沙角C電廠廠用電結(jié)線分析
摘 要 660MW大機(jī)組廠用電結(jié)線目前在國內(nèi)仍處于探索階段，特別是對于660MW及以上大型機(jī)組是否裝設(shè)發(fā)電機(jī)出口開關(guān)及裝設(shè)發(fā)電機(jī)出口開關(guān)的結(jié)線方式仍處于討論中。廣東沙角C電廠3×660MW機(jī)組是總承包工程，3臺機(jī)組均裝設(shè)發(fā)電機(jī)出口開關(guān)。沙角C電廠用電結(jié)線方案選擇過程、設(shè)計原則、廠用電系統(tǒng)電壓等級及切換和開關(guān)設(shè)備選型可作為我國600MW大機(jī)組的廠用電結(jié)線借鑒。1 方案選擇
沙角C電廠(簡稱沙角C廠)有3臺660MW機(jī)組，每臺機(jī)組發(fā)出的電能都是經(jīng)各自的主變壓器升壓至500kV，由500kV變電站進(jìn)入廣東省主網(wǎng)。發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓為19kV，主變壓器為Yo/△接線，每臺機(jī)有2臺容量各為44MVA的△/Yo接線高壓廠用工作變壓器，2臺高壓廠用工作變壓器各帶一10kV機(jī)組段。全廠設(shè)1臺容量為44MVA的高壓廠用備用變壓器及設(shè)高壓廠用公用段10kV兩段。廠用電接線如圖1所示。對于這樣一種結(jié)線，在工程談判階段業(yè)主和設(shè)計院曾就電廠的廠用電結(jié)線作了兩個方案比較。
方案一：全廠設(shè)高壓廠用起動/備用變壓器，而不設(shè)發(fā)電機(jī)開關(guān)；
方案二：每臺機(jī)裝設(shè)發(fā)電機(jī)開關(guān)，而全廠只設(shè)1臺容量較小的高壓廠用備用變壓器。
方案二的優(yōu)點是：
a)機(jī)組正常起、停不需切換廠用電，只需操作發(fā)電機(jī)開關(guān)，廠用電可靠性高。
b)機(jī)組在發(fā)生發(fā)電機(jī)開關(guān)以內(nèi)故障時(如發(fā)電機(jī)、汽機(jī)、鍋爐故障)，只需跳開發(fā)電機(jī)開關(guān)，廠用電源不會消失，也不需切換，提高了廠用電的可靠性，同時減輕了操作人員的工作量和緊張度。這一點在沙角C廠的調(diào)試過程中，表現(xiàn)非常突出。同時對于國內(nèi)大型機(jī)組采用一機(jī)只配一主操作員和一副操作員的值班方式非常有益。
c)對保護(hù)主變壓器、高壓廠用工作變壓器有利。對于主變壓器、高壓廠用工作變壓器發(fā)生內(nèi)部故障時，由于發(fā)電機(jī)勵磁電流衰減需要一定時間，在發(fā)電機(jī)-變壓器組保護(hù)動作切除主變壓器高壓側(cè)斷路器后，發(fā)電機(jī)在勵磁電流衰減階段仍向故障點供電，而裝設(shè)發(fā)電機(jī)開關(guān)后由于能快速切開發(fā)電機(jī)開關(guān)，而使主變壓器受到更好的保護(hù)，這一點對于大型機(jī)組非常有利。
d)發(fā)電機(jī)開關(guān)以內(nèi)故障只需跳開發(fā)電機(jī)開關(guān)，不需跳主變壓器高壓側(cè)500kV開關(guān)，對系統(tǒng)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)影響較小，對電網(wǎng)有利。
方案一無上述優(yōu)點。
對于方案二，當(dāng)時我們主要擔(dān)心發(fā)電機(jī)開關(guān)價格昂貴，增加工程投資，以及發(fā)電機(jī)開關(guān)質(zhì)量不可靠，增加故障機(jī)會。對于工程投資的比較是如果不裝設(shè)發(fā)電機(jī)開關(guān)，按目前國內(nèi)大型火力發(fā)電廠設(shè)計規(guī)程要求的2臺600MW機(jī)組需配2臺高壓廠用起動／備用變壓器的原則，沙角C廠則要配4臺較大容量起動／備用變壓器，且由于條件所限，起動／備用變壓器的電源只能從沙角A廠220kV系統(tǒng)引接。因而，方案一需增加220kVGIS間隔4個，220kV電纜4根，220kV級的較大容量起動／備用變壓器4臺；方案二需增加33kV電纜1根，33kV級的較小備用變壓器1臺，發(fā)電機(jī)開關(guān)3臺。方案一的投資可能超過方案二。對發(fā)電機(jī)開關(guān)質(zhì)量問題，經(jīng)調(diào)查了解，當(dāng)時GEC-ALSTHOM公司法國里昂開關(guān)廠生產(chǎn)的空氣斷路器，額定電流33.7kA，額定開斷電流180kA，這種斷路器已供應(yīng)美國、法國許多大型核電站使用，運行良好。
因此，我們最終選擇了方案二，并選用了GEC-ALSTHOM公司的PKG2C空氣斷路器。目前這種斷路器經(jīng)在沙角C廠多年的運行，上百次的動作，證明其性能良好。
沙角C廠發(fā)電機(jī)開關(guān)的主要技術(shù)參數(shù)：
型號
滅弧介質(zhì)
額定電流
額定電壓
額定頻率
額定對稱開斷電流
額定不對稱開斷電流
額定短路關(guān)合電流
額定短時承受電流
對地工頻耐壓
雷電沖擊耐壓峰值
額定開斷時間
額定負(fù)載下操作順序
正常操作壓力
最低操作壓力 PKG2C
壓縮空氣
33.7kA
21kV
50Hz
180kA
340kA
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