机组启停厂用电切换方式探讨

孙学宝

摘 要： 高压厂用电源是保证发电厂正常运行的重要系统，不仅要保证容量较大的厂用机械设备电动机的可靠供电，而且要保证低压系统正常供电。本文对大板电厂10KV厂用电系统的特点和机组启停时公用C段的切换问题进行了分析，并制定和采取了可靠的启、停机厂用电切换方式和正常运行方式，以保证供电的可靠性。

关键词： 电气接线 机组启停机 10KV厂用电源 厂用电切换 1.大板电厂电气系统介绍

1.1大板电厂新建2×600MW空冷机组工程，500kV开关场主接线为3/2交叉接线方式。两回进线、两回出线，经六组开关构成两个完整串，每回进、出线分别设一组刀闸，500kV两回出线送入巴林变。一台启/备变经一组开关接于500kVⅠ母线构成一个不完整串。

1.2发电机—变压器组采用单元接线，发电机出口不装设开关。发电机由哈尔滨电机有限责任公司生产，型号为QFSN-600-2YHG，额定功率为600MW、额定电压20kV、额定电流20377A、功率因数0.85（滞后）。主变为特变电工沈阳变压器公司生产的三相双线圈铜绕组无励磁调压油浸式变压器，额定容量720MVA，额定电压550-2×2.5%/20kV，额定电流755.8/20785.2A、连接组别标号Ynd11，主变中性点直接接地。

1.3每台机组分别设一台容量为70/45-45MVA的高压厂用变压器和一台容量为35/35MVA的高压公用变压器。

1.4每台机组设两段10kV厂用工作段和一段10kV公用段电源，由各自的厂用变压器和公用变压器通过共箱封闭母线引接。

1.5启/备变压器容量为70/45/45/23.4MVA，形式为三相分裂绕组铜绕组低损耗有载调压油浸式变压器。10KV低压侧两个分支经共箱封闭母线分别为两台机10KV厂用段和公用段共6段母线提供备用电源。电气一次系统如下图所示。

2.电气系统特点

2.1大板电厂500KV开关场为3/2交叉接线，开关场两个完整串，两回进线和两回出线分别设置了一组刀闸，分别为50116、50136、50316、50336。机组停机或线路停电时，可通过50116、50136、50316、50336刀闸隔离后，通过两串6组开关实现两个完整串合环，以满足系统和本厂机组安全稳定的需求。

2.2一台启/备变通过一组开关，为两台机组提供启动、备用电源。启备变、开关母线任何一个元件出现异常问题退出运行后，都不能保证本厂启动电源的要求。并且目前启备变串，没有空间隔，就不可能放置一组开关与Ⅱ母连接。此问题有待扩建解决。

2.3由于启/备变容量有限，10KV厂用段的工作与备用电源设置厂用电快切装置，机组启停机时，厂用段的工作电源与备用电源可以通过快切装置实现快速切换。10KV公用段的工作与备用电源没有设置快切装置，只有通过瞬停方式手动切换。在两台机公用段设有联络开关，工作与联络开关之间设置快切装置，在机组发生跳闸事故时，为保证公用系统供电，可通过快切装置将公用段切向联络开关。

3.机组启、停时1C（2C）段切换的问题

3.1由于两台机组脱硫负荷在公用1C（2C）段，原设计机组启动时，脱硫不随机组启动，负荷在120MW左右，已经可以进行厂用电切换，机组启动后全切油约250MWW以后，才启动增压风机。机组停机时200MW～250MW左右投油枪，此时脱硫退出运行，增压风机停止，此时厂用电还未进行切换，其他负荷可以瞬间停电，故10KV公用段的工作电源与备用电源之间通过顺停方式手动切换，以满足正常启停机厂用电切换的需求（见表1、表2）。

表1 1C公用段负荷表

表2 2C公用段负荷表

3.2由于国家环保局规定，烟气脱硫设备必须随机组启停，取消烟气旁路。现我厂已整改完毕，增压风机随机组启停，增压风机停止机组将发生RB动作。因此正常启、停机，公用1C（2C）段手动切换方式已不能满足需求。

4.解决办法

4.1机组启动前，将要启动机组的公用1C或2C段通过联络1C19和2C18开关串联，机组启动后，通过工作与联络开关的快切装置进行快速切换至工作开关。机组停机时公用1C或2C段通过快切装置切至联络开关，待机组停机时后，再手动瞬停切换至备用开关。

4.2两台机同时停止时，启/备变容量一定满足要求，但考虑到一台机组运行，在启动另一台机组时，必须考虑公用变容量问题。监测单台机组负荷600MW运行时，10KV公用段最大电流达579.9A，公用变压器负荷达10.46MW，公用变压器的容量为35MVA，远能满足另一台机组公用段的启动初期要求。另外依据一台机组运行，另一台机组启动时，公用1C段与公用2C段总负荷容量计算表3，且两台机组的增压风机都按接近额定功率计算的情况下，最大视在功率为16.01MVA。单台机公用变压器符合容量要求，不会出现过负荷现象。

表3 一台机组运行、另一台启动时公用C段总容量计算表

4.3另外，就是10KV公用段工作开关、备用开关及联络开关容量是否满足一台机组运行，另一台机组启动时，总负荷的要求。由表1和表2可知，公用段上述三个开关额定电流均为2500A，额定开断电流40KA。测算最大容量16010.61KVA，根据公式I=S/1.732×U=16010.61/1.732×10=924.4（A），924.4A远小于2500A，故开关的额定电流满足要求。根据东北电力设计院短路计算书，即使加上一段10KV母线，系统阻抗不发生变化，所在母线最大短路电流不超过开关的额定短路开断电流。

4.4为防止一台机组运行，另一台机组启动时做了说明，并对避免投入过多不必要负荷做了规定。

4.4.1机组正常运行时，两台机10kV公用1C、2C段母线分段运行。两段工作电源进线1C02（2C02）开关与联络1C19开关（2C18开关合位）通过快切装置实现切换。

4.4.2 10kV公用1C（2C）段母线工作电源进线1C02（2C02）开关与备用电源进线1C03（2C03）开关之间没设快切装置，只能采用顺停切换。机组停机时，可通过快切装置切换至联络1C19开关运行。

4.4.3 10kV公用1C（2C）段母线备用电源进线1C03（2C03）开关与联络1C19开关之间没设快切装置，只能采用顺停切换。待机组解列后再瞬停切换至备用电源进线1C03（2C03）开关供电。

4.4.4启动某一台机组时，应先拉开该机组的10kV公用1C（2C）段备用电源进线1C03（2C03）开关，再合上10kV公用1C（2C）段母联1C19开关，令该机组10kV公用1C（2C）段母线在联络开关运行。

4.4.5两台机组同时运行时，一台机组紧急停机，该台机组的10kV厂用母线可通过快切装置切换至启/备变供电。两台机组同时紧急停机，每一台机组的10kV厂用母线均切至启/备变供电，但必须合理分配负荷，防止启/备变过负荷运行。

4.4.6一台机组正常运行时，启动另一台机组时，必须严格控制不必要的负荷投入，输煤系统停止上煤，控制空压机不大于3台等措施。应合理分配负荷，必须监视公用变功率小于20MW，最大电流小于1291A，防止公用变过负荷运行。

4.4.7不得同时启动两台机组，必须按顺序启动两台机组，即一台机组启动正常后，方能启动另一台机组。

5.结语

目前，火力发电厂设计本着节约资金投入、优化设计的目的，确实可以节省大量资金投入，但随之带来的运行方式调整困难和运行操作任务繁杂，也是显而易见的。这就要求生产一线的所有员工，深入研究系统特点，找出切实可行的应对措施，以保证发电厂的正常生产运营。