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(guó)內(nèi)仍處于探索階段，特別是對(duì)于660MW及以上大型機(jī)組是否裝設(shè)發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)及裝設(shè)發(fā)電機(jī)出口開(kāi)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(tái)機(jī)組均裝設(shè)發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)。沙角C電廠用電結(jié)線方案選擇過(guò)程、設(shè)計(jì)原則、廠用電系統(tǒng)電壓等級(jí)及切換和開(kāi)關(guān)設(shè)備選型可作為我國(guó)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(jiǎn)稱沙角C廠)有3臺(tái)660MW機(jī)組，每臺(tái)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(tái)機(jī)有2臺(tái)容量各為44MVA的△/Yo接線高壓廠用工作變壓器，2臺(tái)高壓廠用工作變壓器各帶一10kV機(jī)組段。全廠設(shè)1臺(tái)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(duì)于這樣一種結(jié)線，在工程談判階段業(yè)主和設(shè)計(jì)院曾就電廠的廠用電結(jié)線作了兩個(gè)方案比較。
方案一：全廠設(shè)高壓廠用起動(dòng)/備用變壓器，而不設(shè)發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān)；
方案二：每臺(tái)機(jī)裝設(shè)發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān)，而全廠只設(shè)1臺(tái)容量較小的高壓廠用備用變壓器。
方案二的優(yōu)點(diǎn)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(kāi)關(guān)，廠用電可靠性高。
b)機(jī)組在發(fā)生發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān)以內(nèi)故障時(shí)(如發(fā)電機(jī)、汽機(jī)、鍋爐故障)，只需跳開(kāi)發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān)，廠用電源不會(huì)消失，也不需切換，提高了廠用電的可靠性，同時(shí)減輕了操作人員的工作量和緊張度。這一點(diǎn)在沙角C廠的調(diào)試過(guò)程中，表現(xiàn)非常突出。同時(shí)對(duì)于國(guó)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(duì)保護(hù)主變壓器、高壓廠用工作變壓器有利。對(duì)于主變壓器、高壓廠用工作變壓器發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)，由于發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流衰減需要一定時(shí)間，在發(fā)電機(jī)-變壓器組保護(hù)動(dòng)作切除主變壓器高壓側(cè)斷路器后，發(fā)電機(jī)在勵(lì)磁電流衰減階段仍向故障點(diǎn)供電，而裝設(shè)發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān)后由于能快速切開(kāi)發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān)，而使主變壓器受到更好的保護(hù)，這一點(diǎn)對(duì)于大型機(jī)組非常有利。
d)發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān)以內(nèi)故障只需跳開(kāi)發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān)，不需跳主變壓器高壓側(cè)500kV開(kāi)關(guān)，對(duì)系統(tǒng)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)影響較小，對(duì)電網(wǎng)有利。
方案一無(wú)上述優(yōu)點(diǎn)。
對(duì)于方案二，當(dāng)時(shí)我們主要擔(dān)心發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān)價(jià)格昂貴，增加工程投資，以及發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān)質(zhì)量不可靠，增加故障機(jī)會(huì)。對(duì)于工程投資的比較是如果不裝設(shè)發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān)，按目前國(guó)內(nèi)大型火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)程要求的2臺(tái)600MW機(jī)組需配2臺(tái)高壓廠用起動(dòng)／備用變壓器的原則，沙角C廠則要配4臺(tái)較大容量起動(dòng)／備用變壓器，且由于條件所限，起動(dòng)／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(gè)，220kV電纜4根，220kV級(jí)的較大容量起動(dòng)／備用變壓器4臺(tái)；方案二需增加33kV電纜1根，33kV級(jí)的較小備用變壓器1臺(tái)，發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān)3臺(tái)。方案一的投資可能超過(guò)方案二。對(duì)發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān)質(zhì)量問(wèn)題，經(jīng)調(diào)查了解，當(dāng)時(shí)GEC-ALSTHOM公司法國(guó)里昂開(kāi)關(guān)廠生
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