图1-2 2×135MW机组电气主接线图
1.2原有技术状况发电厂保安电源是指当出现全厂停电时，为了保证汽轮机组顺利停机，不至于损坏设备而设置的电源。一般发电厂的保安电源设置在低压配电系统中，在发电厂的低压配电系统中，保安电源作为保护重要设备的最后防线，显得至关重要。保安电源的选择决定着整个保安电源系统的可靠性。保安电源的选择是多样的，一般以快速起动的柴油机组为基础，根据不同机组的容量、不同系统的接线方式，结合各厂不同的实际情况，又有一些差异。这些差异也导致了保安电源的可靠性和灵活性的差异。1.2.1常用低压厂用保安电源接线方式根据《火力发电厂设计技术规程》规定，“容量为200MW及以上的机组应设置交流保安电源。交流保安电源宜采用快速起动的柴油机组。”因此，柴油机组保安电源成为各电厂的首选。由于保安段所带负荷均为保证机组安全运行和保证主要设备的重要负荷，一般需要全部投入，且柴油机低负荷运行的稳定性较差。因此，保安段一般都采用单母线接线。1.2.2 柴油机组作为保安电源的优缺点柴油机组作为一个独立的系统，受电力系统等因素干扰的机会最少，这也正是柴油机组作为发电厂保安电源而被广泛选用的主要原因。但在实际应用中，柴油机组也暴露出了较多的、不可回避的问题。即在柴油机组的管理过程中有过多的人为参与因素，导致柴油机系统的可靠性降低。在寒冷的冬季，柴油机组的冷却水和燃料的防冻问题比较突出，任一方面出现问题都将导致柴油机不能快速起动。因此，水箱和油箱的加热器及其加热回路就显得至关重要。此外，为了保证柴油机组的正常启动，蓄电池也需经常维护检查。为了克服这些因素带来的不利后果，除了加强柴油机组的检修和维护外，各发电厂还将柴油机起动试验列为定期工作。但是，从较多电厂的柴油机定期试验情况来看，都存在一些问题，主要表现在部分国产柴油机组制造质量不过关、设备维护不到位、使用经验不足、设备老化等方面。尤其是一些老旧柴油机组，由于缺乏备件等原因，设备始终处于亚健康状态，再加上柴油机实际使用次数寥寥无几，设备技改费用紧张等因素，这些问题往往很容易被忽略。由此可见，柴油机作为机组的保安电源还是有其局限性。1.2.3为进一步保证柴油机保安电源的安全可靠运行，采用配置两台柴油发电机之间互相备用的方案。正常工作时保安PC段的电源由380V工作PC段供给，事故情况下由柴油发电机组供给，根据柴油发电机组的要求，实际保安负荷分批投入，以确保柴油发电机组的启动和运行。1.2.4设置单独变电所作为发电厂的保安电源，比如三峡工程电源电站是确保三峡电站厂用电和枢纽永久建筑物安全稳定运行的主供电源和备用、保安电源，是长江三峡水利枢纽工程的重要组成部分。这种方案一般只在核电站中采用。1.3 项目研究的目的本项目主要研究该电厂保安电源配置的方案及具体实施办法，以保证当出现全厂停电时，该厂五台汽轮发电机组顺利停机，在保安电源容量上同时考虑保证锅炉的随时上水需要，甚至可以保证单台机组的黑启动。1.4 现有技术该电厂目前单机容量最大为135MW，项目设计时没考虑配置柴油机组保安电源，因而该厂实际上是没有应急保安电源的。三台55MW机组，共配置两组蓄电池，作为机组事故保安电源，作为事故时汽轮发电机组断路器控制、保护、照明还有直流动力负荷的电源供应。两台135MW机组分别配置一组蓄电池，作为机组事故保安电源，在满足同样功能的基础上，还作为UPS的电源供应。在蓄电池容量满足，维护得当的情况下，汽轮发电机组的正常停运，理论上可以得到保证。但一旦出现蓄电池出现欠充或单节电池故障而未能及时处理，事故时提供不出所需的大电流时，势必会造成发电厂主设备的严重损坏事故，后果自然是很严重的。2、保安电源的研究方向确定该电厂现有的五台汽轮发电机组，分别隶属于两个系统，除了桃园变电所与赵山变电所的联系外，#1、2、3号机组与#4、5机组之间在电气上没有任何联系，因机组初设不考虑用柴油机组，所以从设备布置与投资方面考虑，我们也对配置柴油机组的方案不予考虑。本次研究的重点放在利用现有的系统结构，综合考虑投资少，效益面广的保安电源配置方式。正因为五台机组有220KV系统和110KV系统分别在赵山和桃园变电所与系统搭接，隶属两个系统，两个系统同时失电的机率很小，这也为我们确定研究方向提供了客观支持：即充分利用不同系统间的相对稳定性，互相提供保安电源。3、保安电源方案为充分利用不同系统间的稳定