发电厂启动备用电源与送出线路分别属于两个不同电网时运行方式分析

王小鹏

摘 要：指出了发电厂同期并网的条件及重要性，阐述了在一个发电厂当启动备用电源和输出线路分别属于不同电网时同期运行方式及厂内存在多点非同期点严禁并列运行，指出此种运行方式存在的危险性，并对其进行了分析制定了操作规程，防止不同电网的并网运行造成电网的大幅震荡。

关键词：同期并列；不同电网；非同期点；震荡

火力发电厂的同期操作是将发电机投入电力系统参加同步并列运行的操作。同期操作需借助于同期电压和同期装置来实现。在发电厂中，通常把进行同期操作的同期装置和同期电压连接关系的回路叫做同期系统。

同期操作是一项非常重要的操作，若误操作会造成非同步并列，给电力系统带来及其严重的后果：可能产生巨大的冲击电流；引起电力系统电压严重下降；可能使电力系统发生振荡以至于瓦解。而巨大的冲击电流将产生强大的电动力，可能对电气设备造成严重的损坏。

而当一个发电厂启动备用電源与送出线路分属不同电网时，同期并列运行方式尤其重要。厂用电工作电源、备用电源的同期切换必须在解列的条件下进行，防止不同电网间的并列运行。

1 厂内同期运行方式

某大型坑口发电厂一期工程安装6*350MW汽轮发电机组，每台机组配备一台550±2×2.5%/21KV升压变压器经500KV升压站输出线路给华东电网供电；同时配备一台21±2×2.5%/6.3/6.3KV与一台21±2×2.5%/38.5/6.3KV高压厂用变压器给厂用系统及公用系统供电。而启动备用电源引至华北电网经220±2×2.5%/38.5/6.3KV高压启动备用变压器给发电机启动时提供启用备用电源。具体电气接线图如图一所示：

⑴当#1发电机组经500KV升压站5011开关并网运行于华东网时，厂内35KVⅠ段经工作电源开关00BDA03、6KV厂用Ⅰ段经工作电源开关10BBA01、6KV厂用Ⅱ段经工作电源开关10BBB01、6KV公用Ⅰ段经工作电源开关01BCA01随机组运行于华东网；接于华北网的#1启备变通过厂内35KVⅠ段备用电源开关00BDA01、6KV厂用Ⅰ段备用电源开关10BBA03、6KV厂用Ⅱ段备用电源开关10BBB03、6KV公用Ⅰ段备用电源开关01BCA20作为其备用电源。

⑵当#1发电机组停机时，必须先通过500KV升压站断开5011开关将发电机组与华东网解列，即发动机组自带厂用电后再进行厂内35KVⅠ段备用电源开关00BDA01与工作电源开关00BDA03、6KV厂用Ⅰ段备用电源开关10BBA03与工作电源开关10BBA01、6KV厂用Ⅱ段备用电源开关10BBB03与工作电源开关10BBB01、6KV公用Ⅰ段备用电源开关01BCA20与工作电源开关01BCA01同期切换；切换后汽轮机打闸，发电机停运；此时厂内35KVⅠ段、6KV厂用Ⅰ段、6KV厂用Ⅱ段、6KV公用Ⅰ段经备用电源开关运行于华北网。

⑶当#1发电机组启机并网时，当发电机达到额定转速起励正常后必须先将厂内35KVⅠ段、6KV厂用Ⅰ段、6KV厂用Ⅱ段、6KV公用Ⅰ段由华北网备用电源到#1、#2高厂变工作电源的同期切换后，即厂用电与华北网解列后再进行机组与华东网的同期并网操作。

2 存在危险

由运行方式分析可知在厂内公用系统存在多点非同期点，在这些非同期点严禁并列运行。当如图二运行方式时：

备注：图中实心开关表示合闸状态，空心开关表示分闸状态。

当#1机组运行、#2机组停运时，此时厂内35KVⅠ段由#1机组#2高厂变带，属于华东网，厂内35KVⅡ段由#2启备变带，属于华北网；6KV公用Ⅰ段由#1机组#2高厂变带，属于华东网，6KV公用Ⅱ段由#2启备变带，属于华北网。

在此种运行方式下，图二中云线框住的开关严禁合闸，即厂内35KVⅠ、Ⅱ段，6KV公用Ⅰ、Ⅱ段，380V公用化学水处理Ⅰ、Ⅱ段严禁并列运行。如果云线框住的开关误合闸将造成华北网与华东网的并列运行，由于不同电网间运行参数存在差异，不同电网的并列运行会造成电力系统振荡，造成电力系统重特大事故。

3 预防措施

3.1 开关逻辑闭锁

3.1.1 380V公用系统

在厂内380V公用系统输煤、煤场、空压机、除灰、化学、污水、网控、综合泵房PCⅠ、Ⅱ段母联开关合、跳闸回路设置闭锁。具体电气接线图如图三所示：

从图三中看出在Ⅰ、Ⅱ段母联开关合闸回路并联接入Ⅰ、Ⅱ段进线开关在分闸位辅助闭接点，即只有在Ⅰ、Ⅱ段进线开关至少有一个在分闸位才允许Ⅰ、Ⅱ段母联开关合闸；在跳闸回路串联接入Ⅰ、Ⅱ段进线开关在分闸位辅助开接点，当Ⅰ、Ⅱ段进线开关全部在合闸位时，Ⅰ、Ⅱ段母联开关合闸回路不通，跳闸回路接通。确保Ⅰ、Ⅱ段进线开关和母联开关不同时在合闸位，防止图二中华东网与华北网非同期并列运行情况的发生。

3.1.2 35KV/6KV系统

厂内35KV、6KV厂用以及6KV公用系统因为需要在单元集控室进行同期操作，所以不能在电气控制回路设置进行相关电气闭锁。在厂内35KV、6KV厂用以及6KV公用系统工作电源开关和备用电源开关同期操作加入了主变高压侧500KV开关位置条件，只有在主变高压侧500KV开关在分闸位置，即发电机组与华东网解列情况下才允许进行厂内35KV、6KV厂用以及6KV公用系统工作电源开关和备用电源开关的同期操作。

3.2 制定相关运行操作规程

为防止厂内35KVⅠ、Ⅱ段，6KV公用Ⅰ、Ⅱ段及380V公用Ⅰ、Ⅱ段母联开关的非同期合闸造成不同电网的非同期并网制定了相关的运行操作规程。

3.2.1 厂内35KV系统

由于厂内35KV系统是给水源地供电，可短时停电。所以在机组事故停机厂用电切换时将35KV工作电源开关（00BDA03）到备用电源开关（00BDA01）的快切退出运行，当事故停机时，35KV段工作电源开关（00BDA03）跳闸母线失电后，由运行操作人员现场将工作电源开关（00BDA03）拉至隔离位后再远方操作合上备用电源开关（00BDA01），恢复35KV段供电。

当#1、#2机组并网运行时，厂内35KVⅠ、Ⅱ段运行于华东网，35KVⅠ、Ⅱ段母联开关00BDA05处于冷备用状态，即断路器在隔离位，断开其控制电源。当#1、#2机组停运时，厂内35KVⅠ、Ⅱ段运行于华北网，此时#1启备变需停电检修时，35KVⅠ、Ⅱ段母联开关可合闸由#2启备变串带厂内35KVⅠ、Ⅱ段。

3.2.2 6KV公用系統

当#1、#2机组至少有一台机组运行时，6KV公用Ⅰ、Ⅱ段母联开关01BCA03为非同期点，严禁并列运行。为防止在01BCA03开关处发生非同期并列，对01BCA03开关的操作作如下规定：

⑴正常运行中，6KV公用Ⅰ、Ⅱ段分别由#1机#2高厂变、#2机#2高厂变带，两段母线分段运行，母联开关01BCA03拉出开关柜，开关柜门上挂“非同期点，严禁并列”标示牌；正常运行中，严禁使用01BCA03开关将6KV公用Ⅰ、Ⅱ段进行并列。

⑵当#1、#2机组一台运行，一台停运时，6KV公用段一段由#1（#2）启备变带，一段由#2（#1）机组#2高厂变带，严禁使用01BCA03开关将一单元6KV公用Ⅰ、Ⅱ段进行并列。

⑶#1、#2机组均停运，6KV公用Ⅰ、Ⅱ段分别由#1、#2启备变通过6KV启动备用Ⅰ、Ⅱ段带，若#1（#2）启备变需检修时，可通过6KV启动备用Ⅱ（Ⅰ）段串带Ⅰ、Ⅱ段，进行运行方式倒换，6KV公用Ⅰ、Ⅱ段可短时并列运行。

01BCA03开关的使用，需由当值值长下令，电气运行专工同意后方可操作。

3.2.3 公用380V系统

公用380V系统Ⅰ、Ⅱ段母联开关平常处于冷备用状态，即开关在隔离位，控制保险在断开位。

当#1变压器需要检修时，先将公用380V系统Ⅰ段母线所带的负荷依次停运后断开公用380V系统Ⅰ段进线电源开关拉至试验位，再将#1变压器高压侧开关断开，最后合上公用380V系统Ⅰ、Ⅱ段母联开关用#2变压器串带公用380V系统Ⅰ、Ⅱ段母线。当#1变压器恢复送电时，先断开Ⅰ、Ⅱ段母联开关，再合上Ⅰ段进线电源开关恢复公用380V系统Ⅰ、Ⅱ段分段运行。

4 结束语

当一个发电厂启动备用电源和送出系统不属于同一电网时，在电厂电气运行方式中存在多点非同期点，这些非同期点的运行方式非常重要，必须制定非常全面安全的操作规程，防止不同电网间的非同期运行的发生，造成电力系统振荡瓦解。

[参考文献]

[1]何永华.发电厂及变电站的二次回路.中国电力出版社.