华谊化工自备电站与电力系统并网接入设计条件

徐利密

摘 要：本文所述的发电机接入系统设计条件，不仅供电力部门作为接入设计参考，而且也可为新建变电站在先建设时按发电机接入系统预留接入接口。

關键词：自备电站 发电机接入系统 发电机并网 低频（低周）保护 电气联锁

安徽华谊化工一期甲醇项目资源综合利用余热发电自备电站，装机容量为25MW汽轮发电机组一台。利用生产装置的余热蒸汽发电，发电量随生产装置负荷变化以汽定电，自发自用自平衡，并网不倒送电网为原则接入电网系统。工厂自备电站与电力系统并网设计，需要取得省级电力部门的接入系统报告及相关批复文件，本文根据总变电站和锅炉及自备电站的主接线及所述的相关条件，供接入系统设计参考。

全厂供电概况

华谊化工一期甲醇项目，建有一座110kV总变电站，总变电站两路110kV电源分别来自通江和民安220kV变电站。采用10kV电压等级作为厂内高压配电电压，全厂用电计算负荷62092kW。本工程在厂内建有锅炉及自备电站一座。自备电站装机容量为一台25kW汽轮发电机组。锅炉及自备电站自用电9000kW，可供全厂约15000kW。外电网供电将减少为47000kW～50000kW，自备电站的发电量受生产装置蒸汽用量的制约，当其发电量较少时，外电网将增加供电量。与301总变电站的联络线1，在发电机不发电时作为锅炉及自备电站的厂用工作电源，由301总变电站为其提供电源。当发电机并网后该联络线1将改为由发电机向301总变电站提供电源。

电气主接线

301总变电站、锅炉及自备电站电气主接线如图1所示。

301总变电站110kV系统、10kV系统均为单母线分段接线方式，母联开关设有备用电源自投装置（BZT）。10kV母线Ⅰ、Ⅱ段分别引出联络线1、联络线2与锅炉及自备电站联接。

302A锅炉及自备电站设有10kV工作母线段、10kV备用母线段，接线形式均为单母线接线。10kV工作母线段经电抗器通过10kV联络线1接至301总变电站10kVⅠ段母线上。10kV备用母线段经电抗器通过10kV联络线2接至301总变电站10kVⅡ段母线上。自备电站发电机经并网开关接于10kV工作母线段上供锅炉及自备电站的厂用电，并通过联络线1向301总变电站10kV Ⅰ段母线上负荷提供电源。

总变电站运行、接入系统方式

301总变电站110kV系统、10kV系统均为单母线分段运行方式，自备电站发电机发电并入301总变电站10kV Ⅰ段母线，经1#主变接入110kV 1#电源系统，或者并入301总变电站10kV Ⅰ段母线，经10kV母联、2#主变接入110kV 2#电源系统，此时发电机发电并入的条件必须是1#主变退出运行。二种接入方式的不同，相关联的保护和联锁有所区别。由于化工生产单一电源供电的概率较少，不考虑第二种接入方式的设计。

自备电站发电机并网接入按上述第一种的接入方式进行相关的保护和联锁设计，发电机发电量并入总变电10kVⅠ段自发自用自平衡，并应要有防止倒入110kV电源系统防范措施，设置相应的保护和相关的联锁。

110kV系统电源失电的情况分析及保护设定

110kV上一级断路器取消重合闸功能。

当上一级变电站110kV电源失压，此时110kV线路两端断路器均处于合闸状态，这样1#电源系统的负荷以及上一级变电站110kV母线段的负荷将由自备电站单独提供，自备电站发电量远小于上述的全部负荷，利用低频（低周）保护的设置，按时限设定顺序分别依次跳开：并网开关0s、工作母线进线开关0.5s、联络线1开关0.5+0.3s（随下级开关联跳）、主变10kV开关1s、110kV主变开关1.0+0.3s（随下级开关联跳）、110kV电源1#进线开关1.5s。设置低频（低周）保护处均设置保护投入条件，为只有当断路器合闸后低频（低周）保护投入，以保证正常操作。

在110kV电源1#进线开关、主变10kV开关二处设置逆功率保护，作为防止向电源倒送电的后备保护。

总变电站10kV母线之间的BZT启动，类同110kV母线的BZT一样存在与低频（低周）保护配合问题，类同110kV一样原理，采取同样的逻辑编程。保护动作路径：

并网开关的相关联锁设置

防止向电网电源倒送电，防止系统非同期合闸并网，建立并网开关与各电源开关之间的电气联锁是自备电站接入系统设计的重要组成部分之一。根据本工程项目总变电站及自备电站的主接线，设立以下电气联锁。

发电机并网开关与自备电站工作母线进线开关、主变10kV开关、110kV电源1#进线开关建立电气联锁，即三个断路器辅助常开接点串接接入发电机并网开关合闸回路。只有在待并电网处于正常运行状态时，才允许发电机并网。

自备电站工作母线进线开关、主变10kV开关、110kV电源1#进线开关与发电机并网开关建立电气联锁，即三个断路器辅助常闭接点并接接入发电机并网开关分闸回路。当三个断路器任一个跳闸即使并网中发电机解列。

结束语

自备电站发电机接入系统设计较为复杂，接入设计方案需要取得省级电力部门的接入系统报告及相关批复文件，华谊化工是在新建立用户变电站的基础上再进行发电机接入系统设计，为了避免发电机接入系统的实施过程中发生过多的变动和修改，本文所述的发电机接入系统设计条件，不仅供电力部门作为接入设计参考，而且也可为新建变电站先建设时按发电机接入系统预留接入接口。由于总变电站、自备电站的选用保护、测控一体的综合保护管理装置以及采用Brick过程总线技术，可使发电机并网的接入更为灵活和方便。

参考文献：

[1] Q/GDW_422-2010《国家电网继电保护整定计算技术规范》

[2] 许建安《继电保护计算》中国水利水电出版社 2000年8月