機組啟停廠用電切換方式探討

孫學寶

摘 要： 高壓廠用電源是保證發(fā)電廠正常運行的重要系統(tǒng)，不僅要保證容量較大的廠用機械設備電動機的可靠供電，而且要保證低壓系統(tǒng)正常供電。本文對大板電廠10KV廠用電系統(tǒng)的特點和機組啟停時公用C段的切換問題進行了分析，并制定和采取了可靠的啟、停機廠用電切換方式和正常運行方式，以保證供電的可靠性。

關鍵詞： 電氣接線 機組啟停機 10KV廠用電源 廠用電切換 1.大板電廠電氣系統(tǒng)介紹

1.1大板電廠新建2×600MW空冷機組工程，500kV開關場主接線為3/2交叉接線方式。兩回進線、兩回出線，經六組開關構成兩個完整串，每回進、出線分別設一組刀閘，500kV兩回出線送入巴林變。一臺啟/備變經一組開關接于500kVⅠ母線構成一個不完整串。

1.2發(fā)電機—變壓器組采用單元接線，發(fā)電機出口不裝設開關。發(fā)電機由哈爾濱電機有限責任公司生產，型號為QFSN-600-2YHG，額定功率為600MW、額定電壓20kV、額定電流20377A、功率因數(shù)0.85（滯后）。主變?yōu)樘刈冸姽ど蜿栕儔浩鞴旧a的三相雙線圈銅繞組無勵磁調壓油浸式變壓器，額定容量720MVA，額定電壓550-2×2.5%/20kV，額定電流755.8/20785.2A、連接組別標號Ynd11，主變中性點直接接地。

1.3每臺機組分別設一臺容量為70/45-45MVA的高壓廠用變壓器和一臺容量為35/35MVA的高壓公用變壓器。

1.4每臺機組設兩段10kV廠用工作段和一段10kV公用段電源，由各自的廠用變壓器和公用變壓器通過共箱封閉母線引接。

1.5啟/備變壓器容量為70/45/45/23.4MVA，形式為三相分裂繞組銅繞組低損耗有載調壓油浸式變壓器。10KV低壓側兩個分支經共箱封閉母線分別為兩臺機10KV廠用段和公用段共6段母線提供備用電源。電氣一次系統(tǒng)如下圖所示。

2.電氣系統(tǒng)特點

2.1大板電廠500KV開關場為3/2交叉接線，開關場兩個完整串，兩回進線和兩回出線分別設置了一組刀閘，分別為50116、50136、50316、50336。機組停機或線路停電時，可通過50116、50136、50316、50336刀閘隔離后，通過兩串6組開關實現(xiàn)兩個完整串合環(huán)，以滿足系統(tǒng)和本廠機組安全穩(wěn)定的需求。

2.2一臺啟/備變通過一組開關，為兩臺機組提供啟動、備用電源。啟備變、開關母線任何一個元件出現(xiàn)異常問題退出運行后，都不能保證本廠啟動電源的要求。并且目前啟備變串，沒有空間隔，就不可能放置一組開關與Ⅱ母連接。此問題有待擴建解決。

2.3由于啟/備變容量有限，10KV廠用段的工作與備用電源設置廠用電快切裝置，機組啟停機時，廠用段的工作電源與備用電源可以通過快切裝置實現(xiàn)快速切換。10KV公用段的工作與備用電源沒有設置快切裝置，只有通過瞬停方式手動切換。在兩臺機公用段設有聯(lián)絡開關，工作與聯(lián)絡開關之間設置快切裝置，在機組發(fā)生跳閘事故時，為保證公用系統(tǒng)供電，可通過快切裝置將公用段切向聯(lián)絡開關。

3.機組啟、停時1C（2C）段切換的問題

3.1由于兩臺機組脫硫負荷在公用1C（2C）段，原設計機組啟動時，脫硫不隨機組啟動，負荷在120MW左右，已經可以進行廠用電切換，機組啟動后全切油約250MWW以后，才啟動增壓風機。機組停機時200MW～250MW左右投油槍，此時脫硫退出運行，增壓風機停止，此時廠用電還未進行切換，其他負荷可以瞬間停電，故10KV公用段的工作電源與備用電源之間通過順停方式手動切換，以滿足正常啟停機廠用電切換的需求（見表1、表2）。

表1 1C公用段負荷表

表2 2C公用段負荷表

3.2由于國家環(huán)保局規(guī)定，煙氣脫硫設備必須隨機組啟停，取消煙氣旁路。現(xiàn)我廠已整改完畢，增壓風機隨機組啟停，增壓風機停止機組將發(fā)生RB動作。因此正常啟、停機，公用1C（2C）段手動切換方式已不能滿足需求。

4.解決辦法

4.1機組啟動前，將要啟動機組的公用1C或2C段通過聯(lián)絡1C19和2C18開關串聯(lián)，機組啟動后，通過工作與聯(lián)絡開關的快切裝置進行快速切換至工作開關。機組停機時公用1C或2C段通過快切裝置切至聯(lián)絡開關，待機組停機時后，再手動瞬停切換至備用開關。

4.2兩臺機同時停止時，啟/備變容量一定滿足要求，但考慮到一臺機組運行，在啟動另一臺機組時，必須考慮公用變容量問題。監(jiān)測單臺機組負荷600MW運行時，10KV公用段最大電流達579.9A，公用變壓器負荷達10.46MW，公用變壓器的容量為35MVA，遠能滿足另一臺機組公用段的啟動初期要求。另外依據(jù)一臺機組運行，另一臺機組啟動時，公用1C段與公用2C段總負荷容量計算表3，且兩臺機組的增壓風機都按接近額定功率計算的情況下，最大視在功率為16.01MVA。單臺機公用變壓器符合容量要求，不會出現(xiàn)過負荷現(xiàn)象。

表3 一臺機組運行、另一臺啟動時公用C段總容量計算表

4.3另外，就是10KV公用段工作開關、備用開關及聯(lián)絡開關容量是否滿足一臺機組運行，另一臺機組啟動時，總負荷的要求。由表1和表2可知，公用段上述三個開關額定電流均為2500A，額定開斷電流40KA。測算最大容量16010.61KVA，根據(jù)公式I=S/1.732×U=16010.61/1.732×10=924.4（A），924.4A遠小于2500A，故開關的額定電流滿足要求。根據(jù)東北電力設計院短路計算書，即使加上一段10KV母線，系統(tǒng)阻抗不發(fā)生變化，所在母線最大短路電流不超過開關的額定短路開斷電流。

4.4為防止一臺機組運行，另一臺機組啟動時做了說明，并對避免投入過多不必要負荷做了規(guī)定。

4.4.1機組正常運行時，兩臺機10kV公用1C、2C段母線分段運行。兩段工作電源進線1C02（2C02）開關與聯(lián)絡1C19開關（2C18開關合位）通過快切裝置實現(xiàn)切換。

4.4.2 10kV公用1C（2C）段母線工作電源進線1C02（2C02）開關與備用電源進線1C03（2C03）開關之間沒設快切裝置，只能采用順停切換。機組停機時，可通過快切裝置切換至聯(lián)絡1C19開關運行。

4.4.3 10kV公用1C（2C）段母線備用電源進線1C03（2C03）開關與聯(lián)絡1C19開關之間沒設快切裝置，只能采用順停切換。待機組解列后再瞬停切換至備用電源進線1C03（2C03）開關供電。

4.4.4啟動某一臺機組時，應先拉開該機組的10kV公用1C（2C）段備用電源進線1C03（2C03）開關，再合上10kV公用1C（2C）段母聯(lián)1C19開關，令該機組10kV公用1C（2C）段母線在聯(lián)絡開關運行。

4.4.5兩臺機組同時運行時，一臺機組緊急停機，該臺機組的10kV廠用母線可通過快切裝置切換至啟/備變供電。兩臺機組同時緊急停機，每一臺機組的10kV廠用母線均切至啟/備變供電，但必須合理分配負荷，防止啟/備變過負荷運行。

4.4.6一臺機組正常運行時，啟動另一臺機組時，必須嚴格控制不必要的負荷投入，輸煤系統(tǒng)停止上煤，控制空壓機不大于3臺等措施。應合理分配負荷，必須監(jiān)視公用變功率小于20MW，最大電流小于1291A，防止公用變過負荷運行。

4.4.7不得同時啟動兩臺機組，必須按順序啟動兩臺機組，即一臺機組啟動正常后，方能啟動另一臺機組。

5.結語

目前，火力發(fā)電廠設計本著節(jié)約資金投入、優(yōu)化設計的目的，確實可以節(jié)省大量資金投入，但隨之帶來的運行方式調整困難和運行操作任務繁雜，也是顯而易見的。這就要求生產一線的所有員工，深入研究系統(tǒng)特點，找出切實可行的應對措施，以保證發(fā)電廠的正常生產運營。