双向6kV保安电源在两个独立发电系统中的应用

2010-05-31李善和李全超

电力安全技术 2010年2期

李善和，李全超

（垞城电力有限责任公司，江苏徐州 221142）

垞城电力有限责任公司位于徐州市北郊，毗邻徐州矿务集团垞城煤矿，以燃烧垞城煤矿低热值煤为主，是典型的坑口电厂，现有装机容量435MW。一期工程3×55MW煤粉锅炉机组为1，2，3号机组；二期工程2×135MW循环流化床锅炉机组，为4，5号机组。一、二期工程为单独设计、单独施工的2个相互独立的发电系统，3×55MW机组通过双母线、4回110kV输电线路与外界连接，并通过35kV线路向垞城煤矿供电；2×135MW机组通过双母线、2回220kV输电线路与外界连接。2个发电系统均未设计保安电源。

1 保安电源必要性分析

发电厂保安电源是独立于主机交流电源之外的重要后备电源，是为发电机组保安负荷供电的交流电源。所谓保安负荷，是指为保证机组安全，在发电机组事故停机、单元发电系统停机后一段时间内，必须保持运行的负荷。主要包括热工控制电源、UPS交流电源，交流润滑油泵、盘车电机、顶轴油泵电机及事故照明电源等。一旦保安负荷停运，则会引起机组主设备损坏、自动控制失灵，危及人身安全，并有可能延迟恢复供电的时间。机组正常运行时，由400V厂用电系统对保安负荷供电，当厂用电中断时，保安电源系统必须快速启动，保证对保安负荷的供电，以确保安全停机和保证主机设备安全。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。”该发电公司曾经发生2起厂用电停电事故：(1) 2006-06-29，因雷击及其它原因综合作用，形成该厂2条110kV联络线同时跳闸且不能及时恢复，3台55MW机组与系统脱离，形成孤网运行的局面。在勉强运行10余分钟后，相继被迫打闸停机，造成3×55MW机组厂用电及35kV系统大面积停电的后果，影响到了对垞城煤矿的安全供电。

(2) 2005-08-20～22，因供电系统工作需要，该厂2条220kV系统联络线转检修，造成2台135 MW机组停机，厂用电全部中断，只有从另一发电系统搭接临时保安电源。

2个相互独立的发电系统都是单元制机组，运行灵活性相对较差。如果线路检修或系统故障造成联络线同时跳闸，则会造成机组厂用交流电源全停，顶轴油泵、交流润滑油泵等重要辅机将不能正常运转，被迫启动直流油泵来保证油系统的正常循环。由于直流充电机因没有交流电源也要停机，交流不停电电源(UPS)的供电此时要转为由蓄电池供电，所以，机组的安危全都寄托在各自的一组蓄电池上。从其它电厂历次出现的类似事故来看，这种单一方式的保安措施是不充分的，也是不科学的，即一旦蓄电池出现故障，后果不堪设想。因此，发电机组装设保安电源，保证发电机组的安全启停，最大限度地保证厂用电的正常供电和电网的安全运行，是一项很紧迫的工作。

2 保安电源方案

为充分利用2个不同系统间的稳定冗余条件，便于进行比较和留有充分选择的余地，根据该厂电气系统实际接线及设备布局情况，提出了4种保安电源配置方案(方案中的电源编号说明：3×55MW发电系统备用段编号分别为400V备用I段、6kV备用I段；2×135MW发电系统备用段编号分别为400V备用II段、6kV备用II段)。

2.1 400V保安电源方案1

400V备用Ⅰ段与400V备用Ⅱ段实现电气联结，实现400V电源相互充当保安电源。

2.2 400V保安电源方案2

将距离4，5号发电机组较近的生活段2号生活变400V侧与400V备用Ⅱ段实现电气联结，仅保证3×55MW向2×135MW供电，实现2×135 MW发电系统的保安电源。

2.3 6kV保安电源方案3

6kV备用Ⅰ段与6kV备用Ⅱ段，实现电气联结，6kV电源相互充当保安电源。见图1。

2.4 6kV保安电源方案4

6kV备用Ⅰ段及0号高备变6kV侧与6kV备用Ⅱ段，实现电气联结，6kV电源相互充当保安电源，见图2

6kV保安电源方案3、方案4相同点：都是在6kV备用Ⅰ段增设1台6kV断路器(608开关)、1台6kV隔离开关柜(6080刀闸)；在6kV备用Ⅱ段增设1台6kV断路器(680开关)，680开关直接搭接至6 kV备用Ⅱ段母线；都可以实现6kV保安电源互送。

不同点：方案3的608开关通过6080隔离开关与6kV备用Ⅰ段母线搭接，可以启动1台给水泵、1台循环水泵、1台凝泵对锅炉供水及低压厂用负荷，但不可以启动锅炉冷却风机；方案4是608开关通过6080隔离开关接于0号高备变低压侧，同时通过600开关接于6kV备用Ⅰ段，当0号高备变检修失去备用时，可以由6kV备用I段接带负荷。