華誼化工自備電站與電力系統(tǒng)并網(wǎng)接入設計條件

徐利密

摘 要：本文所述的發(fā)電機接入系統(tǒng)設計條件，不僅供電力部門作為接入設計參考，而且也可為新建變電站在先建設時按發(fā)電機接入系統(tǒng)預留接入接口。

關鍵詞：自備電站 發(fā)電機接入系統(tǒng) 發(fā)電機并網(wǎng) 低頻（低周）保護 電氣聯(lián)鎖

安徽華誼化工一期甲醇項目資源綜合利用余熱發(fā)電自備電站，裝機容量為25MW汽輪發(fā)電機組一臺。利用生產(chǎn)裝置的余熱蒸汽發(fā)電，發(fā)電量隨生產(chǎn)裝置負荷變化以汽定電，自發(fā)自用自平衡，并網(wǎng)不倒送電網(wǎng)為原則接入電網(wǎng)系統(tǒng)。工廠自備電站與電力系統(tǒng)并網(wǎng)設計，需要取得省級電力部門的接入系統(tǒng)報告及相關批復文件，本文根據(jù)總變電站和鍋爐及自備電站的主接線及所述的相關條件，供接入系統(tǒng)設計參考。

全廠供電概況

華誼化工一期甲醇項目，建有一座110kV總變電站，總變電站兩路110kV電源分別來自通江和民安220kV變電站。采用10kV電壓等級作為廠內(nèi)高壓配電電壓，全廠用電計算負荷62092kW。本工程在廠內(nèi)建有鍋爐及自備電站一座。自備電站裝機容量為一臺25kW汽輪發(fā)電機組。鍋爐及自備電站自用電9000kW，可供全廠約15000kW。外電網(wǎng)供電將減少為47000kW～50000kW，自備電站的發(fā)電量受生產(chǎn)裝置蒸汽用量的制約，當其發(fā)電量較少時，外電網(wǎng)將增加供電量。與301總變電站的聯(lián)絡線1，在發(fā)電機不發(fā)電時作為鍋爐及自備電站的廠用工作電源，由301總變電站為其提供電源。當發(fā)電機并網(wǎng)后該聯(lián)絡線1將改為由發(fā)電機向301總變電站提供電源。

電氣主接線

301總變電站、鍋爐及自備電站電氣主接線如圖1所示。

301總變電站110kV系統(tǒng)、10kV系統(tǒng)均為單母線分段接線方式，母聯(lián)開關設有備用電源自投裝置（BZT）。10kV母線Ⅰ、Ⅱ段分別引出聯(lián)絡線1、聯(lián)絡線2與鍋爐及自備電站聯(lián)接。

302A鍋爐及自備電站設有10kV工作母線段、10kV備用母線段，接線形式均為單母線接線。10kV工作母線段經(jīng)電抗器通過10kV聯(lián)絡線1接至301總變電站10kVⅠ段母線上。10kV備用母線段經(jīng)電抗器通過10kV聯(lián)絡線2接至301總變電站10kVⅡ段母線上。自備電站發(fā)電機經(jīng)并網(wǎng)開關接于10kV工作母線段上供鍋爐及自備電站的廠用電，并通過聯(lián)絡線1向301總變電站10kV Ⅰ段母線上負荷提供電源。

總變電站運行、接入系統(tǒng)方式

301總變電站110kV系統(tǒng)、10kV系統(tǒng)均為單母線分段運行方式，自備電站發(fā)電機發(fā)電并入301總變電站10kV Ⅰ段母線，經(jīng)1#主變接入110kV 1#電源系統(tǒng)，或者并入301總變電站10kV Ⅰ段母線，經(jīng)10kV母聯(lián)、2#主變接入110kV 2#電源系統(tǒng)，此時發(fā)電機發(fā)電并入的條件必須是1#主變退出運行。二種接入方式的不同，相關聯(lián)的保護和聯(lián)鎖有所區(qū)別。由于化工生產(chǎn)單一電源供電的概率較少，不考慮第二種接入方式的設計。

自備電站發(fā)電機并網(wǎng)接入按上述第一種的接入方式進行相關的保護和聯(lián)鎖設計，發(fā)電機發(fā)電量并入總變電10kVⅠ段自發(fā)自用自平衡，并應要有防止倒入110kV電源系統(tǒng)防范措施，設置相應的保護和相關的聯(lián)鎖。

110kV系統(tǒng)電源失電的情況分析及保護設定

110kV上一級斷路器取消重合閘功能。

當上一級變電站110kV電源失壓，此時110kV線路兩端斷路器均處于合閘狀態(tài)，這樣1#電源系統(tǒng)的負荷以及上一級變電站110kV母線段的負荷將由自備電站單獨提供，自備電站發(fā)電量遠小于上述的全部負荷，利用低頻（低周）保護的設置，按時限設定順序分別依次跳開：并網(wǎng)開關0s、工作母線進線開關0.5s、聯(lián)絡線1開關0.5+0.3s（隨下級開關聯(lián)跳）、主變10kV開關1s、110kV主變開關1.0+0.3s（隨下級開關聯(lián)跳）、110kV電源1#進線開關1.5s。設置低頻（低周）保護處均設置保護投入條件，為只有當斷路器合閘后低頻（低周）保護投入，以保證正常操作。

在110kV電源1#進線開關、主變10kV開關二處設置逆功率保護，作為防止向電源倒送電的后備保護。

總變電站10kV母線之間的BZT啟動，類同110kV母線的BZT一樣存在與低頻（低周）保護配合問題，類同110kV一樣原理，采取同樣的邏輯編程。保護動作路徑：

并網(wǎng)開關的相關聯(lián)鎖設置

防止向電網(wǎng)電源倒送電，防止系統(tǒng)非同期合閘并網(wǎng)，建立并網(wǎng)開關與各電源開關之間的電氣聯(lián)鎖是自備電站接入系統(tǒng)設計的重要組成部分之一。根據(jù)本工程項目總變電站及自備電站的主接線，設立以下電氣聯(lián)鎖。

發(fā)電機并網(wǎng)開關與自備電站工作母線進線開關、主變10kV開關、110kV電源1#進線開關建立電氣聯(lián)鎖，即三個斷路器輔助常開接點串接接入發(fā)電機并網(wǎng)開關合閘回路。只有在待并電網(wǎng)處于正常運行狀態(tài)時，才允許發(fā)電機并網(wǎng)。

自備電站工作母線進線開關、主變10kV開關、110kV電源1#進線開關與發(fā)電機并網(wǎng)開關建立電氣聯(lián)鎖，即三個斷路器輔助常閉接點并接接入發(fā)電機并網(wǎng)開關分閘回路。當三個斷路器任一個跳閘即使并網(wǎng)中發(fā)電機解列。

結束語

自備電站發(fā)電機接入系統(tǒng)設計較為復雜，接入設計方案需要取得省級電力部門的接入系統(tǒng)報告及相關批復文件，華誼化工是在新建立用戶變電站的基礎上再進行發(fā)電機接入系統(tǒng)設計，為了避免發(fā)電機接入系統(tǒng)的實施過程中發(fā)生過多的變動和修改，本文所述的發(fā)電機接入系統(tǒng)設計條件，不僅供電力部門作為接入設計參考，而且也可為新建變電站先建設時按發(fā)電機接入系統(tǒng)預留接入接口。由于總變電站、自備電站的選用保護、測控一體的綜合保護管理裝置以及采用Brick過程總線技術，可使發(fā)電機并網(wǎng)的接入更為靈活和方便。

參考文獻：

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[2] 許建安《繼電保護計算》中國水利水電出版社 2000年8月