邹金钢
深圳市深能环保东部有限公司 广东省深圳市 518000
摘要：废弃物焚烧发电厂在处理城市废弃物中实现了再循环利用，令其产生电能。而升压站是电厂中将电能运送到电网的重要环节。本文研究了废弃物焚烧发电厂，并对发电厂升压站中在电气设计方面出现的问题进行了讨论。
关键词：废弃物焚烧发电厂；升压站；设计问题
引言：
利用焚烧废弃物时产生的热能转换为电能是废弃物焚烧电厂的工作内容，这种方法可以做到对废弃物的减量化、无害化、资源化，这对解决大量城市废弃物有着重大价值。对比发达国家，我国废弃物焚烧发电厂的技术刚起步不久，我们需要科学合理地设计升压站及其保护装置以确保电厂能稳定持续发电，减少对电网的影响。
1升压站的意义
废弃物焚烧发电具有积极意义的同时，也有不少消极的部分。首当其冲的就是二恶英(Dioxin)这种易产生于热环境的污染物会在焚烧时出现。这种物质造成的二次污染在工程建设中是需要引起相关部门和单位的注意的，所以涉及以上物质的工程在选择地址的时候尽可能选择郊区等人流量较少的地方，这就意味着电厂也远离了电力负荷中心，那么在运输电能的时候就需要使用高压线路输电。通常汽轮发电机输出的电压是10kV，然而当前我国的废弃物焚烧电厂等级达到了110kv，也就意味着为了让汽轮发电机能接入电网，并输出的110kV的电压，应该有一台升压变压器来提高电压，这里就要提到升压站了。废弃物焚烧发电厂的升压站发挥着连接电场和电网的作用，因此，为了保证它们的电力安全，我们也需要保证升压站的安全[1]。
2设计出现问题及其解决方法
1)关于电气主接线的设计。废弃物焚烧电厂设计的精髓是主接线，它是联系电厂发电和运输电能的拓扑结构图。主接线在设计中常遇到经济性与可靠性出现冲突的问题，它是一个综合分析了多因素的探讨过程。由于当前好的电气设备的比较贵，因此设计者要权衡两者的关系。设计者一方面要在满足主接线正常运作的需求的同时控制经济，另一方面要对当地电网的情况进行综合考量；对于电厂的特点，机组的容量在一般在 15MW左右。升压站应该尽可能用单母线接线这种简易结构，加入只设置一台机组，也可以选取“线路+变压器”的接线方式。简易的结构能减少故障，有利于焚烧电厂的工作及相关人员检查维修，能降低成本，取得更多经济成果[2]。
(2)关于升压站布置形式的选择。废弃物产生地的差异，导致了废弃物的多样与特殊。一些废弃物在堆积发酵后产生的渗滤液在挥发时会产生氯与氯化物、硫化物、氮氧化物等。其中硫化物遇到水分子会形成硫酸，其强腐蚀性会损害电场内的设备。因此在选择升压站建设地址时，要尽可能选在室内，而且还要布置在上风向，以降低腐蚀性气体对电气设备的损害。例如如东废弃物焚烧电厂，在刚开始建设时把变压器及其开关设备安置在了室外，后面想增建时发现变压器的外壳已被侵蚀，绝缘套管上也附着许多污染物，危害到了设备绝缘性能安全，这样很容易发生沿绝缘子表面发生对地放电，出线开关跳闸的事故。电厂是想要更多经营成果的 ，如果跳闸影响到了上网售电，这种经济损失较于在室外安置升压站所省下来的费用而言，是入不敷出的。即使室内升压站在前期的投资会比较大，但是考虑到设备的使用寿命，这个经济效益还是很高的。因此升压站的在选址的时候要安置在室内[3]。
此外，升压站的室内安置点也需要考量，建议安置在主厂房内，并且尽可能接近10 kV高压配电室，如果出于对主厂房内其余设备的考量不能满足前者，也要尽量满足后者。由于10 kV侧电流值在 1 000 A，如果远离高压配电室，就要用电缆连接，而普通的10kV的电缆在输送电能时所通过的电流量在400A，也就是说要用三根三芯的电缆来完成远距离的运输。然而电缆温度升高、多故障，这些特性都会降低电厂运营的可靠性，提高事后维修人员检查维修及处理问题的难度。
(3）关于升压站开关设备的设计选型及其注意事项。电器的开关控制电路的闭合以保护设备的安全，在室内的升压站其开关要减少占用土地的面积，同时也能降低土建成本。然而，高压电气设备在缩小体积及保证电器绝缘这两方面常常会起冲突。所以建议使用GIS（气体绝缘金属全封闭开关）。这种用SF6气体绝缘的开关，灭弧性能好，且占地少，不容易受扰乱，利于后期检查维修。从这些角度出发，GIS是电厂升压站的必需品。
在布置GIS时尽量做到无间隙，这样既能减少占地面积，提供剩余空间给辅助设备，还能缩短母线，降低故障率，提高经济效益。
由于检修人员在对母线接地到闭合这种情况发生时，需要开仓确认，而且母线接地刀闸易误动导致致障，因此可以去除母线的接地开关，还能减少成本，增加经营成果。
用电缆插拔头连接电网侧进线变压器来替代传统GIS开关进出线方式，能避免被腐蚀，延长设备使用年限。
3关于升压站变压器的选型
(1)变压器形式的选择。变压器是升压站的核心设备。有载调节电压分接头绝缘功能不佳，还会复杂化变压器的构造，增多故障点，因此建议选择无载调压的变压器。
除此之外，转换带负荷调压变压器时容易出现电弧，另瓦斯从有载变压器中冒出导致跳闸，且价格比无载贵得多，后续维修费用也很高，不利于电厂的经济发展。而且电厂的发电机能调节功率，能够做到无功分区就地平衡，因此也不建议用有载调压变压器。
(2）变压器阻抗的选择。近年来，电网系统容量因为电网的发展而逐渐变大，其对应的短路电流水平也随之提高。这不仅给选择断路器、互感器、母线的工作提高了难度，还降低了电厂设备运行的可靠性，威胁其安全。因此在设计主接线时要精密地计算短路电流，主压器可以选取16%的高阻抗的变压器替代以前10%的变压器，减少10kV侧的短路电流值，提高电机流出母线的安全度和减少切断故障点的难度。同时，10 kV开关柜的分断能力建议选择低一等级的，提高经济效益。曾经在启东废弃物焚烧发电厂的项目中，使用了16%的高阻抗变压器，并将10 kV开关柜降级选用了25 kA的断路器，这样即满足了要求，又降低了造价。平衡了技术与经济。
4结语
废弃物焚烧发电厂是影响人们生活质量的重要因素，也是我国在新能源开发方面新的方向。设计者在设计电厂时要严格控制细节问题，切勿因为发电厂装机容量小、主线结构简单就放松警惕。升压站电气设计质量的好坏直接影响到了电力系统和发电厂的稳定性与安全性。
参考文献：
[1]荣鑫. 废弃物焚烧发电厂的升压站设计问题分析[J]. 集成电路应用, 2019, 307(4):117-118.
[2]张莹. 废弃物焚烧发电厂升压站CT参数选择的实例分析[J]. 有色冶金节能, 2014(3):28-31.
[3]孙锦榕. 生活废弃物焚烧发电厂设计的几点体会[J]. 化学工程与装备, 2017(5):274-276.