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陳村水電廠機組大型技改中的保廠用電措施

文檔作者：周二保江學奎文檔來源：大唐陳村水力發電廠		點擊數：	更新時間： 2025年06月03日
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上一篇：大數據技術在水力發電行業應用初探

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收稿日期：2015-02-09
作者簡介：周二保（1963-），男，高級工程師，從事水電廠電氣一、二
次技術和運行管理工作。
陳村水電廠機組大型技改中的保廠用電措施
周二保，江學奎
（大唐陳村水力發電廠，安徽涇縣242500）
摘要：主要介紹了陳村水電廠在3 號機組大型技改的一些關鍵環節中所采取的針對性的保廠用電措施，并對如何
保證廠用電的可靠性進行了分析和探討。
關鍵詞：技改；保廠用電；措施
中圖分類號：TM712 文獻標識碼：B 文章編號：1672-5387（2015）05-0031-03
DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.05.010
0 引言
水電廠廠用電指水電廠的生產、輔助和公用設
備及照明所消耗的電源。廠用電系統若供電可靠性
差發生全廠交流系統失電可能導致發電機組與電網
解列，廠房動力設備失電，處理不及時或不正確有可
能造成事故擴大，發電機組主、輔設備損壞或全廠停
電。2012 年底，我廠建廠以來最大的一項技改工程3
號機組技術改造開始，工程涉及定子鐵芯和線圈更
換、轉子磁極線圈更換以及水輪機過流部件頂蓋、底
環、活動導葉及其附件改造等。如何確保機組改造過
程中廠用電運行的可靠性，尤其是在一些關鍵環節
中廠用電運行安全尤為重要。本文針對陳村水電廠
3 號機技改中起吊轉子、定子鐵損試驗以及定子線
棒并頭焊接等重大工序的保廠用電方案進行分析，
并對特殊方式下的廠用電可靠性進行驗證。
1 廠用電運行方式及風險分析
陳村電廠廠用電400 V 低壓母線采用單母分段
接線方式，電廠設有2 臺10 kV 廠變，電源取自機組
與主變低壓側之間，另壩上設1 臺壩變作為備用電
源，壩頂還安裝1 臺柴油發電機（131 kW）作為事故
保安電源。正常運行方式由1 號廠變帶400 V 廠母
Ⅰ、Ⅱ段通過00 開關聯絡運行供全廠廠用電，接線
如圖1 所示。
廠用電裝設有備用電源自動投切裝置，采用
PLC 控制，當工作電源因故失電，備用電源自動投入
恢復供電，正常情況下備自投裝置投入運行。
廠用電運行中造成供電中斷的原因主要有以下
幾種情況：①由于電網原因引起的全廠廠用電消失；
②廠用電所供線路或負載故障引起的廠用電中斷；
③廠變本身或發變組故障引起的廠用電中斷；④廠
用母線故障引起的廠用電中斷等。廠用電部分或全
部中斷，可能導致發電機組與電網解列，處理不及時
或不正確有可能造成事故擴大，發電機組主、輔設備
損壞，甚至發生水淹廠房事故。主要危害表現在：①交
流電源失去后若直流系統不能正常投運，將導致水
輪機組微機調速器失控或紊亂，造成機組過速飛車；
圖1 陳村水電廠電氣主接線圖
第38 卷第5 期水電站機電技術Vol.38 No.5
2015 年05 月Mechanical &amp;amp; Electrical Technique of Hydropower Station May.2015 31
②交流電源失去后，造成廠內輔助動力設備失電，引
發公共氣系統、壓力油系統、廠房排水系統無法正常
工作，嚴重威脅機組運行安全，甚至發生水淹廠房事
故；③交流電源失去后直流設備負荷的增加將造成
蓄電池放電速度加快，電量若儲備不足將造成機組
不能安全地停運。
2 起吊發電機轉子時的保廠用電方案
水電廠發電機轉子起吊是機組技改中一項重大
的起重作業，為確保起吊過程中的人身和設備安全，
廠用電供電的安全和可靠性尤為重要。為確保3 號
機吊轉子的萬無一失，現場主要從3 方面做好應對：
①停止檢修現場臨時電源的使用，將廠用電大負載
如深井泵、壓油泵、空壓機電動機電源切除，以免大
負載同時啟動造成廠用電過載或電壓不穩定。廠母
室內準備3 只400 A 容量的保險、拉手、絕緣手套、
閘刀操作把手、柜門鑰匙、萬用表以備急用，防止起
吊轉子時行車電源保險熔斷。②做好行車電源保險
熔斷的應急處置措施，廠母室內安排專人監視，如發
生保險熔斷立即通知現場負責人停止工作，斷開負
載電源閘刀更換保險，對異常熔斷應迅速組織力量
查明原因，排除故障后才能許可繼續工作。③針對當
前電站運行方式，做好廠用電中斷的事故處理預案
和恢復廠用電預案，如聯絡線跳閘引起的全廠失電，
立即進行機組黑啟動帶廠用電，或開啟壩上柴油發
電機帶廠用電等。2012 年12 月8 日，陳村3 號發電
機轉子起吊過程在采取上述措施下順利完成。
3 發電機定子鐵損試驗保廠用電措施
陳村3 號發電機定子鐵芯硅鋼片疊裝完成后，
為檢查硅鋼片制造和疊裝質量是否存在問題，以及
片間絕緣是否有缺陷，壓緊螺桿是否壓緊，檢查鐵芯
單位損耗是否滿足合同保證值，必須進行發電機定
子鐵芯磁化試驗。試驗需要通過外加勵磁繞組通流
方式在鐵芯內部產生接近飽和狀態的交變磁通。經
過計算，試驗電流最大需達到464 A，試驗電源采用
2 號廠變單獨供電方式，通過2 號廠變低壓側02 開
關下口接動力電纜施放于3 號機旁動力屏空開處。
為確保定子鐵損試驗過程中廠用電和設備安全，要
求參與試驗運行人員熟知操作過程和試驗接線方
式，針對試驗中可能出現的風險做好現場處理預案。
全廠廠用電由1 號廠變供廠母聯絡運行，2 號廠變
通過低壓側02 開關下口的一把刀閘與廠用電系統
隔離，為確保廠用電安全，試驗過程中廠用電自動切
換壓板和2 號廠變跳00 壓板均退出（主要是防止2
號廠變作為試驗電源過程中發生跳閘影響廠用電正
常供電），試驗結束后恢復。試驗過程中，由現場試驗
負責人統一指揮，運行人員在控制室、廠母室就位，
試驗負責人與廠母室監視人員用對講機保持聯絡。3
號機旁動力屏配置額定電流600 A 空氣開關，由試
驗人員負責監視。若試驗過程中出現異常情況，廠母
室監視人員根據現場試驗負責人要求及時手動斷開
2 號廠變02 開關。中控室運行人員監視2 號廠變電
流變化情況，若出現異常02 開關未及時斷開，則及
時將3 號主變高壓側483 開關手動分閘。2013 年3
月26 日，陳村3 號發電機定子鐵損試驗圓滿完成。
4 發電機定子線棒并頭套焊接保廠用電措施
陳村3 號機技術改造進入定子線棒更換后并頭
套焊接階段，現場2 臺大功率釬焊機需同時工作，焊
機電源均接于1 號廠變供電（二次側額定電流909 A）
的廠用電Ⅱ段母線2 號屏，每臺焊機工作電流接近
400 A。較大的工作電流將會造成單臺廠變短時過負
荷運行，為保證設備安全及廠用電可靠運行，需對現
場實際負荷情況進行計算分析。
廠房內廠用電經常性負載（主要為照明、設備供
電）約為70 A。其他輔助設備電動機是間斷式工作
方式，根據設定定值方式啟動。廠房較大的負載主要
有排水泵、壓油泵、高低空壓機，這些輔助設備一般
不會同時啟動。其中，深井排水泵電機額定電流114
A，高壓空壓機電機額定電流55 A，低壓空壓機電機
額定電流69 A，機組壓油泵額定電流56 A。如果按
廠用負載極端運行情況，即出現1 臺水泵，1 臺高壓
機，1 臺低壓機，1 臺油泵同時啟動運行，加上2 臺焊機
同時工作及廠房常規負載共計約1 164 A（114 A+55 A+
69 A+56 A+400×2 A+70 A），將會超過廠變額定電
流。實際上所有大負載同時啟動運行幾率較小，另外
也可人為進行干預，盡量避免大功率負載同時啟動。
所以正常情況下，廠用電可以滿足2 臺焊機施工需
要，不會因廠用電負荷過大造成過流保護動作，廠用
電消失的情況發生，但會短時間造成廠變超額定電
流運行。為確保焊機施工期間廠用電安全，特作如下
32 水 電 站 機 電 技 術 第38卷
事故處理預案和保廠用電措施，以確保在廠用電消
失的情況下能夠快速恢復廠用電：
（1）正常情況下由1 號廠變供廠用電聯絡運行，
03 開關熱備用作為廠用電備用電源，3 號主變、2 號
廠變熱備用，3 號主變具備單運供廠用電的條件。
（2）若運行中1 號廠變Ⅱ段或Ⅲ段保護動作跳開
00 開關，廠用電Ⅱ段母線失壓，不影響廠母Ⅰ段運
行，檢查保護動作情況及廠用Ⅰ段母線負載運行情
況，通知施工人員停止焊機施工，斷開2 臺焊機電
源，檢查Ⅱ段母線無異常后，合上00 開關恢復Ⅱ段
母線運行。
（3）若運行中1 號廠變Ⅱ段或Ⅲ段動作00 開關
拒跳，廠變高壓側2 開關跳閘，03 開關備自投自動
合上正常，因壩變帶負荷能力比較薄弱，通知焊接人
員停止工作，手動斷開00 開關盡快將3 號主變投單
運帶2 號廠變供廠用電Ⅱ段運行。
（4）若運行中1 號廠變本體或高壓側故障，2 開
關跳閘，03 開關備自投自動合上恢復廠用電，因壩
變帶負荷能力比較薄弱，通知焊接人員停止工作，盡
快將3 號主變投單運帶2 號廠變供廠用電Ⅱ段，03
開關供Ⅰ段，或2 號廠變供廠用電聯絡運行。
（5）正常情況下機組重要負載如機旁動力屏倒至
廠用電Ⅰ段母線供電。運行值班人員每班對廠變低
壓側至廠母室2 號屏電纜及至空壓機室電纜測溫兩
次，發現溫度異常升高及電纜運行異常應及時匯報。
（6）運行值班人員注意監視大功率電機的啟動和
運行情況，注意觀察廠用電壓的波動。若2 臺焊機同
時工作時造成1 號廠變運行不穩定或危及設備安
全，可將3 號主變投單運帶2 號廠變供廠用電Ⅱ段，
將另1 臺焊機倒至廠用電Ⅰ段運行。
2013 年3 月26 日，陳村電站3 號發電機定子
改造釬焊工作全部完工，其中在3 月7 日發生過一
次因焊機絕緣損壞造成廠變00 開關跳閘，廠用電Ⅱ
段母線失電故障，因處理及時，應對正確，及時恢復
了廠用電的運行，廠用電供電可靠性經受了檢驗。
5 特殊運行方式下的保廠用電措施
在陳村3 號機技改工作期間穿插進行了陳村
220 kV陳朱2883 線路及1 號主變所屬一次設備預
試、保護年檢工作，1 號發電機失去備用條件，全廠
由110 kV 陳琴493 線路備用電源倒送電，廠用電由
壩變供全廠廠用電運行，電廠運行方式極為薄弱。存
在的主要問題是：陳村廠無備用電源，一旦陳琴493
聯絡線跳閘，將造成全廠失電；陳村110 kV 母線處
于供電線路末端，供電可靠性差，110 kV 母線電壓
較低；全廠廠用電由壩變供電運行，壩變電源10 kV
線路供電可靠性差，容易發生全廠廠用電消失；陳村
1 號主變10.5 kV 母線、1 號廠變檢修，1 號發電機
失去黑啟動條件。針對此種特殊運行方式，我廠制定
了周密的保廠用電措施和應急預案：①當發生壩變
失壓全廠廠用電消失時，迅速將3 號主變投入運行，
由3 號主變單運帶廠用電運行；②陳琴493 線路備
用電源失壓及壩變同時失壓全廠廠用電消失時，立
即用2 號發電機黑啟動，通過110 kV 母線經3 號主
變帶2 號廠變運行以恢復廠用電；③極端情況下2
號機不具備黑啟動條件，開啟壩上柴油發電機帶廠
用電運行。為確保故障時恢復廠用電時間盡可能縮
短，預先將2 號機黒啟動、開啟壩上柴油發電機帶廠
用電運行的主要步驟和風險點列出并打印放置現
場，要求運行人員學習掌握。提前將2 號主變中性點
接地刀閘合上，減少故障處理操作時間。并與相關地
區調度溝通，說明陳村廠運行方式薄弱，做好從地區
線路倒送電可能性的協調工作。加強對2 號發電機
主輔設備的巡視檢查工作，確保2 號發電機具備黑
啟動條件。由于措施得力，準備充分，陳村廠特殊運
行方式下的保廠用電工作也取得了圓滿成功。
6 結束語
陳村電廠廠用電系統多年運行表明，廠用電供
電可靠性高，備自投邏輯設置合理，動作正確。在這
次3 號機大型技改中，針對關鍵環節的保電要求，均
圓滿的完成了任務，確保了施工進度和廠內設備用
電需求。陳村3 臺機組均具備全廠失電情況下的機
組自身黑啟動條件，2012 年1 月5 日，陳村廠3 臺
機組成功列入安徽電網黑啟動主要電源點，這也為
全廠失電后廠用電的快速恢復提供了有力保障。但
壩上柴油發電機作為全廠的事故保安電源，容量選
擇較小，帶負載能力偏弱，供廠用電路徑較長，供電
可靠性不高，這也是在以后的設備技改中需要考慮
的問題。
第5 期 周二保，等：陳村水電廠機組大型技改中的保廠用電措施 33

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