农网终端变电站配备小型发电机作为站用保安电2020-08-17 08:28

摘 要:变电站站用电源对于变电站检修维护及操作有着非常重要的作用。部分农网终端变电站只有一台站用变,或只有来自一个电源的站用变,如果进线电源停电或者全站检修,站用变也将失电。文章主要针对站用变只有一个电源的农网终端站采用发电机作为备用站用变的研究应用进行简要的分析,为确保电力企业农网终端变电站检修操作安全提供一个有益的保障措施。

关键词:农网终端变电站;单电源站用变;小型发电机

目前,部分农网终端变电站只有一台站用变,或只有来自一个电源的站用变,如果进线电源停电或者全站检修,站用变也将失电,这将带来以下主要影响:①断路器全停后,站用变失电,导致电动隔离开关全部变为手动操作。②站用变长时失电,容易导致直流蓄电池容量耗尽,直流失电,不能再进行正常操作。③站内没有检修电源,造成检修不便,同时造成站内停水停暖。通常,我们解决站用变问题,采取以下两种途径:①备小型发电机。但是普通检修用小型发电机容量小,不能完全满足站用负荷的需求,且电压不稳,不能接入直流系统。放置于站内的发电机,又不能做到随时停电随时启动投运,尤其是柴油发电机到冬天不好启动,使用时站内接线也比较繁琐。②从其他电源点建设线路为站内提供备用站用变二电源。通常对于农网终端站来说,距离较远,还涉及是出线走廊的征用,存在很大难度,故投入资金非常大,而且线路的利用率非常低。

解决农网终端备用站用电源的思路

如何解决备用站用变投入资金小,使用方便,运行可靠的问题,通过自主设计,在变电站内配置50kW柴油发电机,首先容量可以满足各种停电情况下的需求。然后,提出相关发电机技术指标,首先是输出电源质量能够满足要求的标准。其次是发电器控制系统具备自动、手动、关机(急停)等状态控制。具有操作简便、功能齐全、保护可靠等优点,冷启动性能好,具有自加热装置,保证-20℃可靠启动,启动烟度低;根据负载大小,能快速调节燃油喷射量,具有出色的负载承受能力。然后将发电机作为一台备用站用变去管理,设计投切回路,接于站用变控制屏,并和其他站用变互为闭锁。为了发电机能更好工作,还需自主设计专用发电机房,启动自动通风及排烟系统。

采用发电机作为备用保安电源具体的实施方案研究

2.1 发电机的选型

发电机应具备的功能:整个应急柴油发电机组系统具有自启自停、手启手停。能够保证在市电失电时,应急发电机组能自动启动,并向负载供电(具备在规定的时间内达到额定负载工况的能力)。发电机具备自动调压功能。根据负载大小,能快速调节燃油喷射量,具有出色的负载承受能力;发电机组应具备发电机故障保护(停机或报警)功能,如发电电压过高、过低,频率过高、过低,过电流(长延时)、短路(瞬时)等等。冷启动性能好,启动烟度低;需配置自动通风系统。

2.2 发电机主要技术指标

额定(常用)功率:50kW;额定电压:400V/230V三相四线制;功率因数:0.8(滞后);稳态频率变化率:优于±0.5%;空载电压整定范围:≥95%~105%;稳态调压率:优于±0.5%;启动方式:24V(12V)-DC电启动,并配有充电机;发电机效率大于95%;发电机绝缘等级:H级,可耐温180℃;发电机防护等级:IP23;起动要求:保证发电机组自起动快速性和成功率,发电机组的起动方式为电起动。

2.3 总体配套功能方案

①发电机房应选在设备区以外,并靠近站用变、电缆沟的地方,不影响变电站以后的改扩建,又便于施工,需要下站进一步实地勘察。②发电机房总体应达到以下功能、要求:为减少投资,宜选择彩钢房,但一般彩钢保温材料使用聚氨脂泡沫,不具备防火功能,应选择防火岩棉作为保温材料。发电机房应在安放发电机组后留有检修空间;发电机房应安装有照明设施、插座,电源应从交流电源屏引入,在发电机停运后仍能供电,同时给启动马达用蓄电池提供充电电源,同时给胶囊式加热装置提供电源,使发电机能够正常启动。需设计排烟口,设计两个电动百叶窗安放位置。发电机房由于靠近站用变,站用变和发电机电源引入发电机房ATS电源切换柜内互锁,输出端接入交流电源屏与站用变实现互锁、切换。③发电机提供一个启动接点信号端子,在ATS切换柜内能够取一个站用变的信号,在交流电源屏取另一个站用变(同一电源进线配有10kV、35kV两台站用变)的信号,两个信号串接以后接入发电机启动信号端子,实现发电机在两台站用变同时失电情况下启动发电机,有一台站用变在运行状态则不启动发电机,在任何一台站用变恢复供电后自动停止发电机。④电动百叶窗配置12V直流电机,手动控制器为AC220V/DC12V,要想实现自动控制需加装一个开关电源模块,在发电机输出端接380V信号输入中间继电器,用于接通电路,设计控制回路,实现电机正反转,使百叶窗开启关闭。

发电机作为站用保安电源的应用

以往在设备停电检修时,由于检修用电以及站内临时供电需要临时接发电机,往往配备的发电机功率小造成容量满足不了要求。容量稍大的柴油发电机由于供电质量差,电压波动较大,曾发生设备损坏事故。

而临时将发电机接入交流电源屏,每次需要检修人员到场,而且耗时较长,在变电站全部操作完毕站用变送电后还需拆除发电机接线,为保证安全,每次需要临时断开站用变电源,增加了人员工作量,也增加了安全风险。

变电站发电机创新应用的实施,保证了变电站保安电源的可靠性,避免了以往站用变失电后需要临时接发电机线,杜绝了人员出差错的可能性,保证了人身和设备安全,发电机在站用变失电后能够快速启动并进行供电,减小了停电时间。在没有设计发电机自启动功能前,每次停电后,临时接发电机线就要花去20min以上时间,还需要检修人员提前到站进行配合,而实现自动启停功能后,发电机在市电消失后瞬时自动启动进行供电,自动化程度高,减轻了人员的工作量。通过设计自动通风系统,安装2扇电动百叶窗,一个用作进风,一个用作排风、散热作用,在发电机启动后自动启动百叶窗,在发电机停止运行后自动关闭百叶窗,不需人工干预,避免了人员疏忽大意造成发电机不正常运行而造成停机。

结束语

变电站配置发电机创新应用为以后变电站保安电源建设积累了经验,尤其是针对单电源的农网偏远终端变电站,通过合适的设备选型及优化设计,将容量匹配的发电机作为备用站用变,固化接线安装在变电站内,在站用变失电后,可以及时方便的投入备用发电机,保证了站内安全用电,在实际应用中效果显著,具有很高的推广价值。