,確保發(fā)電機能耗滿足經(jīng)濟指標控制要求。在運行工況監(jiān)測工程中,供電企業(yè)應(yīng)對發(fā)電機組運行狀態(tài)進行檢查,重點檢查有無漏水、漏氣等情況。

3.9備用發(fā)電機組自動化控制要求

根據(jù)關(guān)鍵供電保障區(qū)域用電負荷、容量、切換保障時間等要求,供電企業(yè)應(yīng)合理選擇智能型機組和非智能型機組。一般而言,發(fā)電容量200kW以上時應(yīng)選擇智能型發(fā)電機組,其自動化控制水平應(yīng)能實現(xiàn)遙控開關(guān)、緊急停車、主備切換、工作狀態(tài)切換、自動和手動工作方式切換、異常保護、輸出功率遙測等功能,并具備通用型通信接口,包括R5-232和RS-485/422接口,并支持完整的通信協(xié)議。

4備用發(fā)電機組選擇

在配網(wǎng)供電系統(tǒng)中,備用發(fā)電機組主要用于應(yīng)急供電迅速恢復(fù)、切換、應(yīng)急保障等。一般而言,備用發(fā)電機通常長期處于停機備用狀態(tài),只有當供配電網(wǎng)絡(luò)全部出現(xiàn)故障斷電時才會啟動備用發(fā)電機組,當主用電源恢復(fù)正常后,通過自動切換或手動切換方式切斷備用發(fā)電機組的供電。在選擇備用發(fā)電機組時,應(yīng)重點考慮發(fā)電機組容量、機組臺數(shù)、發(fā)電機類型和控制技術(shù)。(1)發(fā)電機容量選擇。作為備用發(fā)電機,其時間間隔一般小于12h,可按用戶功率計算12h內(nèi)用電容量,并以此選擇相應(yīng)容量的備用發(fā)電機。備用發(fā)電機組容量應(yīng)滿足一級負荷中單臺最大負荷要求,并對發(fā)電機輸出功率進行校驗,防止因輸出功率不足而影響用戶供電可靠性。(2)備用發(fā)電機臺數(shù)確定。為滿足備用發(fā)電機的可靠性要求,避免因單臺發(fā)電機故障影響應(yīng)急情況下供電需求,至少選擇兩臺備用發(fā)電機組成發(fā)電機組,必要時可選擇兩臺以上發(fā)電機組成并聯(lián)供電系統(tǒng)。應(yīng)選擇相同型號、功率、容量、調(diào)壓、調(diào)速特性的發(fā)電機,并按比例分配功率荷載,避免出現(xiàn)一臺備用發(fā)電機故障情況下,單臺發(fā)電機長時間過載導致設(shè)備故障、供電中斷等問題。(3)發(fā)電機類型選擇。綜合發(fā)電機技術(shù)指標和經(jīng)濟指標,供電企業(yè)應(yīng)選擇低油耗、高速、增壓發(fā)電機。相較于其他類型的發(fā)電機,高速發(fā)電機單機容量大,占據(jù)空間小,調(diào)速性能良好,可滿足應(yīng)急情況下快速切換、恢復(fù)供電的技術(shù)要求。發(fā)電機類型應(yīng)選配無刷勵磁或復(fù)勵裝置的同步電機,該類型電機故障率低,維護維修簡單方便,能夠降低供電企業(yè)設(shè)備維護成本,提高供電企業(yè)經(jīng)濟效益。(4)備用機組控制。為保障供電系統(tǒng)故障時備用發(fā)電機能夠快速投入、啟用,供電企業(yè)應(yīng)加強備用發(fā)電機組控制邏輯、控制方式,并進行合理設(shè)計和選擇。當主電源故障時,備用機組應(yīng)能快速啟動并恢復(fù)供電,一級負荷切換時間要求一般為幾秒至十幾秒,應(yīng)根據(jù)用戶供電需求合理確定。當重要用戶供電中斷后,備用發(fā)電機應(yīng)經(jīng)3~5s延時確定,以此避開瞬時電壓降低及供電電網(wǎng)合閘或其他備用發(fā)電機投入時間,經(jīng)確定后,發(fā)電機組控制系統(tǒng)發(fā)出控制指令,發(fā)電機組啟動。

5結(jié)語

新時期背景下,供電企業(yè)作為國民經(jīng)濟生產(chǎn)、生活的主要動力來源,其重要性不言而喻。受自然、設(shè)備、突發(fā)情況等影響,供電企業(yè)主電源故障、中斷供電等風險客觀存在,將對生產(chǎn)、活動、軍事、醫(yī)療等方面產(chǎn)生重要影響。在此背景下,供電企業(yè)應(yīng)結(jié)合用戶用電需求和供電保障要求,深入研究備用發(fā)電機技術(shù)方案,從技術(shù)性、經(jīng)濟性等方面合理選擇備用發(fā)電機,保障供電企業(yè)供電連續(xù)性、可靠性,降低非正常斷電對用戶生產(chǎn)、生活的影響,提高用戶滿意度。

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作者:趙松雷 趙炳旭 單位:國網(wǎng)吉林白山市江源區(qū)供電公司

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