摘要：本文针讨某石化企业电力系统存在的薄弱环节，提出发电机组孤网运行方案，解决了外电网失电致使企业电网停电的问题，提高了电力系统的可靠性，达到了连续供电、确保安全生产的目的，在同行业中有一定的推广价值。

    1 存在的问题
    某石化企业自2008年投产至今，由于外电网故障、雷电、台风袭击等原因导致的全部停电、部分停电、严重晃电达10多次，严重威胁着企业的安全生产。由于地理位置特殊，该企业与大陆联网的电力线路需横跨海域，电力系统的稳定性受气候条件的影响较大，加上为其供电的北海变电所两条35kV进户线路为老旧线路，线路上还T接其它用户，其中一条线路还穿越雷区，因此巫待提高该企业内部电力系统可靠性，重点解决发电机组孤网运行问题，达到安全、连续供电的目的。

    2 情况简介
    如图1所示，该企业10kV主电源由设置在附近的35kV北海变电所提供，北海变电所内设2台容量均为25MVA的变压器，电压变比为35kV/10kV。供电系统配有2台自备发电机组、1座10kV总配和7座10kV装置区域用户配以及14座0. 4kV低配，总用电负荷为33MW、系统接线方式均为单母分段。

    正常运行方式为北海变电所35kV母线分列运行，I段进线开关3001和II段进线开关3002运行、母分开关3100热备用；化工装置区域10kV系统和0. 4kV系统分列运行，一分到底，母分开关热备用，备用电源快速切换装置投人运行；自备电站10kV主母线并列运行，主母I段进线开关411运行和母分开关1001运行，II段进线开关410热备用。#1发电机额定功率为15 MW，并在自备电站10kV I段母线上，通过热电411线路与总配10kV I段母线并网；#2发电机额定功率为6MW，直接并在总配10kV II段母线上。
    3 发电机组孤网运行方案
    当外电网某段失电时，如何确保并在该段母线上的发电机不停机，并带部分负载连续运行，保障生产装置重要负载不失电，成为急需解决的问题。
    3.1 #1发电机组孤网运行解决方案
    3.1.1发电机组孤网运行的平衡条件
    （1）发电与用电的平衡。即发电机发电负荷与系统用电负荷基本相等。
    （2）抽汽与用汽的平衡。由于＃1汽轮机为抽背机组，发电量取决于背压的用汽量，因此孤网运行时要保证汽轮机的蒸汽抽汽量与蒸汽管网用气量相等。
    3.1.2 #1发电机孤网运行需要具备的条件
    #1发电机并在自备电站10kV I段母线上，正常运行时的运行功率基本维持在10MW左右。该I段母线上的总用电负荷一般在14MW左右（包括自备电站的3MW厂用电），因此需要从外电网吸收功率4MW左右。如果I段进线失电，由于＃1发电机组为抽背式机组，正常运行时汽轮机调节系统为“以汽定电”模式，即发电机的发电量取决于汽轮机的蒸汽用量，因此尽管＃1发电机仍有5MW的发电能力，但汽轮机的蒸汽用量未发生变化，导致＃1发电机的发电量也不会变化。此时I段用电负荷大于发电负荷，缺口4MW左右，造成电力系统I段频率、电压下降，破坏了电力系统稳定运行，如果不采取措施，#1发电机将会因低频、低压、振动超标等保护动作而停机，导致I段母线全部失电。为此要采取措施将＃1发电机的发电量增加到14MW左右，即需要增加汽轮机蒸汽用量，达到提高发电机发电量的目的，使发电与用电基本平衡，确保I段母线不失电，设备连续运行。
    3.1.3增加汽轮机蒸汽用量措施
    根据＃1发电机组为抽背机组的特点，对1＃汽轮机的蒸汽管网进行改造。如图2所示，在＃1汽轮机1. 0MPa背压蒸汽总管上安装1台向空排汽电磁阀。当外电网失电时，利用自动装置开启这台向空排汽电磁阀，达到增加汽轮机蒸汽用量以提高发电机发电量的目的。

    3.1.4自动开启电磁阀的原理
    当外电网失电时，由于发电机的发电量少于用电量，发电机的频率会下降，因此可将发电机频率作为开启电磁阀的条件。如图3所示，将发电机保护装置的低周动作出口常开节点引接至端子上，在电气控制柜上安装1个中间继电器ZJ，在控制室操作台上安装复位按钮、手动开阀和关阀按钮，然后用电缆连接好，再引人电源就组成了一个简单的自动控制系统。当发电机保护装置的低周动作时，中间继电器ZJ启动，向空排汽电磁阀线圈失电，致使电磁阀瞬时打开。

    3.1.5各级数据的设定
    （1）发电机低周动作定值的设定。根据企业电网继电保护定值整体设计，并以不造成误动作和越级动作为原则，设定发电机保护装置的低周动作定值为49 Hz/0. 1 s时开启向空排汽阀。
    （2）排汽阀排汽量的设定。根据10t/h蒸汽量发电1 MW左右的原则，调整向空排汽阀的排气量，限定排汽阀全部开启后排汽量在30～40t/h就可将＃1发电机的发电负荷提升到14MW左右，确保外电网I段失电时发电与用电平衡，达到＃1发电机组孤网运行的目的。
    3.2 # 2发电机组孤网运行解决方案
    #2发电机并在总配10kV II段母线上，正常运行时的发电量基本维持在6MW左右，而该母线上的总用电负荷一般在10MW左右，从而需要从外电网吸收功率4MW左右。如果II段进线失电，那么总配II段电力负荷缺口在4MW左右。由于＃2发电机已满负荷运行，没有增加发电负荷的能力，因此在外电网失电时只能采取减负载的方法来维持发电与用电的平衡。

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