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沙角C电厂厂用电结线分析

时间:2007-1-27栏目:石油能源论文

摘 要 660MW大机组厂用电结线目前在国内仍处于探索阶段,特别是对于660MW及以上大型机组是否装设发电机出口开关及装设发电机出口开关的结线方式仍处于讨论中。广东沙角C电厂3×660MW机组是总承包工程,3台机组均装设发电机出口开关。沙角C电厂用电结线方案选择过程、设计原则、厂用电系统电压等级及切换和开关设备选型可作为我国600MW大机组的厂用电结线借鉴。

1 方案选择
  沙角C电厂(简称沙角C厂)有3台660MW机组,每台机组发出的电能都是经各自的主变压器升压至500kV,由500kV变电站进入广东省主网。发电机机端电压为19kV,主变压器为Yo/△接线,每台机有2台容量各为44MVA的△/Yo接线高压厂用工作变压器,2台高压厂用工作变压器各带一10kV机组段。全厂设1台容量为44MVA的高压厂用备用变压器及设高压厂用公用段10kV两段。厂用电接线如图1所示。对于这样一种结线,在工程谈判阶段业主和设计院曾就电厂的厂用电结线作了两个方案比较。

  方案一:全厂设高压厂用起动/备用变压器,而不设发电机开关;

  方案二:每台机装设发电机开关,而全厂只设1台容量较小的高压厂用备用变压器。

  方案二的优点是:

  a)机组正常起、停不需切换厂用电,只需操作发电机开关,厂用电可靠性高。

  b)机组在发生发电机开关以内故障时(如发电机、汽机、锅炉故障),只需跳开发电机开关,厂用电源不会消失,也不需切换,提高了厂用电的可靠性,同时减轻了操作人员的工作量和紧张度。这一点在沙角C厂的调试过程中,表现非常突出。同时对于国内大型机组采用一机只配一主操作员和一副操作员的值班方式非常有益。

  c)对保护主变压器、高压厂用工作变压器有利。对于主变压器、高压厂用工作变压器发生内部故障时,由于发电机励磁电流衰减需要一定时间,在发电机-变压器组保护动作切除主变压器高压侧断路器后,发电机在励磁电流衰减阶段仍向故障点供电,而装设发电机开关后由于能快速切开发电机开关,而使主变压器受到更好的保护,这一点对于大型机组非常有利。

  d)发电机开关以内故障只需跳开发电机开关,不需跳主变压器高压侧500kV开关,对系统的电网结构影响较小,对电网有利。

  方案一无上述优点。

  对于方案二,当时我们主要担心发电机开关价格昂贵,增加工程投资,以及发电机开关质量不可靠,增加故障机会。对于工程投资的比较是如果不装设发电机开关,按目前国内大型火力发电厂设计规程要求的2台600MW机组需配2台高压厂用起动/备用变压器的原则,沙角C厂则要配4台较大容量起动/备用变压器,且由于条件所限,起动/备用变压器的电源只能从沙角A厂220kV系统引接。因而,方案一需增加220kVGIS间隔4个,220kV电缆4根,220kV级的较大容量起动/备用变压器4台;方案二需增加33kV电缆1根,33kV级的较小备用变压器1台,发电机开关3台。方案一的投资可能超过方案二。对发电机开关质量问题,经调查了解,当时GEC-ALSTHOM公司法国里昂开关厂生产的空气断路器,额定电流33.7kA,额定开断电流180kA,这种断路器已供应美国、法国许多大型核电站使用,运行良好。

  因此,我们最终选择了方案二,并选用了GEC-ALSTHOM公司的PKG2C空气断路器。目前这种断路器经在沙角C厂多年的运行,上百次的动作,证明其性能良好。

  沙角C厂发电机开关的主要技术参数:

型号
灭弧介质
额定电流
额定电压
额定频率
额定对称开断电流
额定不对称开断电流
额定短路关合电流
额定短时承受电流
对地工频耐压
雷电冲击耐压峰值
额定开断时间
额定负载下操作顺序
正常操作压力
最低操作压力 PKG2C
压缩空气
33.7kA
21kV
50Hz
180kA
340kA
509kA
275kA
70kV/min
170kV
0.1s
CO—30min—CO
3.34MPa
3.00MPa

2 设计原则

2.1 高压厂用工作变压器的容量设计

  GEC-ALSTHOM公司对高压厂用工作变压器容量的设计原则为:

  a)带单机负荷的一半,加1台电动给水泵再加公用厂用负荷的一半;

  b)提供单机辅助负荷一半,再加2台电动给水泵。

2.2 备用变压器容量设计

  备用变压器的容量选择同高压厂用工作变压器容量。

2.3 10kV厂用电系统运行方式的设计

  由于受备用变压器容量所限,备用变压器在同一时间内只能带1段10kV公用段及1段10kV机组段,因此要求在正常情况下公用段尽量由某2台正常运行机组的高压厂用工作变压器各带1段。同时为防止不同机组的10kV段通过公用段并列,在各机组机组段至公用段的联络开关上有电气闭锁。

2.4 10kV厂用电源事故切换

  10kV厂用电源事故切换采用自动慢切换,当正在向1段

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