CN109066809A - 基于多用途柴油发电机的水泥厂自备电厂供电系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多用途柴油发电机的水泥厂自备电厂供电系统与方法，系统中黑启动电源为轻柴油发电机，配置在电厂厂用电高压母线上，除了作为电厂黑启动时的启动电源之外，可通过降压变压器接至电厂保安段，供电厂低压保安负荷使用；也可通过高压出线开关柜、高压电缆送至水泥厂总降的高压母线，为大电机启动时提供启动电源。与现有技术相比，本发明能够避免发电厂和水泥厂的柴油发电机的重复设置，提高了柴油发电机的利用率，大大减少了设备建设和运维费用，有效降低了成本，减少了占地面积。

Description

基于多用途柴油发电机的水泥厂自备电厂供电系统与方法

技术领域

本发明涉及一种基于多用途柴油发电机的水泥厂自备电厂供电系统与方法，实现了柴油发电机用于水泥厂自备燃煤电厂孤网运行时多种功能，包括了电厂的黑启动电源、电厂的保安电源和水泥厂大电机启动电源。

背景技术

在电力网络建设比较薄弱地区或国家，水泥厂需要配置燃煤电厂作为自备电厂，并且是燃煤电厂带水泥厂孤网运行。即要求燃煤电厂首先要具备黑启动功能，然后当全厂故障停电时，须保证汽机不断油，锅炉不缺水，配置保安用的柴油发电机，另外在燃煤电厂带水泥厂正常运行时，需要解决水泥厂大电机启动的问题。

其中电厂黑启动是指在不依赖外部电网系统电源的情况下利用电厂自身设备自启动发电厂，自启动发电厂设置有黑启动用柴油发电机，可以在无电网系统的情况下，向电厂高低压厂用母线供电，使高低压负荷运行，最终启动自备电厂汽轮发电机。

当水泥生产线大电机启动时，由于启动负荷比较大，采用水电组启动时为额定功率的2.5倍，此时需要通过大电机启动柴油发电机及时地对电厂的发电机突加出力进行补充，确保大电机顺利启动。

保安电源用柴油发电机、黑启动用柴油发电机和大电机启动柴油发电机用途不同、容量也不同：保安用电负荷数量少，容量较小，要求启动时间短；而黑启动用电负荷种类多，容量大；水泥厂大电机启动柴油发电机，负荷单一，要求柴油发电机具备短时间带大负荷的能力。基于上述原因，同一个的孤网运行的发电厂带水泥厂的系统中需要设置上述三种柴油发电机，而且是分开设置，并分开运行。然而，这三种柴油发电机，使用几率都较低，占地多，成本较高。

发明内容

发明目的：针对现有技术的不足之处，本发明目的在于提供一种能够充分利用柴油发电机的水泥厂自备电厂供电系统与方法，能够减少柴油发电机的数量，以一台柴油发电机兼做黑启动用柴油发电机、保安电源用柴油发电机和大电机启动柴油发电机。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于多用途柴油发电机的水泥厂自备电厂供电系统，其特征在于，包括柴油发电机、第一高压开关柜QF11、第二高压开关柜QF12、第三高压开关柜QF21、第四高压开关柜QF22、第五高压开关柜QF23、第六高压开关柜QF24、第一低压开关柜QF31、第二低压开关柜QF32、发电厂黑启动转保安变压器、水泥厂大电机、发电厂高压保安负荷和发电厂低压保安负荷；第一高压开关柜QF11一端连接水泥厂总配电室高压母线，另一端通过高压电缆连接第三高压开关柜QF21；第三高压开关柜QF21另一端连接发电厂高压母线；第四高压开关柜QF22一端连接柴油发电机的输出端口，另一端连接发电厂高压母线；第五高压开关柜QF23一端连接发电厂高压母线，另一端连接发电厂黑启动转保安变压器高压侧；第一低压开关柜QF31的一端连接发电厂黑启动转保安变压器的低压侧，另一端连接低压保安配电母线；第二低压开关柜QF32的一端连接低压保安配电母线，另一端连接发电厂低压保安负荷；第二高压开关柜QF12一端连接水泥厂总配电室高压母线，另一端连接水泥厂大电机；第六高压开关柜QF24一端连接发电厂高压母线，另一端连接发电厂高压保安负荷。

具体实施方案中，所述水泥厂总配电室高压母线和发电厂高压母线为10kV母线。

具体实施方案中，所述低压保安配电母线为0.4kV母线。

具体实施方案中，所述柴油发电机容量Pe按自备电厂汽轮发电机组启动负荷需求与水泥厂大电机启动负荷需求之间大者取值，电压Ue与自备电厂厂用高压母线电压相同。

具体实施方案中，所述水泥厂大电机包括水泥磨和循环风机，所述发电厂高压保安负荷包括高压锅炉给水泵，所述发电厂低压保安负荷包括盘车电机和交流油泵。

上述基于多用途柴油发电机的水泥厂自备电厂供电系统的供电方法，包括：

在电厂及水泥厂全部故障失电时，柴油发电机作为黑启动柴油发电机，在2分钟之内启动完成，合上第四高压开关柜QF22开关，使发电厂高压母线带电，立即将高压锅炉给水泵重启，在10分钟之内将水送至锅炉内，确保锅炉不断水；同时通过发电厂高压母线、第五高压开关柜QF23、黑启动转保安变压器和第一低压开关柜QF31使低压保安母线带电，立即包括重启盘车电机及交流油泵的低压保安负荷，确保汽机不断油，从而使电厂安全停机；

在电厂需要黑启动时，合上柴油发电机出口的第四高压开关柜(QF22)开关，使发电厂高压母线带电，逐步启动电厂各个厂用系统及辅机，直至自备电厂汽轮发电机启动完全；

在水泥厂大电机需要启动时，启动柴油发电机，合上第四高压开关柜QF22开关，柴油发电机所发电量通过第四高压开关柜QF22开关、发电厂高压母线、第三高压开关柜QF21、高压电缆及第一高压开关柜QF11，送至水泥厂大电机启动母线，为其提供瞬时的启动电源。

有益效果：与现有技术相比，本发明将黑启动柴油发电机作用发挥到最大，大大提高了其利用率，有效减少了柴油发电机台数，减低建设成本和运维成本，并减少了占地面积。

附图说明

图1为本发明实施例的系统原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案做进一步说明。

本发明实施例公开的一种基于多用途柴油发电机的水泥厂自备电厂供电系统，黑启动电源为轻柴油发电机，配置在电厂厂用电高压母线上，除了作为电厂黑启动时的启动电源之外，可通过降压变压器接至电厂保安段，供电厂低压保安负荷使用；也可通过高压开关柜、高压电缆送至水泥厂总降的高压母线，为大电机启动时提供启动电源。如图1所示，其主要结构包括柴油发电机、第一高压开关柜QF11、第二高压开关柜QF12、第三高压开关柜QF21、第四高压开关柜QF22、第五高压开关柜QF23、第六高压开关柜QF24、第一低压开关柜QF31、第二低压开关柜QF32、发电厂黑启动转保安变压器、水泥厂大电机、发电厂高压保安负荷和发电厂低压保安负荷。第一高压开关柜QF11一端连接水泥厂总配电室高压母线，另一端通过高压电缆连接第三高压开关柜QF21；第三高压开关柜QF21另一端连接发电厂高压母线；第四高压开关柜QF22一端连接柴油发电机的输出端口，另一端连接发电厂高压母线；第五高压开关柜QF23一端连接发电厂高压母线，另一端连接发电厂黑启动转保安变压器高压侧；第一低压开关柜QF31的一端连接发电厂黑启动转保安变压器的低压侧，另一端连接低压保安配电母线；第二低压开关柜QF32的一端连接低压保安配电母线，另一端连接发电厂低压保安负荷；第二高压开关柜QF12一端连接水泥厂总配电室高压母线，另一端连接水泥厂大电机；第六高压开关柜QF24一端连接发电厂高压母线，另一端连接发电厂高压保安负荷。本实施例中，水泥厂总配电室高压母线和发电厂高压母线均为10kV母线，低压保安配电母线为0.4kV母线，发电厂黑启动转保安变压器为10/0.4kV降压变压器。

本发明实施例的供电系统中取消了原水泥厂的大电机启动柴油发电机和电厂的低压保安柴油发电机，以电厂的黑启动柴油发电机兼做水泥厂的大电机启动柴油发电机和电厂的低压保安柴油发电机，其具体供电方法如下：

1.当电厂及水泥厂全部故障失电时，黑启动柴油发电机采用快速启动方式，在2分钟之内启动完成，合上QF22开关，使发电厂10kV厂用母线带电，立即将高压锅炉给水泵重启，在10分钟之内将水送至锅炉内，确保锅炉不断水。同时通过发电厂10kV厂用母线、高压开关QF23、黑启动转保安降压用厂用变压器和低压开关QF31使0.4kV保安母线带电，立即重启盘车电机及交流油泵等低压交流保安负荷，确保汽机不断油，最终使电厂安全停机；

2.电厂需要黑启动时，合上黑启动用柴油发电机的出口开关QF22，使发电厂10kV厂用母线带电，逐步启动电厂各个厂用系统及辅机，直至自备电厂汽轮发电机启动完全；

3.黑启动完成后，黑启动柴油发电机停止运行，自备电厂汽轮发电机所发电量通过10kV电缆送至水泥厂总配电室10kV母线，正常供水泥厂负荷用电。当大电机需要启动时，由于启动负荷比较大，采用水电组启动时为额定功率的2.5倍，此时，事先启动黑启动柴油发电机，合上高压开关QF22，黑启动柴油发电机所发电量通过高压开关QF22、发电厂10kV厂用母线、高压开关QF21、10kV电缆及高压开关QF11，送至水泥线大电机启动母线，为其提供瞬时的启动电源。

Claims (6)

1.一种基于多用途柴油发电机的水泥厂自备电厂供电系统，其特征在于，包括柴油发电机、第一高压开关柜（QF11）、第二高压开关柜（QF12）、第三高压开关柜（QF21）、第四高压开关柜（QF22）、第五高压开关柜（QF23）、第六高压开关柜（QF24）、第一低压开关柜（QF31）、第二低压开关柜（QF32）、发电厂黑启动转保安变压器、水泥厂大电机、发电厂高压保安负荷和发电厂低压保安负荷；第一高压开关柜（QF11）一端连接水泥厂总配电室高压母线，另一端通过高压电缆连接第三高压开关柜（QF21）；第三高压开关柜（QF21）另一端连接发电厂高压母线；第四高压开关柜（QF22）一端连接柴油发电机的输出端口，另一端连接发电厂高压母线；第五高压开关柜（QF23）一端连接发电厂高压母线，另一端连接发电厂黑启动转保安变压器高压侧；第一低压开关柜（QF31）的一端连接发电厂黑启动转保安变压器的低压侧，另一端连接低压保安配电母线；第二低压开关柜（QF32）的一端连接低压保安配电母线，另一端连接发电厂低压保安负荷；第二高压开关柜（QF12）一端连接水泥厂总配电室高压母线，另一端连接水泥厂大电机；第六高压开关柜（QF24）一端连接发电厂高压母线，另一端连接发电厂高压保安负荷。

2.根据权利要求1所述的基于多用途柴油发电机的水泥厂自备电厂供电系统，其特征在于，所述水泥厂总配电室高压母线和发电厂高压母线为10kV母线。

3.根据权利要求1所述的基于多用途柴油发电机的水泥厂自备电厂供电系统，其特征在于，所述低压保安配电母线为0.4kV母线。

4.根据权利要求1所述的基于多用途柴油发电机的水泥厂自备电厂供电系统，其特征在于，所述柴油发电机容量Pe按自备电厂汽轮发电机组启动负荷需求与水泥厂大电机启动负荷需求之间大者取值，电压Ue与自备电厂厂用高压母线电压相同。

5.根据权利要求1所述的基于多用途柴油发电机的水泥厂自备电厂供电系统，其特征在于，所述水泥厂大电机包括水泥磨和循环风机，所述发电厂高压保安负荷包括高压锅炉给水泵，所述发电厂低压保安负荷包括盘车电机和交流油泵。

6.根据权利要求1-5任一项所述的基于多用途柴油发电机的水泥厂自备电厂供电系统的供电方法，其特征在于，包括：

在电厂及水泥厂全部故障失电时，柴油发电机作为黑启动柴油发电机，在2分钟之内启动完成，合上第四高压开关柜（QF22）开关，使发电厂高压母线带电，立即将高压锅炉给水泵重启，在10分钟之内将水送至锅炉内，确保锅炉不断水；同时通过发电厂高压母线、第五高压开关柜（QF23）、黑启动转保安变压器和第一低压开关柜（QF31）使低压保安母线带电，立即包括重启盘车电机及交流油泵的低压保安负荷，确保汽机不断油，从而使电厂安全停机；

在电厂需要黑启动时，合上柴油发电机出口的第四高压开关柜（QF22）开关，使发电厂高压母线带电，逐步启动电厂各个厂用系统及辅机，直至自备电厂汽轮发电机启动完全；

在水泥厂大电机需要启动时，启动柴油发电机，合上第四高压开关柜（QF22）开关，柴油发电机所发电量通过第四高压开关柜（QF22）开关、发电厂高压母线、第三高压开关柜（QF21）、高压电缆及第一高压开关柜（QF11），送至水泥厂大电机启动母线，为其提供瞬时的启动电源。