華誼化工自備電站與電力系統并網接入設計條件

徐利密

摘 要：本文所述的發電機接入系統設計條件，不僅供電力部門作為接入設計參考，而且也可為新建變電站在先建設時按發電機接入系統預留接入接口。

關鍵詞：自備電站 發電機接入系統 發電機并網 低頻（低周）保護 電氣聯鎖

安徽華誼化工一期甲醇項目資源綜合利用余熱發電自備電站，裝機容量為25MW汽輪發電機組一臺。利用生產裝置的余熱蒸汽發電，發電量隨生產裝置負荷變化以汽定電，自發自用自平衡，并網不倒送電網為原則接入電網系統。工廠自備電站與電力系統并網設計，需要取得省級電力部門的接入系統報告及相關批復文件，本文根據總變電站和鍋爐及自備電站的主接線及所述的相關條件，供接入系統設計參考。

全廠供電概況

華誼化工一期甲醇項目，建有一座110kV總變電站，總變電站兩路110kV電源分別來自通江和民安220kV變電站。采用10kV電壓等級作為廠內高壓配電電壓，全廠用電計算負荷62092kW。本工程在廠內建有鍋爐及自備電站一座。自備電站裝機容量為一臺25kW汽輪發電機組。鍋爐及自備電站自用電9000kW，可供全廠約15000kW。外電網供電將減少為47000kW～50000kW，自備電站的發電量受生產裝置蒸汽用量的制約，當其發電量較少時，外電網將增加供電量。與301總變電站的聯絡線1，在發電機不發電時作為鍋爐及自備電站的廠用工作電源，由301總變電站為其提供電源。當發電機并網后該聯絡線1將改為由發電機向301總變電站提供電源。

電氣主接線

301總變電站、鍋爐及自備電站電氣主接線如圖1所示。

301總變電站110kV系統、10kV系統均為單母線分段接線方式，母聯開關設有備用電源自投裝置（BZT）。10kV母線Ⅰ、Ⅱ段分別引出聯絡線1、聯絡線2與鍋爐及自備電站聯接。

302A鍋爐及自備電站設有10kV工作母線段、10kV備用母線段，接線形式均為單母線接線。10kV工作母線段經電抗器通過10kV聯絡線1接至301總變電站10kVⅠ段母線上。10kV備用母線段經電抗器通過10kV聯絡線2接至301總變電站10kVⅡ段母線上。自備電站發電機經并網開關接于10kV工作母線段上供鍋爐及自備電站的廠用電，并通過聯絡線1向301總變電站10kV Ⅰ段母線上負荷提供電源。

總變電站運行、接入系統方式

301總變電站110kV系統、10kV系統均為單母線分段運行方式，自備電站發電機發電并入301總變電站10kV Ⅰ段母線，經1#主變接入110kV 1#電源系統，或者并入301總變電站10kV Ⅰ段母線，經10kV母聯、2#主變接入110kV 2#電源系統，此時發電機發電并入的條件必須是1#主變退出運行。二種接入方式的不同，相關聯的保護和聯鎖有所區別。由于化工生產單一電源供電的概率較少，不考慮第二種接入方式的設計。

自備電站發電機并網接入按上述第一種的接入方式進行相關的保護和聯鎖設計，發電機發電量并入總變電10kVⅠ段自發自用自平衡，并應要有防止倒入110kV電源系統防范措施，設置相應的保護和相關的聯鎖。

110kV系統電源失電的情況分析及保護設定

110kV上一級斷路器取消重合閘功能。

當上一級變電站110kV電源失壓，此時110kV線路兩端斷路器均處于合閘狀態，這樣1#電源系統的負荷以及上一級變電站110kV母線段的負荷將由自備電站單獨提供，自備電站發電量遠小于上述的全部負荷，利用低頻（低周）保護的設置，按時限設定順序分別依次跳開：并網開關0s、工作母線進線開關0.5s、聯絡線1開關0.5+0.3s（隨下級開關聯跳）、主變10kV開關1s、110kV主變開關1.0+0.3s（隨下級開關聯跳）、110kV電源1#進線開關1.5s。設置低頻（低周）保護處均設置保護投入條件，為只有當斷路器合閘后低頻（低周）保護投入，以保證正常操作。

在110kV電源1#進線開關、主變10kV開關二處設置逆功率保護，作為防止向電源倒送電的后備保護。

總變電站10kV母線之間的BZT啟動，類同110kV母線的BZT一樣存在與低頻（低周）保護配合問題，類同110kV一樣原理，采取同樣的邏輯編程。保護動作路徑：

并網開關的相關聯鎖設置

防止向電網電源倒送電，防止系統非同期合閘并網，建立并網開關與各電源開關之間的電氣聯鎖是自備電站接入系統設計的重要組成部分之一。根據本工程項目總變電站及自備電站的主接線，設立以下電氣聯鎖。

發電機并網開關與自備電站工作母線進線開關、主變10kV開關、110kV電源1#進線開關建立電氣聯鎖，即三個斷路器輔助常開接點串接接入發電機并網開關合閘回路。只有在待并電網處于正常運行狀態時，才允許發電機并網。

自備電站工作母線進線開關、主變10kV開關、110kV電源1#進線開關與發電機并網開關建立電氣聯鎖，即三個斷路器輔助常閉接點并接接入發電機并網開關分閘回路。當三個斷路器任一個跳閘即使并網中發電機解列。

結束語

自備電站發電機接入系統設計較為復雜，接入設計方案需要取得省級電力部門的接入系統報告及相關批復文件，華誼化工是在新建立用戶變電站的基礎上再進行發電機接入系統設計，為了避免發電機接入系統的實施過程中發生過多的變動和修改，本文所述的發電機接入系統設計條件，不僅供電力部門作為接入設計參考，而且也可為新建變電站先建設時按發電機接入系統預留接入接口。由于總變電站、自備電站的選用保護、測控一體的綜合保護管理裝置以及采用Brick過程總線技術，可使發電機并網的接入更為靈活和方便。

參考文獻：

[1] Q/GDW_422-2010《國家電網繼電保護整定計算技術規范》

[2] 許建安《繼電保護計算》中國水利水電出版社 2000年8月