溧阳抽水蓄能电站厂用电运行方式浅析

何 涛，季海波，杨璐华，王 鹏

(江苏国信溧阳抽水蓄能发电有限公司，江苏溧阳213334)

0 引 言

溧阳抽水蓄能电站地下厂房内安装了6台单机容量为250 MW的混流可逆式水泵水轮电动发电机组，总装机容量1 500 MW，电站以2回500 kV线路接入500 kV天目湖变电站。厂用电系统对抽水蓄能电站安全运行至关重要，溧阳电站采用合理的接线方式和控制措施，提高了厂用电系统的可靠性，确保了电站设备的安全运行。

1 厂用电系统介绍

1.1 厂用电电源

厂用电工作电源采用两级降压供电方式，即500 kV主变低压侧15.75 kV经15.75/10.5 kV厂变降压至10.5 kV，再经10.5/0.4 kV厂用配电变压器降压至400 V，供电给全厂负荷。备用电源取自110 kV施工变10 kV营地I线，另在开关站设有10.5 kV柴油发电机作为保安电源，接入10.5 kV Ⅳ段备用母线。当全厂厂用电电源全部消失时，可通过启动柴油发电机组向10.5 kV Ⅳ段备用母线供电，以提供全厂的保安电源和机组黑启动电源。

1.2 厂用电接线方式

10.5 kV厂用母线接线方式(如图1所示)采用单母线分段接线，共设4段母线，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段母线为工作母线，Ⅳ段母线为备用母线。正常情况下，各母线分段运行，并互为备用。

图1 厂用电10.5 kV母线示意

1.3 厂用电系统的备自投装置

10.5 kV母线安装5台由南瑞开发生产的PCS-9651D型备自投装置，可实现各电压等级、不同主接线方式的备用电源自投逻辑。自投方式有4种，工作母线之间的备自投装置和工作母线与备用母线间的厂用电系统备自投装置之间的优先级通过延时来整定。

2 厂用电运行方式分析

2.1 备自投装置的运行方式

10.5 kV备自投装置共设置4种切换方式。方式一，Ⅰ段母线失压后跳Ⅰ段母线进线开关，在热备用方式下直接合母联开关，冷备用方式下在合母联开关前还需合Ⅱ段母线进线开关，实现Ⅰ段母线失压后由Ⅱ段母线带Ⅰ段母线逻辑。方式二，Ⅱ段母线失压后跳Ⅱ段母线进线开关，热备用方式下直接合母联开关，冷备用方式下则在合母联开关前还需合Ⅰ段母线进线开关，实现Ⅱ段母线失压后由Ⅰ段母线带Ⅱ段母线逻辑。方式三，为自恢复逻辑，在Ⅱ段母线带Ⅰ段母线时，若Ⅰ段母线进线恢复有压，实现跳母联开关合Ⅰ段母线进线开关，实现Ⅰ段母线自恢复逻辑。方式四，为自恢复逻辑，在Ⅰ段母线带Ⅱ段母线时，若Ⅱ段母线进线恢复有压，实现跳母联开关，合Ⅱ段母线进线开关，实现Ⅱ段母线自恢复逻辑。

在正常情况下，备自投装置投入热备用功能。1号备自投装置(用于Ⅰ、Ⅱ段母线备自投)正常运行时，4种切换方式均投入；2号备自投装置(用于Ⅱ、Ⅲ段母线备自投)正常运行时，切换方式二、四投入，方式一、三退出；3号备自投装置(用于Ⅰ、Ⅳ段母线备自投)、4号备自投装置(用于Ⅱ、Ⅳ段母线备自投)、5号备自投装置(用于Ⅲ、Ⅳ段母线备自投)正常运行时，切换方式一、三投入，方式二、四退出。

2.2 厂用电工作母线的正常运行方式

正常情况下，1号厂变带Ⅰ段母线，2号厂变带Ⅱ段母线，3号厂变带Ⅲ段母线运行，Ⅳ段母线由110 kV变电站电源开关供电运行，柴油发电机停机备用。各级厂用电母线均为分段运行，相应备自投装置投入正常运行，各开关控制方式均在“远方”，保证重要厂用负荷双回路供电。

Ⅰ段母线的第一备用电源为Ⅱ段母线，第二备用电源为Ⅳ段母线；Ⅱ段母线的第一备用电源为Ⅰ段母线，第二备用电源为Ⅳ段母线；Ⅲ段母线的第一备用电源为Ⅱ段母线，第二备用电源为Ⅳ段母线；Ⅱ段母线作为Ⅰ段母线和Ⅲ段母线的第一备用电源，同时只能带其中一段母线联络运行。工作母线由备用母线供电时，各工作母线间的备自投不投。

柴油发电机正常处于备用状态，控制方式远方自动，柴油机出口开关断开、出口隔离闸刀合上，地下厂房10.5 kV开关室的柴油机电源进线开关处于冷备用状态。

2.3 工作母线一段失电情况下的运行方式

Ⅰ段母线失电时，Ⅰ、Ⅱ段母线备自投装置动作跳开1号厂变低压侧开关，合上Ⅰ、Ⅱ段母联开关，切换过程中若非保护动作闭锁等原因产生的母联开关合闸失败，则再经延时合Ⅰ、Ⅳ段母联开关；若1号厂变后备保护动作跳闸或母联开关保护跳闸则闭锁Ⅰ、Ⅱ段母线备自投装置和Ⅰ、Ⅳ段母线备自投装置。此时应切除相应的备自投装置，查明故障原因后手动恢复厂用Ⅰ段母线运行。

Ⅱ段母线失电时，Ⅰ、Ⅱ段母线备自投装置动作跳开2号厂变低压侧开关 ，合上Ⅰ、Ⅱ段母联开关，切换过程中若非保护动作闭锁等原因产生的母联开关合闸失败，则再经延时合Ⅱ、Ⅳ段母联开关；若2号厂变后备保护动作跳闸或母联开关保护跳闸则闭锁Ⅰ、Ⅱ段母线备自投装置和Ⅱ、Ⅳ段母线备自投装置。此时应切除相应的备自投装置，查明故障原因后手动恢复厂用Ⅱ段母线运行。

Ⅲ段母线失电时，Ⅱ、Ⅲ段母线备自投装置动作跳开3号厂变低压侧开关，合上Ⅱ、Ⅲ段母联开关，切换过程中若非保护动作闭锁等原因产生的母联开关合闸失败，则再经延时合Ⅲ、Ⅳ段母联开关；若3号厂变后备保护动作跳闸或母联开关保护跳闸则闭锁Ⅱ、Ⅲ段母线备自投装置和Ⅲ、Ⅳ段母线备自投装置。此时应切除相应的备自投装置，查明故障原因后手动恢复Ⅲ段母线运行。

2.4 工作母线两段失电情况下的运行方式

Ⅰ、Ⅱ段母线同时失电时，Ⅰ、Ⅳ段备自投装置经延时合Ⅰ、Ⅳ段母联开关；Ⅱ、Ⅳ段备自投装置经延时合Ⅱ、Ⅳ段母联开关；Ⅱ、Ⅲ段母线备自投装置闭锁；若相应厂变后备保护动作跳闸或母联开关保护跳闸则闭锁Ⅰ、Ⅳ段母线备自投装置或Ⅱ、Ⅳ段母线备自投装置。此时应切除相应的备自投装置，查明故障原因后手动恢复Ⅰ、Ⅱ段母线运行。

Ⅱ、Ⅲ段母线同时失电时，Ⅰ、Ⅱ段母线备自投装置动作合Ⅰ、Ⅱ段母联开关；Ⅲ、Ⅳ段备自投装置经延时合Ⅲ、Ⅳ段母联开关；Ⅱ、Ⅲ段母线备自投装置闭锁；若相应厂变后备保护动作跳闸或母联开关保护跳闸则闭锁与本母线相关的所有备自投装置。此时应切除相应的备自投装置，查明故障原因后手动恢复Ⅱ、Ⅲ段母线运行。

Ⅰ、Ⅲ段母线同时失电时，Ⅰ、Ⅱ段母线备自投装置动作合Ⅰ、Ⅱ段母联开关；Ⅲ、Ⅳ段备自投装置经延时合Ⅲ、Ⅳ段母联开关；若相应厂变后备保护动作跳闸或母联开关保护跳闸则闭锁与本母线相关的所有备自投装置。此时应切除相应的备自投装置，查明故障原因后手动恢复Ⅰ、Ⅲ段母线运行。

2.5 工作母线全部失电情况下的运行方式

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段母线同时失电时，Ⅰ、Ⅳ段母线备自投装置经延时合Ⅰ、Ⅳ段母联开关，Ⅱ、Ⅳ段备自投装置经延时合Ⅱ、Ⅳ段母联开关，Ⅲ、Ⅳ段备自投装置经延时合Ⅲ、Ⅳ段母联开关，即厂用电全部由备用电源带。

2.6 厂用电全厂失电情况下的运行方式

10.5 kV厂用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段母线全部失电时，应停用各段备自投装置，立即启动10.5 kV柴油发电机向Ⅳ段母线供电，保证厂用紧急负荷(照明、消防、渗漏排水泵等)及机组黑启动所需的交流电源。

3 结 语

大多数抽水蓄能电厂的厂房都分为地上和地下等几个部分，供电区域相对分散，这也对保证厂内供电可靠性增加了难度，而厂用电的稳定可靠运行，直接影响了电站机组设备运行的可靠性，所以通常在建设初期各电厂都会对厂用电系统的结构和运行方式进行反复讨论验证，最终落实到设计施工方案中以保证厂用电系统投运后的稳定、可靠及易维护性。溧阳电站的厂用电运行方式预先总体考虑了建设期施工电源的可靠配置，保证了施工期间地下洞室群内的排水、照明及施工用电，并在投产后将施工电源纳入厂用电系统作为电站的备用电源。投产后的10.5 kV母线的运行方式充分考虑了各种失电及故障情况，结合备自投装置的应用，很大程度上保障了厂用电的供电可靠性及故障后快速恢复供电的能力。