發電廠空冷區域電氣設備布置和選型

王玉梅，王樹森

(山西省電力勘測設計院，山西 太原 030001)

發電廠空冷區域電氣設備布置和選型

王玉梅，王樹森

(山西省電力勘測設計院，山西 太原 030001)

到目前直接空冷機組在我國運行時間不足10年，設計和運行經驗還很不成熟，本文通過對發電廠空冷區域電氣設備布置和選型的再探討，僅對已運行直接空冷機組狀況進行分析探討。

直接空冷機組；變壓器；空冷平臺；污穢。

1 已投運工程現狀

1.1 ZS電廠一期2×300MW

廠內設220kV雙母線屋外配電裝置，主變、起備變與配電裝置一體布置在空冷平臺外，廠變布置在空冷平臺下，空冷平臺下無裸露帶電導體，設備間封閉母線連接。據國外專家介紹，他們的運行經驗是空冷散熱器每年只沖洗一次即可。這樣根據我國機組運行水平，可隨機組檢修進行，但在已運行的機組和ZS電廠看，已每年不得不沖洗3～4次或每一個月沖洗一次，每次沖洗時，電氣設施安全可靠，但設備外殼不美觀需清理。ZS電廠二期2×600MW，空冷平臺下有裸露帶電導體，設備間裸導線連接，每次沖洗時，均伴隨著閃絡和火花，現場人員均有恐懼感，經常縮短沖洗時間，草草了事。

1.2 TE電廠六期2×300MW

發變線路組220kV出線，主變、廠變、220kVGIS開關布置在空冷平臺下，起備變、220kV GIS終端布置在空冷平臺外，空冷平臺下無裸露帶電導體，設備間封母和GIS母線連接。空冷散熱器每年沖洗8次以上，主要在3～10月份安排1次/每月，中途根據機組運行情況再加沖幾次。每次沖洗后，環境很差，電氣設施安全可靠，但設備外殼不美觀需清理。

1.3 LF電廠2×300MW

廠內設220kV雙母線屋外配電裝置，主變、廠變、起備變布置在空冷平臺下，配電裝置布置在空冷平臺外，空冷平臺下有裸露帶電導體，設備間裸導線連接。該工程投運不足半年。

1.4 JC電廠一期2×300MW

廠內設220kV雙母GIS屋外配電裝置，主變、廠變、起備變和配電裝置布置在空冷平臺下，空冷平臺下無裸露帶電導體，設備間封母和GIS母線連接。該工程正在試運。

1.5 其他

在《電力勘測設計》2008年6期《空冷平臺下電氣設備運行環境調研及分析》一文中，對寧夏靈武電廠一期、內蒙托克托電廠三四期、內蒙上都電廠一二期三電廠空冷區域電氣設備的運行情況是這樣描述的：

(1)寧夏靈武電廠一期于2007年投運，“雖然投運時間不長，但主變壓器套管及電氣絕緣子串上均覆塵比較嚴重，相對常規濕冷機組電氣設備運行環境要差很多，但未出現閃絡現象。因兩臺機組正式投運時間尚不足一年，機組空冷平臺上的散熱器尚未進行過水沖洗，平臺下電氣設備的運行情況還需時間的進一步檢驗。”

(2)托克托電廠三四期，“當空冷散熱器進行水沖洗時，沖洗后飄落的灰水(水霧狀)容易使灰塵在電氣設備表面沉積，且沖洗水到達電氣設備時，沖力已減弱，不足以對電氣設備起到沖洗作用，因此設備表面積灰，對平臺下的電氣設備安全運行帶來嚴重影響，這從空冷配電室墻面上留下的污跡就可以得到驗證，見圖片4。灰水飄落到變壓器套管及絕緣子串上，若得不到及時清理，勢必會降低電氣設施的絕緣強度，給安全生產帶來隱患。據現場人員反映，曾因此造成設備瓷陶管、瓷瓶表面發生散絡，并建議將主變壓器和起動/備用變壓器拉倒空冷平臺外布置。”

(3)上都電廠一二期，“除了前2個工程存在的變壓器套管及電氣絕緣子串覆塵嚴重、空冷散熱器水沖洗帶來的污水影響等現象之外，一期工程還出現了空冷風機漏油問題。”

2 目前尚無明確的設計依據

上述一些電廠已經告訴我們這樣一個結論：空冷平臺下有裸露帶電導體，每次沖洗時均伴隨著設備瓷陶管、瓷瓶表面發生閃絡。這已是事故前兆了，應從根本上解決問題，首先應建立有關標準規范。

在2008年下半年由住房和城鄉建設部、質量監督檢驗檢疫總局聯合發布《大中型火力發電廠設計規范》(征求意見稿)對采用空冷機組的發電廠A列外建筑物和電氣設備布置首次有了一個擬行規范5.3.4第2條：“直接空冷平臺宜布置在主廠房A排外側，此時變壓器、配電間、貯油箱等宜布置在平臺下方，但應保證空冷平臺支柱位置不影響變壓器的安裝、消防和檢修運輸通道。”在其條文說明中又表述：“空冷散熱器會定期沖洗，視污染情況不同而定，一般一年內會有1～2次，每次沖洗時會有臟水從風機口落下，理論上講，對變壓器絕緣存在不利影響，但可以在空冷散熱器會沖洗后及時對變壓器或導線進行沖洗。經調研，國內已投運的直接空冷機組發電廠其絕大部分變壓器等電器設施布置在空冷平臺下，且多年運行情況良好。諾變壓器等布置在空冷平臺外，電氣設備間聯接母線增長較多、且占地大，投資高。故從節約集約用地及降低工程造價考慮，推薦在空冷平臺下布置變壓器等電器設施。”

在上述條文中與本文觀點共同點：推薦空冷平臺下布置變壓器等電器設施；沖洗時會對變壓器、導線絕緣存在不利影響。這一點可祥見照片(二)、(三)證明。不同點：空冷平臺下應無裸露帶電導體。

從所配照片就可看出污穢對金屬件和瓷瓶、瓷陶管已有很明顯覆塵。《空冷平臺下電氣設備運行環境調研及分析》一文中也已有充分描述。

3 發電廠空冷區域電氣設備布置和選型的投資情況

4 幾點看法

3.1 ZS電廠一期

主變、起備變與配電裝置一體布置在空冷平臺外，與空冷平臺下有裸露帶電導體布置方式比：離相式封閉母線增加了51m/臺·三相米，母線增加投資121萬元/臺，土建部分增加25.4萬元/臺，這一項新增投資146.4萬元/臺。

3.2 TE電廠六期

主變、廠變、220kVGIS開關布置在空冷平臺下，與空冷平臺下屋內輕型設備方案比：多增加了220kV GIS開關和GIS母線50m/臺·三相米，新增投資122萬元/臺。

3.3 LF電廠

主變、廠變、起備變布置在空冷平臺下，與主變、起備變與配電裝置一體布置在空冷平臺外方案比：離相式封閉母線減少了45m/臺·三相米，減少投資118萬元/臺。該工程空冷平臺下有裸露帶電導體。

3.4 JC電廠一期

主變、廠變、起備變和220kVGIS配電裝置布置在空冷平臺下，220kV配電裝置沒有單獨占用土地，使整個廠區占地得到了優化，與主變、起備變和屋外配電裝置一體布置在空冷平臺外方案比：新增投資401萬元/臺(未減去節省土地費用)。見照片(四)

在《大中型火力發電廠設計規范》(征求意見稿)中，認為空冷散熱器沖洗會對運行的電氣設備有隱患。但未對空冷平臺下的設備、導線絕緣子的安全性少有指導，是乎與(征求意見稿)第17.5.3條規定有頗。

(1)無論空冷散熱器沖洗次數多少，空冷平臺下無裸露帶電導體是安全的。

(2)散熱器沖洗后，再沖洗空冷平臺下的電氣設備、導線絕緣子的措施，實際上在散熱器沖洗時運行的電氣設備就已存在危險了。

(3)變壓器布置在空冷平臺外，不一定加大占地，也不一定是制約總圖布置的主要因素。空冷對有限水資源帶來了節約好處，同時帶來電氣設備布置環境的改變，也就需要增加必要的投資換取環境也是合理的，在安全與投資兩者之間，一般來說，安全屬主導地位。

(4)不以是否發生過事故為界定“安全”的標準。

(5)一般火電廠在不考慮周邊環境的情況下就已經是II級污穢區，應明確空冷平臺下局部環境的污穢等級。

[1]DL5000-2000，火力發電廠設計技術規程[S]．

[2]山西省電力系統污區分布圖實施細則[Z]．

[3]《電力勘測設計》刊物．

[4]《大中型火力發電廠設計規范》(征求意見稿)．

Discussion on Electric Equipment Location and Type Selected of Air Cooling Area in Power Plant

WANG Yu-mei, WANG Shu-sen
(Shanxi Electric Power Exploration & Design Institute, Taiyuan 030001, China)

The direct air-cooling units are operating no more than 10 years in China, it is still not mature in design &operation. This paper re-studies the arrangement & type selection for electrical equipment in air-cooling area for power plant, and analyzes the status of the existing operating direct air-cooling units.

direct air-cooling units; transformer; air-cooling platform; dirtiness.

TM621

B

1671-9913(2011)03-0041-03

2011-04-03

王玉梅(1979- )，女，電氣工程師。