燃氣蒸汽聯合循環分布式能源的電氣整套啟動探討
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摘要：燃氣蒸汽聯合循環系統內部包含較多的項目機組，且接線也顯得比較復雜。但是某電廠內部的機組在啟動的過程中會出現諸多的問題，大家需要先有效地分析內部的問題，之后再提出相關的解決方案。只有通過優化短路點的設置和試驗的順序才能夠有效地解決汽機發電機沒有辦法被更好地校驗的問題，并有效地縮短啟動的時間。在實際操作的過程中，需要先對不同運行情況下的用電廠的用電率進行分析，之后再通過分析相關的結果來有效地指導系統。只有有效地解決有關的問題，才能夠讓整個系統運行的成本更低，并最終縮短啟動的時間。大家尤其需要進行借鑒。
關鍵詞：燃氣蒸汽聯合；循環分布；電氣系統；啟動策略
引言：
在發電機機進行投產之前，全面進行整套的啟動試驗顯得非常重要。其系統內部的質量將會直接關系到并網發電的過程和運行的情況。電氣設備的結構主要是由短路試驗、空載試驗、假通氣和并網試驗組成的。在進行整套啟動電氣試驗的過程中，經常會出現因為安裝質量不合格、產品質量不合格和操作不當而引發事故[1]。在啟動電氣的過程中，大家也需要對試驗方案、臨時措施和保護配置進行全面地分析，這將會直接關系到電氣試驗的質量[1]。本文結合實際情況，主要就燃氣蒸汽聯合循環分布式能源的電氣整套啟動設備進行分析，希望能夠給大家更多的參考性意見。
1.研究背景
“煤炭潔凈燃燒技術“一直都是當前各個發達的工業國家所重視的研究領域。通過運用燃煤燃氣-蒸汽聯合循環的方式，往往能夠更好地提高火力發電廠的熱效率，并讓各類污染問題更好地被解決。雖然我國經濟發展的比較快，但是總體還是以燃煤為主的國家。燃煤發電廠作為重要的污染源，包括SO2和NOX在內的很多污染物，多數都是由燃煤發電廠產生的。從七十年代開始，我國的科學委員會就已經開始部署與“煤的潔凈燃燒”相關技術的研究工作。甚至也可以在燃煤燃氣-蒸汽聯合運用的項目中有效地運用“低熱值煤氣燃氣機”的關鍵技術。分別在吸收了國外關鍵技術的基礎上來有效地開展技術攻關，并都取得好的科研成果。本文主要就燃氣蒸汽聯合循環分布式能源的電氣整套啟動進行探討。
2.電氣系統的特點
2.1機組數量多且接線方式較為復雜
全廠的裝機容量只有210kW，內部配置了6臺發電機。需要直接采用擴大單元接線的方式來接入每套燃氣蒸汽發電機的內部。全廠內部會直接以相鄰機組的廠用電源作為備用電源，并直接采用“手拉手”的接線方式來快速接入電源廠內部的電快切系統。不僅整個系統內部的接線方式顯得非常復雜，且整體聯絡度也較高。因此，在接線的過程中也會對整個電氣設備的啟動提出更高的要求。
燃氣蒸汽聯合循環機組在使用的過程中會產生負荷，且整個負荷呈現階段性分布的狀態。其中，廠用機組負荷的第一個高峰出現了機組高盤點火期間，另外一個高峰則主線在機組滿載負荷運轉的階段。燃機的使用狀態和發電機組有所不同：整個然機在運行的過程中，約有2/3的氣體會消耗在壓氣機內部。從啟動、點火到加速的整個過程中，整個燃機透平如果出現自身做功不足的現象，也就不能夠更好地滿足啟動的要求。此時必須要使用外加的能量來不斷地拖動轉子的轉動。
3.整套機組概述
每一套燃氣蒸汽聯合循環系統都是由1太燃機、1太余熱鍋爐和1臺汽輪發電機組成的。只有將燃機有效地并入網絡之后，燃機基本的排煙的溫度才能夠達到480攝氏度。而余熱鍋爐所產生的蒸汽的品質才能夠更好地滿足汽輪發電機使用的要求[2]?？傮w而言，燃氣和蒸汽聯合玄幻機組整套啟動的過程是分兩個階段進行。當余熱的鍋爐在不斷吹管的時候，燃氣發電機的轉速將會一直被維持在3000轉，從而才能夠更好地進行整套燃氣試驗。
4.整套啟動中遇到的問題和處理
4.1發變組短路試驗
為了能夠更好地與出廠的數據進行比較，從而確認發電機在運輸過程中的狀態。也是為了能夠更好地檢查測量計量回路所涉及的電流回路極性和變比設置是否正確，從而來有效地進行發變阻短路試驗。當燃機啟動時，可以先設置一個發電機出口、主變高壓側和工作線內部的3個短路點。在經過分析之后，可以得知，整個燃氣蒸汽聯合循環機組內部存在著1個矛盾和1個有利條件。其中，矛盾點需要在整個汽輪發電機組啟動時先設置2個短路點，并讓他們在停電的過程中完成。當燃機高盤啟動時，整個廠內部的負荷較高，所以可以通過啟動有利條件來進行校驗保護。
可以根據實際的情況來有效地優化短路點。圖1中一共設置了4個短路點，并在進行燃機發變阻短路試驗的過程中設置了3個短路點。K1為發電機出口的短路點，K2為10kV的工作進線內部的短路點，K3為汽輪機的出口，每個短路點也都有不同的作用。K1主要用來錄取短路的曲線，并有效地檢查燃機差動保護的極限。K2主要可以用來檢查主變差動保護的極性，K3主要可以解開汽輪發電機出口處的軟連接。
4.2同期定相試驗
在上述短路試驗結束之后，再進行發電機空載試驗和勵磁特性的試驗。同期定位試驗的目的是為了檢測并側的電壓和系統一側的電壓是否處于同相位的位置，并有效地測量并側電壓和系統側電壓的額定值。其中，燃氣發電機并側的電壓和燃氣發電機機端的電壓相通，系統側的電壓和自主變低壓一側的電壓相通。汽輪發電機待側的電壓主要來自于自主變低壓側1PT。
常規的同期定相方法主要包括兩種：第一種是讓發電機變零升壓到額定的電壓數值。著一種方法被廣泛地運用于可燃機的運行中。在運用到汽輪發電的過程中時，需要主變停運之后再進行操作另外一種是通過主變器傳送到發電機的一端。第二種方法在使用的時候需要配合更多的安全措施，所以不是很常用。
為了能夠有效地解決這一問題，需要采用如下的方法：當燃機處于同期定相的背景下時，先要解開汽輪發電機出口處的軟連接，之后再直接合上902開關。此時，燃機帶的主變和汽輪發電機內部的母線會同時開始升壓，最終，1PT、11PT和12PT將會同時處于一個電源系統中。最后也就能夠在同一時間完成燃機和汽輪發電機的同期試驗。這樣一種試驗的方法并不是非常復雜。只要當K3點處的試驗結束之后，直接拆除該處的短路裝置，也就能夠直接結束同期定相的試驗。
5.整套啟動過程的總結和改進
整個燃氣蒸汽聯合循環內部的能源機組的數量較多，且接線也較為復雜，在實際啟動的過程中，常規的火電機組和燃機將會有不同的表現。在實際啟動的過程中，可以對包括燃機發變組短路、燃機同期定相、燃機假同期、燃機并網、汽車同期定相和其他幾個環節進行優化，并在之后轉變為將燃機發變組短路、燃機空載、燃機假同期、汽車沖轉和其他幾個步驟相互結合，從而有效地進行并網。新的啟動方案在使用的過程中能夠表現出如下的優勢：第一，能夠有效地解決主變差動保護校驗和汽車同期定相校驗等問題[3]。第二，能夠解決汽輪發電機差動保護過程中無法校驗和解決的問題。第三，如果將試驗安排在燃機吹管的過程中，那么也就能夠在縮短汽輪發電機啟動時間的基礎上有效地節省燃料?？傮w而言，新的啟動方案在使用的過程中會有更好的效果。
6.結束語
本文結合實際的情況對一整套機組內部的電氣啟動過程問題進行直接的處理。并針對燃氣蒸汽聯合循環分布項目的用電系統特點和主要的試驗方法進行分析。在對整個啟動的過程進行優化之后，往往能夠在節省啟動時間的基礎上有效地節約成本，非常值得大家借鑒。
參考文獻：
[1]師敬波，賈廷偉.發電機零起升壓匝間短路保護動作分析與處理[J].電力科學與工程，2017（5）：89-95
[2]]嵇海清.“十三五”分布式項目天然氣消費量將達65億方[N].中國能源報，2016（5）：139-146
[3]何忠.天然氣分布式能源系統的應用和探討[J].能源與環境，2016（5）：97-102
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