[热电厂在热泵与热泵联产项目改造中电气专业遇到的问题] 某新建热电厂电气一次部分设计
【摘要】随着热电厂供热设备的增加，厂用电负荷也随之增加，但由于厂用电容量有限，新增负荷无法轻易解决便成为越来越多电厂在发展中越到的新问题。本文展现了一些实际生产中遇到的问题，并提供几个解决方案，意在说明新上项目时应对新增厂用电负荷给予重视。
【关键词】新增负荷，厂用电，解决方案
热电厂随着供热市场的需求，日益增加供暖设备，尤其是随节能环保技术的发展，热泵与热电联产耦合供热的技术也日益在电厂内应用。随之而来，电厂内与供暖相关的电气专业也面临了一些列的问题。其中最为突出就是厂用电容量不足而带来的问题。
现有热电厂多为多年前建设的机组，设计时预留厂用电负荷未能考虑到近年来供热设备的快速增加而带来的厂用电负荷的大量增加；另外，近年来，电厂自身厂用电也在大量增加，例如，增加脱硫、脱硝系统就已耗尽厂用电的预留。因此，当电厂新增用电设备时，就会出现没有电源的尴尬，甚至由于无法解决供热设备电源影响电厂在供热市场的竞争力。
本文以天津杨柳青电厂热泵与热电联产耦合项目为例，说明现在一些热电厂所面临的厂用电容量不足的问题，以及几个可以参考的解决方案。
为应对不断增加的供热市场需求，杨柳青电厂急需增加供热设备，经过论证和初步设计，电厂采纳应用了新的节能环保技术的项目———热泵与热电联产耦合项目，此项目新增加6400kVA的厂用电容量，但目前的7#、8#机组的厂用高压变压器已经满负荷运行，无力为新增负荷提供电源。
应对以上情况，我们设计了三种解决方案，分别为：
方案一：
利用原施工电源，电源引接自区域35KV变电站，改造厂区内现有变电所，需核实区域变电站及输电线路的容量。
方案特点：接线形式简单。
方案影响：
1.需要从电网受电，热泵站供暖期用电量：17,949,624度；电度电价0.5元／度，每年电费8,974,812元。
2.如果现有容量不够，需要增容还得考虑35kV变电所的输电线路改造，上一级变电所的容量是否满足，还需要电源建设费，需要一定的投资成本。
方案二：
从启备变低压侧的共箱母线引一分支至配电装置间，新增加高压开关柜。方案特点：接线形式简单、配电装置间为已有、新增设备少、投入成本低。
方案影响：
1.需要从电网受电，热泵站供暖期用电量：17,949,624度；电度电价0.5元／度，每年电费8,974,812元。
2.原变压器设计为专用启动备用变压器，正常空载热备用。改造后，正常带负载运行，对启备变的工作状态有影响。需要核对自启动时对启动备用变的影响。
3.启备变保护、测控回路需要改造。
方案三：
7#、8#机分别增加一台高压厂用变压器。电源从7#、8#机发电机出口封闭分相母线各引一分支。
方案特点：电源取自厂用电，节省电费；
方案影响：
1.高压厂用变压器引自发电机出口，需要从原来的封闭母线上取一分支，导致两台发电机均需要停机，影响电厂正常运行。投资成本较高。
2.主厂房发电机前侧管道较多、空间复杂、不易布置，两台高压厂用变压器及其配电装置间的布置需要核实。
3.发变组保护、测控回路需要改造。
在考虑了电厂的长期规划、经过工程概预算等经济性分析，及电厂目前对大负荷厂用电的需求等综合因素，电厂最终选择了第三种方案。并适当修改了方案，对新增加的两台高压厂用变压器容量选择时，考虑为电厂一部分已有热网循环水泵的负荷搬迁提供电源。这样，第三种方案不仅解决了新增供热设备用电负荷的问题，而且为已满负荷运转的厂用变减轻负荷，并为电厂新增加的其它负荷提供了增加的空间。
以上三种方案可能会在针对不同新增厂用电的情况时提供一种解决方案，但也会面对相应的问题。即使第三方案相对而言解决问题最全面，尤其是在杨柳青电厂热泵与热电联产耦合项目上提供了一个相对比较好的解决问题的方案，但设计时也面临着很多的问题，需要再进一步设计时解决，例如方案三中的“方案影响”中提到的问题。
方案影响1涉及到两台发电机均需要停机，影响到电厂正常运行和生产，即使在电厂大修期间施工，也会面临工期紧、任务中的困难。以及因此而带来的项目审批等程序，而使整体项目审批受影响。
方案影响2更是所有电厂面临的一个难题，因为电厂规划设计时，不会在主厂房A排外空间为除了主变和厂用变以外的电气设备再提供过大的预留空间；另外，主厂房A排外空间同时也是许多专业管线的出线方向，管道较多、空间复杂，为新增厂用变及配电装置间的布置带来很大难度。
方案影响3则会增加发变组保护、测控回路的复杂程度，增加新的故障点，设备运行、检修时更是增加相关人员的工作量。
综合以上原因可以看到，在新增厂用电负荷时电厂面临的一些问题，特别是厂用电容量不足的问题。即使有相对合理的解决方案，也会因其影响到电厂的各个方面而使项目进行时面对很多阻力，甚至影响管理决策者的决心。
所以正确全面的了解新增厂用电负荷时面临的问题，有助于我们把握整个项目，并为全面、完善、合理解决问题提供可能。