#4機(jī)更換廠高變TD后主要電氣參數(shù)校核

摘 要:2009年9月-11月，陡河發(fā)電廠#4機(jī)組進(jìn)行大修。在此次機(jī)組大修中為配合脫硫改造、供熱改造等原因進(jìn)行了廠高變TD、6KV開關(guān)柜等電氣設(shè)備更換。由于新廠高變TD和6KV開關(guān)柜的參數(shù)發(fā)生變化，加之2008年底一期#1、2機(jī)組關(guān)停以及220KV系統(tǒng)方式發(fā)生變化等，有必要對(duì)大修后#4機(jī)組的主要電氣參數(shù)進(jìn)行計(jì)算校核。本文論述的內(nèi)容主要包括一下三個(gè)方面:其一是系統(tǒng)短路電流計(jì)算，檢驗(yàn)開關(guān)短路遮斷電流能否滿足要求;其二是6KV母線啟動(dòng)電壓計(jì)算，檢驗(yàn)啟動(dòng)最大容量的電動(dòng)機(jī)時(shí)母線電壓能否滿足要求;其三是6KV母線自啟動(dòng)電壓計(jì)算，檢驗(yàn)電動(dòng)機(jī)成組自啟動(dòng)時(shí)母線電壓能否滿足要求。

關(guān)鍵詞:電氣參數(shù) 校核 短路電流 啟動(dòng)電壓 自啟動(dòng)電壓

中圖分類號(hào):TM62文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1672-3791(2011)04(a)-0109-02

1 設(shè)備參數(shù)

1.1 G3、4發(fā)電機(jī)參數(shù)

額定功率:250MW;額定容量:294.12MVA;額定電壓:15kV;額定功率因數(shù):0.85;

額定電流:11321A;次暫態(tài)電抗:0.612(標(biāo)么值，基準(zhǔn)容量1000MVA)。

1.2 T3、4主變壓器參數(shù)

額定容量:300MVA;額定電壓:242±2×2.5%/15kV;接線:Y0/△-11;額定電流:

高壓側(cè):716A;低壓側(cè):11450A;阻抗電壓:T3 15.1%，T4 14.55%。

1.3 廠高變TD參數(shù)

額定容量:40/25-25MVA;額定電壓:15±2×2.5%/6.3～6.3kV 無載調(diào)壓;額定電流:高壓側(cè):1539.6A，低壓側(cè):2291.1A-2291.1A;阻抗電壓:Uk1-2’=Uk1-2’=15.2%(按分裂繞組額定容量為基準(zhǔn)的穿越阻抗電壓為6.6%，分裂繞組間分裂阻抗電壓為34.9%);接線:△/△-△-12-12。

1.4 備用變T0參數(shù)

額定容量:25MVA;接線:Y0/△-11 有載調(diào)壓;額定電壓:高壓側(cè):220kV，低壓側(cè):6.3kV;額定電流:高壓側(cè):65.6A，低壓側(cè):2290A;短路阻抗:12.63%。

1.5 #4機(jī)低壓工作變

額定容量1800KVA，短路阻抗:7.61%。

1.6 最大運(yùn)行方式

一號(hào)站G3、4并列運(yùn)行，據(jù)最新《華北調(diào)度局繼保處下發(fā)廠站綜合電抗表》220V系統(tǒng)參數(shù):系統(tǒng)最大阻抗:Xxt=0.0759;系統(tǒng)最小阻抗:Xxt’=0.1235

取Sj=1000MVAUj=Up

220 kV基準(zhǔn)電流Ijz=1000/*230= 2.51 KA

6kV基準(zhǔn)電流Ijz=1000/*6.3=91.6 KA

380V基準(zhǔn)電流Ijz=1000/×0.4= 1440 KA

G3、4發(fā)電機(jī)電抗Xg3*=Xg4*=0.612

T3主變電抗Xt3*=15.1% *1000/300=0.5033

T4主變電抗Xt4*=14.55% *1000/300=0.485

TD變壓器電抗:半穿越15.2% ;穿越6.5%

分裂系數(shù)kf=34.9%/6.5%=5.369

Xdt1*=(1-Kf/4)X1-2 Sj/Se =(1-5.369/4)*6.5%*1000/40=-0.5561

Xdt2*=Xdt3*=0.5 Kf* X1-2 * Sj/Se =0.5*5.369*6.5%*1000/40=4.3623

則Xdt12*=Xdt1*+Xdt2*=-0.5561+ 4.3623=3.8062

T0變壓器電抗Xt0*=12.63% *1000/25=5.052

#4機(jī)廠用低壓工作變T41、T42電抗X2t*=7.61%*1000/1.8=42.2778

2 #4機(jī)組6KV母線負(fù)荷

2.1 母線負(fù)荷

B4爐甲吸風(fēng)機(jī)(2050kW，240A);B4爐甲送風(fēng)機(jī)(810kW，103A);B4爐#1一次風(fēng)機(jī)(450kW，56.6A);B4爐#2一次風(fēng)機(jī)(450kW，56.6A);B4爐#3一次風(fēng)機(jī)(450kW，56.6A);

B4爐#4一次風(fēng)機(jī)(450kW，56.6A);B4爐#1磨煤機(jī)(220kW，28.3A);B4爐#2磨煤機(jī)(280kW，36.7A);B4爐#3磨煤機(jī)(280kW，36.7A);B4爐#4磨煤機(jī)(220kW，27.7A);B4爐甲密封風(fēng)機(jī)(280kW，32.1A);#6循環(huán)泵(1600kW，198A);G4機(jī)甲凝結(jié)泵(270kW，31.2A);

廠用低壓變T41(1800kVA，165A);#4爐電除塵變TD4(2500kVA，229A);G4機(jī)丙1給水泵(1830kW，212A);G4機(jī)丙2給水泵(1830kW，212A);#5沖灰泵(250kW，31.2A);高排二段

(2000kVA，200);熱網(wǎng)循環(huán)泵(取1臺(tái)泵運(yùn)行2臺(tái)備用)(1600kW，178A)。

2.2 母線負(fù)荷

B4爐乙吸風(fēng)機(jī)(2000kW，240A);B4爐乙送風(fēng)機(jī)(810kW，103A);B4爐#5一次風(fēng)機(jī)(450kW，56.6A);B4爐#6一次風(fēng)機(jī)(450kW，56.6A);B4爐#7一次風(fēng)機(jī)(450kW，56.6A);B4爐#8一次風(fēng)機(jī)(450kW，56.6A);B4爐#5磨煤機(jī)(220kW，36.7A);B4爐#6磨煤機(jī)(220kW，27.7A);B4爐#7磨煤機(jī)(220kW，27.7A);B4爐#8磨煤機(jī)(220kW，27.7A);B4爐乙密封風(fēng)機(jī)(280kW，32.1A);#7循環(huán)泵(1600kW，198A);G4機(jī)乙凝結(jié)泵(270kW，31.2A);G4機(jī)丙凝結(jié)泵(270kW，31.2A);廠用低壓變T42(1800kVA，165A);二期電除塵備用變T2D0(2000kVA，183.3A);#4脫硫電源(取1臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)2臺(tái)循環(huán)泵)(3360kW);公用B段電機(jī)(乙碎煤機(jī)、#2排漿泵、#4排漿泵)(1600kW);干除灰#2空壓機(jī)(250kW，31A);公用B段變壓器(T12、T22、水泵房#2變、輸煤#2變、二期備用變T20、#2生活變、修配廠變、)(518kVA);中繼#2線(2100kVA，200A)。

3 220kV系統(tǒng)

系統(tǒng)阻抗為0.0759。#3機(jī)組運(yùn)行在-5母線上，#4機(jī)組運(yùn)行在-4母線s上;T0運(yùn)行在-5母線上;7條出線按正常方式分別運(yùn)行在-4、-5母線上。

Xd1=Xxt//( Xg3*+ Xt3*)//( Xg4*+ Xt4*)

=0.0759//(0.612+0.5033)//(0.612+0.485)=0.0667

Id1(3).max=1/ Xd*Ijz=(1/0.0667)×2.51=37.611kA(220kV側(cè))，短路電流小于220kV開關(guān)額定遮斷電流50kA，滿足要求。

4 正常方式下廠用A段系統(tǒng)

4.1 64A母線短路校驗(yàn)

4.1.1 短路電流

Xd21=[Xxt//( Xg3*+ Xt3*)+ Xt4*]// Xg4*+Xdt12*=[0.0759//(0.612+0.5033)+0.485]//0.612+3.8062=3.871

Id21(3).max==1/ Xd*Ijz=(1/3.871)*91.6=23.663kA (6kV側(cè))

4.1.2 電動(dòng)機(jī)反饋電流

當(dāng)64A段母線最大運(yùn)行方式時(shí)，取64A段電動(dòng)機(jī)平均效率與平均額定功率因數(shù)乘積為0.8，電動(dòng)機(jī)平均反饋系數(shù)為6，64A段電動(dòng)機(jī)總?cè)萘繛?3320kW，則64A段電動(dòng)機(jī)反饋電流為:Ifa=6×13320/(√3×6.0×0.8×1000)=9.613kA當(dāng)64B段母線最大運(yùn)行方式時(shí)，取64B段電動(dòng)機(jī)平均效率與平均額定功率因數(shù)乘積為0.8，電動(dòng)機(jī)平均反饋系數(shù)為6，64B電動(dòng)機(jī)總?cè)萘繛?3120kW，則63B段電動(dòng)機(jī)反饋電流為:Ifb=6×13120/(√3×6.0×0.8×1000)/5.369=1.764kA短路點(diǎn)總電流為I=Id21(3).max+Ifa+Ifb/k= 23.663+9.613+1.764=35.04kA，可見滿足64A母線開關(guān)遮斷電流40kA的要求。

4.2 64A母線啟動(dòng)電壓校驗(yàn)

64A母線最大負(fù)荷為甲吸風(fēng)機(jī)電機(jī)，取甲吸風(fēng)機(jī)電機(jī)啟動(dòng)電流倍數(shù)kq為6，則啟動(dòng)負(fù)荷為Sq=kq×Pn÷0.8=6×2050÷0.8=15375kVA標(biāo)么值為:Sq*=Sq/S2T=15375÷25000=0.615啟動(dòng)甲吸風(fēng)機(jī)電機(jī)前63A已帶負(fù)荷按最大統(tǒng)計(jì)，則有S1a=(13320-2050)/0.8+1800+2500+2000=20387.5kVA標(biāo)么值為S1a*=S/S2T=20387.5÷25000=0.8155合成負(fù)荷S=S1a*+Sq*=0.8155+0.615=1.4305X=1.05Ud%×S2T/ST=1.05×15.2%×25/40=0.1母線電壓Um=U0/(1+SX)=1.05/(1+1.4305×0.1)=0.9186，可見能滿足母線啟動(dòng)電壓最低80%的要求。

4.3 64A母線電動(dòng)機(jī)成組自啟動(dòng)校驗(yàn)

因#4-1磨煤機(jī)、#4-1一次風(fēng)機(jī)、#5沖灰泵電機(jī)、丙1丙2給水泵、#6循環(huán)泵電機(jī)設(shè)有一級(jí)低電壓保護(hù)，可以統(tǒng)計(jì)為第Ⅱ或Ⅲ類負(fù)荷，不參加自啟動(dòng)，則參加自啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的容量為7140kW。取自啟動(dòng)系數(shù)Kq為5，自啟動(dòng)負(fù)荷為Sq=Kq×Pn÷0.8=5×71400÷0.8=44625kVA標(biāo)么值為:Sq*=Sq/S2T=44625÷25000=1.785，64A母線已帶負(fù)荷S1a=13320/0.8+1800+2500+2000=22950kVA標(biāo)么制為S1a*=S/S2T=22950÷25000=0.918合成負(fù)荷S=S1a*+Sq*=0.918+ 1.785=2.703，X=0.164A母線電壓Um=U0/(1+SX)=1.05/(1+2.703×0.1)=0.8266，可見滿足電動(dòng)機(jī)成組自啟動(dòng)母線電壓最低65%～70%的要求。

4.4 380V母線短路電流

Xd31=Xd21+X2t*=3.871+42.2778=46.1488Id31(3).max=1/Xd*Ijz=(1/46.1488)*1440=31.203kA(380V側(cè))，380V電動(dòng)機(jī)反饋電流可忽略不計(jì)，短路電流小于#4機(jī)380V母線新?lián)Q施耐德開關(guān)遮斷電流40kA，滿足要求。

5 正常方式下廠用B段系統(tǒng)

5.1 64B母線短路校驗(yàn)

5.1.1 短路電流

Xd21=[Xxt//(Xg3*+Xt3*)+Xt4*]// Xg4*+Xdt12*=[0.0759//(0.612+0.5033)+0.485]//0.612+3.8062=3.871Id21(3).max==1/Xd*Ijz=(1/3.871)*91.6=23.663kA(6kV側(cè))

5.1.2 電動(dòng)機(jī)反饋電流

64B段電動(dòng)機(jī)反饋電流為:Ifb=6×13120/(×6.0×0.8×1000)=9.469kA64A段電動(dòng)機(jī)反饋電流為:Ifb=6×13320/(×6.0×0.8×1000)/5.369=1.79kA短路點(diǎn)總電流為I=Id21(3).max+Ifb+Ifa=23.663+9.469+ 1.79=34.922kA，可見滿足64B母線開關(guān)遮斷電流40kA的要求。

5.2 64B母線啟動(dòng)電壓校驗(yàn):

64B母線最大負(fù)荷為#4脫硫增壓風(fēng)機(jī)電機(jī)，取甲吸風(fēng)機(jī)電機(jī)啟動(dòng)電流倍數(shù)kq為6，則啟動(dòng)負(fù)荷為Sq=kq×Pn÷0.8=6×2240÷0.8=16800kVA標(biāo)么值為:Sq*=Sq/S2T=16800÷25000=0.672啟動(dòng)增壓風(fēng)機(jī)前64B已帶負(fù)荷按最大統(tǒng)計(jì)，則有S1b=(13120-2240)/0.8+1800+2000+5185+2100=24685kVA標(biāo)么值為S1b*=S/S2T=24685÷25000= 0.9874合成負(fù)荷S=S1b*+Sq*=0.9874+0.672=1.6594X=1.05Ud%×S2T/ST=1.05×15.2%×25/40=0.1母線電壓Um=U0/(1+SX)=1.05/(1+1.6594×0.1)=0.9005，可見能滿足64B母線啟動(dòng)電壓最低80%的要求。

5.3 64B母線電動(dòng)機(jī)成組自啟動(dòng)校驗(yàn)

因3臺(tái)磨煤機(jī)(#5、6、7)、3臺(tái)一次風(fēng)機(jī)(#5、6、7)、干除灰#2空壓機(jī)以及公用B段乙碎煤機(jī)、2臺(tái)排漿泵電機(jī)設(shè)有一級(jí)低電壓保護(hù)，可以統(tǒng)計(jì)為第Ⅱ或Ⅲ類負(fù)荷，不參加自啟動(dòng)，則參加自啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的容量為9510。取自啟動(dòng)系數(shù)Kq為5，自啟動(dòng)負(fù)荷為Sq=kq×Pn÷0.8=5×9510÷0.8=59437.5kVA標(biāo)么值為:Sq*=Sq/S2T=59437.5÷25000=2.377564B母線已帶負(fù)荷S1b=13120/0.8+1800+2000+5185+2100=27485kVA標(biāo)么制為S1b*=S/S2T=27485÷25000=1.0994合成負(fù)荷S=S1b*+Sq*=1.0994+2.3775=3.4769，X=0.164B母線電壓Um=U0/(1+SX)=1.05/(1+3.4769×0.1)=0.7791，可見滿足電動(dòng)機(jī)成組自啟動(dòng)母線電壓最低65～70%的要求。

6 T0帶#4機(jī)廠用電方式下

6.1 6kV母線短路校驗(yàn):

6.1.1 短路電流

Xd22 =Xxt//( Xg4*+ Xt4*)//(Xg3*+ Xt3*)+Xt0*=0.0759//(0.612+0.485)//(0.612+0.5033)//+5.052=5.1187Id22(3).max==1/Xd*Ijz=(1/5.1187)*91.6=17.895kA(6kV側(cè))

6.1.2 電動(dòng)機(jī)反饋電流

當(dāng)64A段母線最大運(yùn)行方式時(shí)，取64A段電動(dòng)機(jī)平均效率與平均額定功率因數(shù)乘積為0.8，電動(dòng)機(jī)平均反饋系數(shù)為6，64A電動(dòng)機(jī)總?cè)萘繛?3320kW，則64A段電動(dòng)機(jī)反饋電流為:Ifa=6×13320/(×6.0×0.8×1000)=9.613kA，當(dāng)64B段母線最大運(yùn)行方式時(shí)，取64B段電動(dòng)機(jī)平均效率與平均額定功率因數(shù)乘積為0.8，電動(dòng)機(jī)平均反饋系數(shù)為6，64B電動(dòng)機(jī)總?cè)萘繛?3120kW，則64B段電動(dòng)機(jī)反饋電流為:

Ifb=6×13120/(×6.0×0.8×1000)=9.469kA

短路點(diǎn)總電流為

I=Id22(3).max+Ifa+Ifb=17.895+9.613+9.469=36.977kA，可見滿足#4機(jī)6kV母線開關(guān)遮斷電流40kA的要求。

6.2 6KV母線啟動(dòng)電壓校驗(yàn)

#4機(jī)6kV母線最大負(fù)荷為#4脫硫增壓風(fēng)機(jī)，取電機(jī)啟動(dòng)電流倍數(shù)kq為6，則啟動(dòng)負(fù)荷為Sq=kq×Pn÷0.8=6×2240÷0.8=16800kVA標(biāo)么值為:Sq*=Sq/ST0=16800÷25000=0.672啟動(dòng)#4脫硫增壓風(fēng)機(jī)電機(jī)前64A已帶負(fù)荷按最大統(tǒng)計(jì)，則有S1a=13320/0.8+1800+4500=22950kKVA啟動(dòng)#4脫硫增壓風(fēng)機(jī)電機(jī)前64B已帶負(fù)荷按最大統(tǒng)計(jì)，則有S1b=(13120-2240)/0.8+1800+2000+5185+2100=24685kVA則T0已帶負(fù)荷情況S1=S1a+S1b=22950+24685=47635kVA標(biāo)么值為S1*=S/ST0=47635÷25000=1.9054，合成負(fù)荷S=S1*+Sq*=1.9054+0.672=2.5774X=1.1Ud%=1.1×12.63%=0.1389母線電壓Um=U0/(1+SX)=1.1/(1+2.5774×0.1389)=0.81，可見能滿足母線啟動(dòng)電壓最低80%的要求。

6.3 6KV母線電動(dòng)機(jī)成組自啟動(dòng)校驗(yàn)

因64A段#4-1磨煤機(jī)、#4-1一次風(fēng)機(jī)、#5沖灰泵電機(jī)、丙1丙2給水泵、#6循環(huán)泵電機(jī)及64B段3臺(tái)磨煤機(jī)、3臺(tái)一次風(fēng)機(jī)、干除灰#2空壓機(jī)、2臺(tái)排漿泵、乙碎煤機(jī)電機(jī)設(shè)有一級(jí)低電壓保護(hù)，可以統(tǒng)計(jì)為第Ⅱ或Ⅲ類負(fù)荷，不參加自啟動(dòng)，則參加自啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的容量為16650kW。取自啟動(dòng)系數(shù)Kq為5，自啟動(dòng)負(fù)荷為Sq=kq×Pn÷0.8=5×16650÷0.8=104062.5kVA標(biāo)么值為:Sq*=Sq/ST0=104062.5÷25000=4.162564A母線已帶負(fù)荷S1a=13320/0.8+1800+2500+2000=22950kVA64B母線已帶負(fù)荷S1b=S1b=13120/0.8+1800+2000+5185+2100=27485kVA則T0已帶負(fù)荷情況S1=S1a+S1b=22950+27485=50435kVA標(biāo)么制為S1*=S/ST0=50435÷25000=2.0174合成負(fù)荷S=S1*+Sq*=2.0174+4.1625=6.1799，X=0.13896kV母線電壓Um=U0/(1+SX)=1.1/(1+6.1799×0.1389)=0.5919，可見不滿足電動(dòng)機(jī)成組自啟動(dòng)母線電壓最低65%～70%的要求。

但上述情況是按64A、64B最大負(fù)荷情況統(tǒng)計(jì)的，在實(shí)際運(yùn)行中很難達(dá)到。根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料顯示250MW機(jī)組廠用負(fù)荷一般不超過20MVA，而且正常情況下，而凝結(jié)水泵、密封風(fēng)機(jī)也各有一臺(tái)在備用中，至少還有一套制粉系統(tǒng)在停備狀態(tài)，則參加自啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的容量最多為15600kW。考慮這些因素后，自啟動(dòng)負(fù)荷為Sq=kq×Pn÷0.8=5×15600÷0.8=97500kVA標(biāo)么值為:Sq*=Sq/ST0=97500÷25000=3.9則T0已帶負(fù)荷標(biāo)么制為S1*=S/ST0=20000÷25000=0.8合成負(fù)荷S=S1*+Sq*=0.8+3.9=4.7，X=0.13896kV母線電壓Um=U0/(1+SX)=1.1/(1+4.7×0.1389)=0.6655，可見能滿足電動(dòng)機(jī)成組自啟動(dòng)母線電壓最低65%～70%的要求。

6.4 380V母線短路電流

Xd31=Xd22+X2t*=5.1187+42.2778=47.3965

Id31(3).max=1/Xd*Ijz=(1/47.3965)*1440=30.382kA(380V側(cè))，380V電動(dòng)機(jī)反饋電流可忽略不計(jì)，短路電流小于#4機(jī)380V母線新?lián)Q施耐德開關(guān)遮斷電流40KA，滿足要求。

7 結(jié)語

綜上所述，#4機(jī)組在2009年大修更換廠高變TD和6kV開關(guān)柜后，短路電流和母線啟動(dòng)電壓及自啟動(dòng)電壓均滿足設(shè)計(jì)要求。

參考文獻(xiàn)

[1]西北電力設(shè)計(jì)院，東北電力設(shè)計(jì)院編.電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].上海:上海人民出版社，1972.