600MW超臨界機(jī)組工程調(diào)試電源問(wèn)題探討

摘 要：新建電廠輸電線路鐵塔施工有時(shí)受阻于電力征地工作而進(jìn)展緩慢，當(dāng)電廠線路倒送電時(shí)間與廠內(nèi)工程后期調(diào)試工作緊迫性產(chǎn)生矛盾時(shí)，如何解決大容量輔機(jī)啟動(dòng)調(diào)試用電將成為焦點(diǎn)問(wèn)題。本文介紹了浙江某電廠2×600MW超臨界燃煤機(jī)組工程，由于500kv線路接入延遲，利用一條臨時(shí)35kv線路和兩臺(tái)16000kvA（35kv/6.3kv）臨時(shí)變壓器供機(jī)組廠用電，實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)和大部分電氣試驗(yàn)，縮短了工程建設(shè)時(shí)間，文中對(duì)臨時(shí)電源使用過(guò)程中相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行核實(shí)，對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，提出解決方案。為同類工程提供參考。

關(guān)鍵詞：不依賴系統(tǒng)倒送電；600MW機(jī)組；工程調(diào)試電源；低電壓；繼電保護(hù)整定

概述

本工程2×600MW超臨界燃煤機(jī)組，由于輸電出線征地政策處理受阻，500kv出線遲遲不能架入，系統(tǒng)倒送電時(shí)間推遲，而此時(shí)廠內(nèi)設(shè)備已安裝完畢，具備汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)條件。能否在500kv線路倒送電前完成鍋爐沖管、汽輪機(jī)3000轉(zhuǎn)沖轉(zhuǎn)以及大部分電氣試驗(yàn)項(xiàng)目成為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。需解決用于大容量輔機(jī)啟動(dòng)的廠用電源問(wèn)題。該工程中利用一條臨時(shí)35kv線路、兩臺(tái)16000kvA（35kv/6.3kv）油浸自冷式三相變壓器解決了機(jī)組安裝后期的調(diào)試用電，并成功地實(shí)現(xiàn)了不依賴500kv系統(tǒng)倒送電電源的鍋爐沖管、汽輪機(jī)3000轉(zhuǎn)沖轉(zhuǎn)和大部分電氣試驗(yàn)項(xiàng)目的工作，為縮短機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電時(shí)間創(chuàng)造了有利條件，也為類似的工程積累了經(jīng)驗(yàn)。期間電氣有幾個(gè)方面的值得探討。

1 臨時(shí)調(diào)試電源容量和母線電壓方面

系統(tǒng)如圖：35kv線路由某變電所供，線路總長(zhǎng)度13.87kM（阻抗如圖）。變壓器低壓側(cè)采用ZR-YJV-6/6-3×185電纜，四根并聯(lián)，共0.15kM。兩調(diào)試用電變壓器并聯(lián)運(yùn)行。

1.1 啟動(dòng)最大輔機(jī)母線電壓情況

6kv母線上最大負(fù)荷為給水泵9100kW，因工程設(shè)計(jì)有兩臺(tái)汽泵，故機(jī)組啟動(dòng)試驗(yàn)可不依賴該電動(dòng)給水泵，這樣大大降低了調(diào)試電源容量。電機(jī)啟動(dòng)倍數(shù)按5倍計(jì)，系統(tǒng)至調(diào)試變低壓側(cè)計(jì)算阻抗約為0.7955（Sj=100MVA）。當(dāng)空母線起動(dòng)最大的引風(fēng)機(jī)電機(jī)（3100kW）時(shí)，母線電壓計(jì)算值：

我國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T5153-2002火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計(jì)技術(shù)中規(guī)定：最大容量電動(dòng)機(jī)正常起動(dòng)時(shí)，6kv廠用母線的電壓應(yīng)不低于額定電壓的80%。工程實(shí)際啟動(dòng)引風(fēng)機(jī)時(shí)實(shí)際電壓最低點(diǎn)電壓為5.37 kv，即85%U。母線帶7MW負(fù)荷再啟動(dòng)最大電動(dòng)機(jī)時(shí)，母線電壓計(jì)算值在80%以上。可見(jiàn)，按該2×16000kvA變壓器配置，啟動(dòng)最大的3100kvA電動(dòng)機(jī)電源容量基本能滿足電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)要求。

1.2 母線上電動(dòng)機(jī)低電壓成組啟動(dòng)工況

雖然施工階段無(wú)由于電源切換引起的成組啟動(dòng)工況，但母線上的成組啟動(dòng)工況可由對(duì)側(cè)電源不正常工況造成，如事故低電壓，故障消失后恢復(fù)過(guò)程可能造成母線上電動(dòng)機(jī)成群低電壓?jiǎn)?dòng)。此時(shí)應(yīng)該有相應(yīng)的保護(hù)切除。失壓?jiǎn)?dòng)電壓情況計(jì)算（按30MW參與啟動(dòng)計(jì)）：

母線上電動(dòng)機(jī)成組失壓?jiǎn)?dòng)母線電壓已遠(yuǎn)不能滿足廠用電母線電壓60-70%成組啟動(dòng)電壓要求，將對(duì)電機(jī)造成較大影響。可考慮由6kv分支開(kāi)關(guān)的過(guò)流保護(hù)切除或配置相應(yīng)的低電壓保護(hù)來(lái)終止非正常工況（保護(hù)整定方案見(jiàn)本文2.1）。

1.3 調(diào)試電源電壓情況

由于系統(tǒng)和線路阻抗較大，6kv電壓隨系統(tǒng)地區(qū)負(fù)荷變化較大，母線實(shí)際電壓高時(shí)可至6.9kv，低曾達(dá)4.9kv，對(duì)設(shè)備的絕緣老化和正常啟動(dòng)均造成了一定影響，本工程實(shí)際采用無(wú)載調(diào)壓變，只是通過(guò)停電狀態(tài)下改分接頭來(lái)改變電壓，這給電源使用造成了很大不便。故認(rèn)為工程臨時(shí)變宜采用有載調(diào)壓更能突出其實(shí)用性。

2 繼電保護(hù)整定方面

2.1 主要保護(hù)整定方案

35kv進(jìn)線開(kāi)關(guān)配置了變壓器差動(dòng)、速斷等保護(hù)。由于系統(tǒng)供35kv短路電流有限（最小方式約2517A），最小方式下6kv三相故障電流計(jì)算約為14152A。速斷不按躲低壓側(cè)短路整定，可降低定值使保護(hù)范圍延伸至低壓側(cè)，實(shí)際能同時(shí)滿足高壓側(cè)靈敏度和電機(jī)最大啟動(dòng)電流。

2.2 成組低電壓?jiǎn)?dòng)保護(hù)措施

考慮電動(dòng)機(jī)成群低壓?jiǎn)?dòng)可能性，當(dāng)對(duì)側(cè)電源系統(tǒng)可能出現(xiàn)不正常工況，如事故低電壓消除后電壓恢復(fù)過(guò)程可能形成電機(jī)成群自起動(dòng)工況。可考慮由分支過(guò)流保護(hù)或母線低電壓保護(hù)來(lái)切除。電動(dòng)機(jī)失壓自起動(dòng)電流估算為：

6kv負(fù)荷電流按600A，起3100kvA電機(jī)，分支電流Ie=600+5×368=2440A，分支過(guò)流按4121/1.3=3170A整定，3170/2440≈1.3能保證不誤動(dòng)，0.866×17380/3170=4.7>1.5靈敏度足夠。可見(jiàn)，分支過(guò)流按成組失壓自起動(dòng)電流整定，一方面能保證母線帶負(fù)荷后能啟動(dòng)最大電機(jī)的要求，另一方面可保證成群電機(jī)低壓自起動(dòng)可由分支開(kāi)關(guān)過(guò)流保護(hù)切除。

2.3 勵(lì)磁變電源相關(guān)問(wèn)題

本工程為自并勵(lì)靜態(tài)勵(lì)磁系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)出口裝設(shè)勵(lì)磁變（6500kvA，20/0.85kv， Ud=8%）。電氣啟動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程需要大容量的勵(lì)磁電源。采用6kv一負(fù)荷開(kāi)關(guān)接入勵(lì)磁變高壓側(cè)供給勵(lì)磁電源方式，實(shí)現(xiàn)短路和空載試驗(yàn)。

2.3.1 勵(lì)磁變低壓側(cè)短路容量計(jì)算

低壓側(cè)短路電流為17.38kA，折算到一次側(cè)695A。可采用6kv真空開(kāi)關(guān)間隔。

2.3.2 勵(lì)磁變臨時(shí)電源主要保護(hù)整定

（1）速斷：用6kv對(duì)勵(lì)磁變沖擊時(shí)勵(lì)磁涌流最大記錄約250A。速斷按2倍最大電流500A整定，低壓側(cè)兩相短路電流0.866×695=601（A），速斷靈敏度為601/500=1.2，可滿足需要。

（2）過(guò)流：按躲額定勵(lì)磁電流整定。發(fā)電機(jī)勵(lì)磁額定電流為4145A，折算至勵(lì)磁變低壓側(cè)交流電流為（1.414/1.7321）×4145=3383A， 折算至高壓側(cè)3383×0.85/20=143.7A。過(guò)流整定1.5×143.7=215A，動(dòng)作時(shí)間取：0.3秒。

3 結(jié)束語(yǔ)

本工程2×600MW超臨界燃煤機(jī)組工程后期階段不依賴500kv系統(tǒng)倒送電電源，采用一條35kv臨時(shí)線路和2臺(tái)16000MVA（35kv/6.3kv）變壓器供給機(jī)組廠用電源，實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)的沖轉(zhuǎn)和大部分電氣試驗(yàn)，通過(guò)實(shí)踐證明能滿足實(shí)際需要。為靈活應(yīng)對(duì)負(fù)荷的變動(dòng)情況方便調(diào)試，變壓器的選擇建議采用有載調(diào)壓型。其他保護(hù)整定問(wèn)題均可通過(guò)相應(yīng)的手段妥善解決。