提高1000MW機組保安系統(tǒng)可靠性的新方案

李慶昌，王佳梓

（華電萊州發(fā)電有限公司，山東 萊州 261441）

提高1000MW機組保安系統(tǒng)可靠性的新方案

李慶昌，王佳梓

（華電萊州發(fā)電有限公司，山東 萊州 261441）

電廠400V保安系統(tǒng)擔負著機組事故情況下為汽輪機、小機油系統(tǒng)油泵等重要負荷供電的關(guān)鍵任務(wù)，一旦保安系統(tǒng)中的柴油機組啟動失敗造成400V保安系統(tǒng)危急時刻無法供電，很可能造成重大事故和巨大損失?；谠O(shè)計院對1000MW火電機組保安系統(tǒng)的常規(guī)設(shè)計，提出了一種新方案，可有效提高400V保安系統(tǒng)供電的可靠性。

1000MW機組；保安系統(tǒng)；柴油機組；電氣聯(lián)絡(luò)；運行方式；檢修

1 問題的提出

電廠400V保安系統(tǒng)擔負著機組事故情況下為汽輪機、小機油系統(tǒng)油泵供電的任務(wù)。近年的火電機組保安系統(tǒng)，一般設(shè)計均取消了外來市電，將保安系統(tǒng)正常電源取自廠用400V系統(tǒng)、事故電源取自1臺柴油機組［1］，這要求本機組的柴油機始終處于良好備用狀態(tài)，要求極高，若在400V保安系統(tǒng)正常電源失去的危急時刻，柴油機組因故啟動失敗，安全風險極大。本文以華電萊州發(fā)電有限公司一期2× 1000MW工程400V保安系統(tǒng)為例，提出在＃1，＃2機組保安PC之間增設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)的新方案。

2 保安PC間增加聯(lián)絡(luò)開關(guān)回路的方案

未增設(shè)電氣聯(lián)絡(luò)開關(guān)回路的＃1，＃2機組保安系統(tǒng)如圖1所示（不包括虛線框內(nèi)部分），增設(shè)的電氣聯(lián)絡(luò)開關(guān)回路如圖1中虛線框內(nèi)部分所示。

由于單臺柴油機組的容量是按照為單臺發(fā)電機組所有保安負荷供電設(shè)計的，并不滿足同時為2臺發(fā)電機組所有保安負荷供電的要求，故該方案定位于解決“在＃1或＃2柴油機組無法正常啟動（如突發(fā)故障或者處于檢修狀態(tài)）時，另一臺柴油機組及時啟動代替故障柴油機組提供保安電源，確保事故情況下單臺或2臺主機安全停機”的問題。這個思路隱含了一個問題，即可能發(fā)生2臺主機同時停機、而僅1臺柴油機組可用的情況。事實上，發(fā)電機組事故停機時，其保安負荷并非全部運行，而是僅運行一部分關(guān)鍵負荷，這就為問題的解決提供了機會，但需要核定1臺柴油機組的容量是否足以承擔2臺主機安全停機所需的保安負荷（2臺主機停機的同時2臺柴油機組均不能投用的極端情況屬于小概率事件，本文不予討論）。

圖1＃1，＃2機組保安系統(tǒng)

2.1 2臺主機安全停機所需保安負荷計算

保安電源切至柴油機供電后，重啟動負荷見表1，保障安全停機所需的其他負荷見表2。由表1、表2可知，單臺機組安全停機所需的保安負荷為365.6 kW，644A；2臺機組安全停機所需的保安負荷量為

731.2 kW，1288A。

2.2 聯(lián)絡(luò)開關(guān)回路的選擇及方案實施

2.2.1 聯(lián)絡(luò)開關(guān)回路的選擇

（1）聯(lián)絡(luò)電纜和聯(lián)絡(luò)開關(guān)的選取。根據(jù)負荷情

表1 重啟動負荷

表2 保障安全停機所需的其他負荷

況，流經(jīng)聯(lián)絡(luò)電纜和聯(lián)絡(luò)開關(guān)的最大正常負荷電流為644A，故聯(lián)絡(luò)電纜可選取4×（3×185+1×95），聯(lián)絡(luò)開關(guān)選取MT16N2-1600A。

（2）安全校核。出現(xiàn)2臺主機需要安全停機且安全停機保安負荷由單臺柴油機提供時，校核單臺柴油機及其出線開關(guān)和出線電纜容量是否足夠。

2臺機組需安全停機時，可能出現(xiàn)的最大負荷為731.2 kW，1 288 A。設(shè)計的單臺柴油機功率為1600 kW、出線開關(guān)為MT32H1-3200A、出線電纜為15×（3×185+1×95），故單臺柴油機及其出線開關(guān)、出線電纜均滿足2臺機組事故情況下安全停運所需的保安負荷。

2.2.2 電氣一次工作

在＃1機組保安PC備用開關(guān) A（MT16N2-1600A）、＃2機組保安PC備用開關(guān)B（MT16 N2-1600A）之間敷設(shè)聯(lián)絡(luò)電纜（ZC-YJV22 0.6／1 kV 3×185+1×95，4根），利用兩端備用開關(guān)及聯(lián)絡(luò)電纜將＃1和＃2機組保安PC段聯(lián)絡(luò)起來。正常運行中，＃2機組保安PC備用開關(guān)B處于工作合位，＃1機組保安PC備用開關(guān)A處于試驗分位，以該開關(guān)的合分來控制＃1和＃2機組保安PC之間的聯(lián)絡(luò)通斷。

2.2.3 電氣二次及遠控工作

（1）增加＃1機組保安PC備用開關(guān)A和＃2機組保安PC備用開關(guān)B的遠控合跳指令，并將開關(guān)狀態(tài)信號和位置信號送至分散控制系統(tǒng)（DCS），實現(xiàn)兩開關(guān)的遠方操作及監(jiān)視。

（2）分別在＃1和＃2柴油機并網(wǎng)柜上增設(shè)選擇開關(guān)，使＃1汽輪機保安和鍋爐保安ACTS（ASCO閉路式自動轉(zhuǎn)換開關(guān)）發(fā)至＃1柴油機并網(wǎng)柜，用于啟動＃1柴油機的信號可經(jīng)＃1并網(wǎng)柜選擇開關(guān)切換轉(zhuǎn)送至＃2柴油機并網(wǎng)柜用于啟動＃2柴油機，反之亦然。

（3）＃1機組保安PC備用開關(guān)A、＃2機組保安PC備用開關(guān)B的保護定值重新復核整定。

2.3 新系統(tǒng)的運行方式

2.3.1 事故情況運行方式

以＃1機組保安A，B段失電為例，如＃1柴油機啟動失敗，則運行人員可首先拉開B1-1，斷開＃1柴油機與＃1機組保安PC的連接，然后手動啟動＃2柴油機，并合上＃1機組保安PC備用開關(guān)A（＃1，＃2機組保安PC聯(lián)絡(luò)開關(guān)），由＃2柴油機帶＃1機組保安負荷，如在此過程中＃2機組保安負荷亦失去正常電源，＃2柴油機可同時帶＃1和＃2機組保安負荷。采用該方式，＃1和＃2柴油機可實現(xiàn)單臺事故情況下的相互備用。前兩步操作之所以采用運行人員手動操作方式，是為了避免＃1，＃2柴油機組同時啟動，由保安聯(lián)絡(luò)電氣合環(huán)造成非同期事故。

2.3.2 檢修情況運行方式

以＃1柴油機檢修時為例，運行人員可將＃1柴油機并網(wǎng)柜轉(zhuǎn)換開關(guān)切至＃2柴油機側(cè)，將＃1機組保安和鍋爐保安ACTS發(fā)出的啟動指令由啟動＃1柴油機改為啟動＃2柴油機，＃2柴油機通過＃1，＃2機組保安PC之間的聯(lián)絡(luò)開關(guān)回路向＃1機保安負荷供電。采用該方式，＃1和＃2柴油機可實現(xiàn)單臺檢修停運情況下的相互備用。

2.4 實驗情況

經(jīng)華電萊州發(fā)電有限公司對上述事故情況、檢修情況進行分別模擬，新系統(tǒng)對包括事故工況等工況響應(yīng)正確，完全滿足要求。

3 結(jié)論

本文提出的在＃1，＃2機組保安PC之間增設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)回路增強＃1，＃2機組保安系統(tǒng)可靠性的方案，可在不改變柴油機原有設(shè)計容量的情況下，有效提升主機事故停機時2臺機組保安系統(tǒng)整體的供電可靠性，有利于柴油機組檢修情況下的運行方式安排和提高保安系統(tǒng)安全性。

［1］DL／T 5153—2002火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計技術(shù)規(guī)定［S］.

（本文責編：白銀雷）

TM 621.7+1

：B

：1674-1951（2015）04-0014-02

李慶昌（1981—），男，山東淄博人，工程師，工學碩士，從事電廠電氣專業(yè)技術(shù)管理方面的工作（E-mail：15153577733＠163.com）。

2014-08-28；

2015-01-21