1、300MW火電機組交流保安系統探討山東電力技術SHANDONGDIANLIJISHU2011年第2期(總第180期)300MW火電機組交流保安系統探討ResearchforEmergencyACPowerSupplyin300MWThem1alPowerPlant王雷鳴,林令知,師法民(國核電力規劃設計研究院,北京100094)摘要:交流事故保安電源系統是當電網發生事故或其他原因致使火電廠廠用電長時間停電時,提供機組安全停機所必需的交流用電系統.以采用柴油發電機組作為電廠保安電源的某2300MW電廠為例,闡述其保安電源的接線方式,給出柴油發電機組的容量計算方法,介紹柴油機組作為保安電源時需要注

2、意的事項.關鍵詞:保安負荷:柴油發電機組;A動轉換開關Abstract:EmergencyACsupplysystemisnecessarytosafeshutdownforthermalpowerplantwhenauxiliarypowersystemisoutofservicecausedbygridsystemfaultorotherreasons.Basedonone2x300MWthermalpowerplantwhoseemergencyACsupplyisprovidedbyDieselgeneratorset,thisarticleexplainsconnectionofem

3、ergencyACsupply,providescapacitycalculationmethodforDieselgeneratorset,andintroducesnlattersneedingattentionforemergencyACsupplyprovidedbyDieselgeneratorsetintheend.Keywords:emergencyload;dieselgeneratorset;automatictransferswitch(ATS)中圖分類號:TM61l文獻標識碼:B文章編號:10079904(2011)O237一O30引言事故保安負荷即為保證機組安全停運,事

4、故消除后能快速重新啟動.或為防止危及人身安全等原因,需在全廠停電時繼續供電的負荷.如果缺少事故保安電源,將引起主要設備損壞,重要的A動控制失靈或推遲恢復供電等嚴重后果.大型機組在電力系統中居有重要地位,它直接關系到電力系統的穩定性和可靠性.保安電源作為保護電廠重要設備的最后防線,顯得至關重要.保安電源的選擇決定著整個保安電源系統的可靠性.DL50002000火力發電廠設計技術規程第13.3.17條規定:”容量為200MW及以上的機組,應設置交流保安電源.交流保安電源宜采用快速啟動的柴油發電機組”.采用柴油發電機組作為電廠保安電源的最大優點是它獨立性強,不受外界電網干擾,投資也比較省,只要產品質

5、量過關,設計合理,運行維護得當,供電可靠性較高.當前,大型火電機組普遍采用專用柴油發電機組作為交流事故保安電源.1柴油機組作為保安電源的接線1.1采用自動轉換開關的接線原理以某2x300MW電廠為例,介紹一種以柴油發電機作為保安電源的安全,可靠的接線方式.接線原理圖見圖1.圖1保安電源接線原理圖37山東電力技術SHANDONGDIANLIJISHU2011年第2期(總第180期)圖1為交流保安電源采用自動轉換開關的接線方案每臺機組設置一臺柴油發電機組和兩路保安母線段,機組保安負荷分別接于保安MCCA段和MCCB段.保安MCCA(MCCB)段設有一路正常工作電源及兩路備用電源.正常工作電源為作P

6、CA(PCB)段,PCB(PCA)段作為T作電源的一路備用電源.柴油發電機組作為另一路備用電源.保安MCCA(MCCB)段正常T作時自動轉換開關1在工作PCA(PCB)0,自動轉換開關2在T作電源側,當丁作PCA(PCB)側電源故障,A動轉換開關1的控制器判斷為事故斷電,自動轉換開關1延時(06S)切換至工作PCB(PCA)段供電,同時啟動柴油機.如果工作PCB(PCA)側電壓正常,則延時060rain停柴油機,若工作PCB(PCA)側電源故障,自動轉換開關2的控制器判斷為事故斷電,則自動轉換開關2快速切換至柴油機側.當柴油機組起動成功并具備帶負荷條件時.保安負荷按各自的工藝連鎖要求自動投入.

7、非重要的保安負荷或允許較長時間中斷供電的保安負荷可考慮延時自動投入或手動投入,以保證需瞬時投入的交流事故保安負荷的供電可靠性.該接線的主要優點在于:保安母線段與單元廠用工作母線段呈對應設置,單元性強,任一保安母線段上的任一負荷回路故障而該回路保護設備拒動的情況下.則由該保安母線段進線開關動作切除故障.而不會影響另一段保安母線的供電,且負荷均勻接至兩保安母線段上,即使跳掉一段保安母線,還有一半保安負荷繼續工作,對互為備用的保安負荷將不會受到影響.1.2選用自動轉換開關的技術優勢與傳統的斷路器切換電源的接線方式相比,火力發電廠交流保安電源設計采用自動轉換開關接線在安全性,可靠性以及運行檢修的便利性

8、等方面更具優勢.在安全性方面,自動轉換開關為電磁瞬間激勵,機械保持結構.具有電氣/機械雙重互鎖功能.完全避免了工作電源和備用電源的長期并聯運行:在事故切換過程中,通過機械聯鎖可實現先斷后合38的串聯切換,避免了柴油發電機投入故障線路,保證了切換過程的安全性.在可靠性方面,自動轉換開關的開關和控制器采用一體化裝置,避免了孤立元件引起的可靠性問題.同時,整套設備需按國家相關標準進行出廠試驗,設備的可靠性得到了比較充分的保證.在運行檢修的便利性方面,由于自動轉換開關成套的控制器具備同期檢測功能,試驗時將自動進行先合后斷切換,試驗完成后,由切換開關自動完成先接后斷切換,切換過程中不中斷對保安段所帶負荷

9、的供電.整個試驗過程操作簡單,減少了人為誤操作的風險.同時,自動轉換開關運行方式靈活,也可根據運行需要采用先斷后合切換方式.2柴油機容量的確定柴油發電機組的長期允許容量應能滿足機組安全停機最低限度連續運行負荷的需要.2.1柴油發電機組的負荷計算采用換算系數法進行柴油發電機組負荷計算.負荷的計算原則與廠用變壓器的負荷計算相同,但應考慮保安負荷的投運規律.容量計算原則為:對經常連續和不經常連續運行的負荷應計及全部容量:對經常短時和經常斷續運行的負荷應計及一半的容量;對不經常短時和不經常斷續運行的負荷不應計及容量.負荷計算公式為S=KEP,=c0s,式中:S為計算負荷看,kVA;尸為每個單元機組事故

10、停機時.可能同時運行的保安負荷的額定功率之和,kW;K為換算系數,取0.8;為計算負荷的有功功率,kW;cos為計算負荷的功率因數,可取0.86.此電廠l號機組的保安計算負荷為616kVA,選取,額定功率為550kW,功率因數為O.8,額定容量為688kVA的柴油發電機.2.2校驗柴油發電機帶負荷啟動一臺最大容量的電動機時的過負荷能力發電機在熱狀態下,能承受15,時間為15s.校驗公式為山東電力技術SHANDONGDIANLIJISHU2011年第2期(總第180期)SnS+(1.25Kq-K)Pom1.5式中:尸n為最大電動機的額定功率,kW;K為最大電動機的起動電流倍數.1號機組保安段上最

11、大容量電動機為55kW的頂軸油泵電機,代入公式有n5+(1.25Kq-K)尸nlx616+(1.25x60.8)55:1.51.5=656kVA<688kVA2.3校驗柴油發電機的首次加載能力要求制造廠保證柴油發電機的首次加載能力,不低于額定功率的50%.首次加載能力校驗公式為2.5KQEFodeosQ式巾:為首批加載的保安負荷額定功率之和,kW;K為起動負荷的電流倍數,取5;COs為起動負荷的功率因數,取0.4.利用以上公式對1號柴油發電機組進行首批加載校驗,征明了688kVA的容量滿足要求.3柴油機組作為保安電源需注意的事項3.1重視柴油發電機組有些電廠認為機組臺數多,全廠停

12、電可能性不大,超過半小時的長時間全廠停電可能性更小.所以有的電廠取消了在柴油機房的專門值班人員,造成無人專門管理,平常也很少維護.因而柴油機組可靠性降低,關鍵時刻甚至運行不起來,起不到應急保安電源的作用3.2加強對柴油發電機組蓄電池的維護電廠運行人員往往只重視發電機控制設備部分和機械部分的維護和管理,而忽視對蓄電池的維護和管理,殊不知柴油發電機不能正常起動的原因很大程度就在于蓄電池.所以蓄電池的在線監測和定期檢測非常重要,為此,必須對蓄電池組進行定期充放電測試,核對電池容量,及時發現和處理不良電池,保持蓄電池組的完好狀態以及進行大電流放電的良好起動性能.3.3重視調試過程中發現的問題通過調試考

13、核柴油發電機系統一,二次設備的性能及質量,及時發現并排除缺陷,使柴油發電機系統安全順利地投入運行,且其保護和快速切換功能能夠滿足運行要求,確保今后發電機投運能夠順利進行.總之,選用合適的柴油發電機組,采用合理的布置方式,制定科學的運行管理辦法,積極的運行維護和常抓不懈的管理手段是保證柴油發電機組可靠穩定運行的必要條件.4結束語交流保安電源系統作為全廠停電或事故停機時,保證機組安全停運和設備,人身安全的交流電源系統,其重要性不言而喻.保安電源的接線方式,應結合T程的具體情況.根據保安負荷容量選取合適的柴油發電機后,還需在電廠正常運行時,加強對柴油發電機組的維護,管理工作,以保證在全廠停電時柴油發電機組能夠順利投運.參考文獻1DL50002000火力發電廠設計技術規程S.2黎奕偉.廠用保安電源系統控制邏輯整組試驗分析J.電工技術,2009,(7):5-7.3周亞新.三菱_-T_MGS系列柴油發電