格爾木300MW燃?xì)饴?lián)合循環(huán)電站電氣主接線運(yùn)行方式分析

【摘要】本文介紹了一拖一聯(lián)合循環(huán)特點(diǎn)，并結(jié)合繼電保護(hù)分析了格爾木300MW燃?xì)怆娬倦姎庵鹘泳€運(yùn)行方式，并闡述其中存在的問題，并提出了解決的辦法。

【關(guān)鍵詞】聯(lián)合循環(huán)電氣主接線運(yùn)行方式

聯(lián)合循環(huán)機(jī)組與其他類型的機(jī)組在運(yùn)行方式存在很大的區(qū)別。聯(lián)合循環(huán)電廠因?yàn)榇嬖谧陨硖攸c(diǎn)，因此在做繼電保護(hù)、制定主接線運(yùn)行方式時(shí)，必須充分考慮其特殊性。文中通過實(shí)體案例進(jìn)行說明，希望給一拖一聯(lián)合循環(huán)電氣主接線運(yùn)行方式提出一些建議。

一、聯(lián)合循環(huán)機(jī)組簡介

聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組有單軸機(jī)組和多軸機(jī)組2種。單軸機(jī)組為1臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)和1臺(tái)汽輪機(jī)共同驅(qū)動(dòng)一臺(tái)發(fā)電機(jī)，它由1臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)和1臺(tái)余熱鍋爐（HRSG）與1臺(tái)汽輪機(jī)及1臺(tái)發(fā)電機(jī)組成。多軸機(jī)組為燃?xì)廨啓C(jī)與汽輪機(jī)分別驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，一般為2+1和1+1多軸機(jī)組，也叫二拖一聯(lián)合循環(huán)機(jī)組和一拖一聯(lián)合循環(huán)機(jī)組。2+1多軸機(jī)組由2臺(tái)燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)和2臺(tái)HRSG與1臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)組成；1+1多軸機(jī)組由1臺(tái)燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)和1臺(tái)HRSG與1臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)組成。

單軸機(jī)組的燃?xì)廨啓C(jī)和HRSG與汽輪機(jī)，一般同時(shí)發(fā)電運(yùn)行。多軸機(jī)組的HRSG一般有旁路煙囪，可以采取多種組合方式發(fā)電運(yùn)行，包括燃?xì)廨啓C(jī)單循環(huán)發(fā)電運(yùn)行或者用1臺(tái)或2臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)與汽輪機(jī)組成聯(lián)合循環(huán)發(fā)電運(yùn)行。

格爾木300MW燃?xì)怆娬竟矁商茁?lián)合循環(huán)機(jī)組。為一拖一機(jī)組，HRSG處未設(shè)旁路煙囪。一臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)帶動(dòng)一臺(tái)燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)發(fā)電。高溫?zé)煔饨?jīng)HRSG產(chǎn)生高壓蒸汽，高壓蒸汽再經(jīng)過一臺(tái)汽輪機(jī)帶動(dòng)一臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。聯(lián)合循環(huán)汽輪機(jī)發(fā)電完全依靠燃機(jī)，高溫?zé)煔狻?duì)于一拖一聯(lián)合循環(huán)汽輪發(fā)電機(jī)來說，汽輪機(jī)能否發(fā)電完全取決于和其聯(lián)合的燃機(jī)。又因HRSG處未設(shè)旁路煙囪。因此，格爾木300MW燃?xì)怆娬韭?lián)合循環(huán)的特點(diǎn)是，燃機(jī)停機(jī)，其所對(duì)應(yīng)的汽輪機(jī)必然停機(jī)。因未設(shè)HRSG旁路煙囪，汽輪機(jī)或HRSG事故停機(jī)或停爐，燃機(jī)也面臨停機(jī)。

1#燃機(jī)、3#HRSG和3#汽機(jī)組成第一套聯(lián)合循環(huán)，2#燃機(jī)、4#HRSG和4#汽機(jī)組成第二套聯(lián)合循環(huán)。

二、格爾木300MW燃?xì)怆娬倦姎庵鹘泳€運(yùn)行方式

格爾木電站110KV系統(tǒng)采取合環(huán)運(yùn)行的方式，即1100開關(guān)合閘，110KV母線聯(lián)絡(luò)刀閘11001、11002常合；I母線掛1B、4B、5B、燃格I線、II母線掛2B、3B、燃格II線、110KV系統(tǒng)變壓器中性點(diǎn)接地方式：最小為一個(gè)，最大為兩個(gè)。電氣主接線系統(tǒng)圖如圖1所示：

正常運(yùn)行時(shí)1#燃機(jī)發(fā)電機(jī)1B高壓側(cè)開關(guān)1101在合、上I母隔離刀閘11011在合；4#汽輪發(fā)電機(jī)4B高壓側(cè)開關(guān)1104在合、上I母隔離刀閘11041在合；5B啟備變上I母開關(guān)1105在合、上I母隔離刀閘11051在合；燃格2線上I母開關(guān)1125在合、上I母隔離刀閘11252在合；2#燃機(jī)發(fā)電機(jī)2B高壓側(cè)開關(guān)1102在合、上II母隔離刀閘11022在合；3#汽輪發(fā)電機(jī)3B高壓側(cè)開關(guān)1103在合、上II母隔離刀閘11032在合；母聯(lián)開關(guān)1100在合，隔離開關(guān)11001、11002在合。

三、目前運(yùn)行方式存在的問題

在目前電氣主接線運(yùn)行方式下，結(jié)合繼電保護(hù)說明該運(yùn)行方式存在的隱患。

1、假設(shè)1#機(jī)組發(fā)生事故跳機(jī)，1B高壓側(cè)斷路器1101DL拒動(dòng)，則斷路器失靈保護(hù)啟動(dòng)。

①非聯(lián)合循環(huán)機(jī)組在圖1主接線運(yùn)行方式下， 1101DL拒動(dòng)斷路器失靈保護(hù)啟動(dòng)，則跳開與I母所連所有開關(guān)以及母聯(lián)開關(guān)切除故障。則跳開1104DL、1105DL、1124DL以及母聯(lián)1100DL。切除故障，切除全廠總負(fù)荷的一半。

②聯(lián)合循環(huán)機(jī)組在圖1主接線運(yùn)行方式下，1101DL拒動(dòng)斷路器失靈保護(hù)啟動(dòng)，則跳開與I母所連所有開關(guān)以及母聯(lián)開關(guān)切除故障。則跳開1104DL、1105DL、1124DL以及母聯(lián)1100DL，還要跳開1103DL。由于HRSG未設(shè)旁路煙道，1104DL跳開與之對(duì)應(yīng)燃?xì)廨啓C(jī)1102DL也面臨跳開的可能性。

結(jié)論，目前主接線方式下，聯(lián)合循環(huán)機(jī)組，在發(fā)生任意母線上斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作，都將切除全廠3/4以上機(jī)組，還可能發(fā)生全廠停機(jī)。

2、假設(shè)I母發(fā)生事故，即母差動(dòng)作。故障點(diǎn)在I母上。

①非聯(lián)合循環(huán)機(jī)組在圖1主接線運(yùn)行方式下，大差動(dòng)作跳開母聯(lián)1100DL，小差動(dòng)作跳開I母上所連所有開關(guān)。則跳開1101DL、1104DL、1105DL和1124DL。切除故障，切除全廠總負(fù)荷的一半。

②聯(lián)合循環(huán)機(jī)組在圖1主接線運(yùn)行方式下，大差動(dòng)作跳開母聯(lián)1100DL，小差動(dòng)作跳開I母上所連所有開關(guān)。則跳開1101DL、1104DL、1105DL和1124DL。還要跳開1103DL。由于HRSG未設(shè)旁路煙道，1104DL跳開與之對(duì)應(yīng)燃?xì)廨啓C(jī)1102DL也面臨跳開的可能性。

結(jié)論，目前主接線方式下，聯(lián)合循環(huán)機(jī)組，在發(fā)生任意母線故障，母差動(dòng)作，都將切除全廠3/4以上機(jī)組，還可能發(fā)生全廠停機(jī)。其動(dòng)作結(jié)果和斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作結(jié)果一樣。

四、結(jié)合以上分析提出的改進(jìn)措施

保護(hù)動(dòng)作時(shí)出現(xiàn)擴(kuò)大事故范圍的原因主要是，燃?xì)廨啓C(jī)、汽輪機(jī)聯(lián)合循環(huán)自身的特殊性產(chǎn)生的。因此，我們?cè)诖_定聯(lián)合循環(huán)主接線運(yùn)行方式要充分考慮其特點(diǎn)。對(duì)于格爾木300MW燃?xì)怆娬局鹘泳€運(yùn)行方式改進(jìn)：聯(lián)合循環(huán)中一拖一機(jī)組在同一條母線上運(yùn)行。其改進(jìn)后的運(yùn)行方式：110KV系統(tǒng)采取合環(huán)運(yùn)行的方式，即1100開關(guān)合閘，110KV母線聯(lián)絡(luò)刀閘11001、11002常合；I母線掛1B、3B、5B、燃格I線，II母線掛2B、4B、燃格II線。

改進(jìn)后斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作時(shí)，保護(hù)只切除一條母線上的所有斷路器，另一條母線不受影響。同樣母差保護(hù)動(dòng)作也不會(huì)影響正常母線上的機(jī)組。斷路器失靈保護(hù)和母差保護(hù)都只切除1/2的機(jī)組和負(fù)荷。

五、結(jié)束語

對(duì)于一拖一聯(lián)合循環(huán)燃?xì)怆姀S，燃汽輪機(jī)停機(jī)其所聯(lián)合的汽輪機(jī)必然停機(jī)。HRSG有旁路煙道的，汽輪機(jī)停機(jī)燃機(jī)可單獨(dú)運(yùn)行。這是一拖一聯(lián)合循環(huán)特點(diǎn)，在考慮聯(lián)合循環(huán)主接線運(yùn)行方式及繼電保護(hù)配合上必須考慮這個(gè)特點(diǎn)。以避免在發(fā)生事故停機(jī)時(shí)，因保護(hù)動(dòng)作造成事故擴(kuò)大；從而減小了事故停電范圍和突然甩大負(fù)荷對(duì)電網(wǎng)造成沖擊，提高了供電可靠性。