溧陽抽水蓄能電站廠用電運行方式淺析

何 濤，季海波，楊璐華，王 鵬

(江蘇國信溧陽抽水蓄能發電有限公司，江蘇溧陽213334)

0 引 言

溧陽抽水蓄能電站地下廠房內安裝了6臺單機容量為250 MW的混流可逆式水泵水輪電動發電機組，總裝機容量1 500 MW，電站以2回500 kV線路接入500 kV天目湖變電站。廠用電系統對抽水蓄能電站安全運行至關重要，溧陽電站采用合理的接線方式和控制措施，提高了廠用電系統的可靠性，確保了電站設備的安全運行。

1 廠用電系統介紹

1.1 廠用電電源

廠用電工作電源采用兩級降壓供電方式，即500 kV主變低壓側15.75 kV經15.75/10.5 kV廠變降壓至10.5 kV，再經10.5/0.4 kV廠用配電變壓器降壓至400 V，供電給全廠負荷。備用電源取自110 kV施工變10 kV營地I線，另在開關站設有10.5 kV柴油發電機作為保安電源，接入10.5 kV Ⅳ段備用母線。當全廠廠用電電源全部消失時，可通過啟動柴油發電機組向10.5 kV Ⅳ段備用母線供電，以提供全廠的保安電源和機組黑啟動電源。

1.2 廠用電接線方式

10.5 kV廠用母線接線方式(如圖1所示)采用單母線分段接線，共設4段母線，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段母線為工作母線，Ⅳ段母線為備用母線。正常情況下，各母線分段運行，并互為備用。

圖1 廠用電10.5 kV母線示意

1.3 廠用電系統的備自投裝置

10.5 kV母線安裝5臺由南瑞開發生產的PCS-9651D型備自投裝置，可實現各電壓等級、不同主接線方式的備用電源自投邏輯。自投方式有4種，工作母線之間的備自投裝置和工作母線與備用母線間的廠用電系統備自投裝置之間的優先級通過延時來整定。

2 廠用電運行方式分析

2.1 備自投裝置的運行方式

10.5 kV備自投裝置共設置4種切換方式。方式一，Ⅰ段母線失壓后跳Ⅰ段母線進線開關，在熱備用方式下直接合母聯開關，冷備用方式下在合母聯開關前還需合Ⅱ段母線進線開關，實現Ⅰ段母線失壓后由Ⅱ段母線帶Ⅰ段母線邏輯。方式二，Ⅱ段母線失壓后跳Ⅱ段母線進線開關，熱備用方式下直接合母聯開關，冷備用方式下則在合母聯開關前還需合Ⅰ段母線進線開關，實現Ⅱ段母線失壓后由Ⅰ段母線帶Ⅱ段母線邏輯。方式三，為自恢復邏輯，在Ⅱ段母線帶Ⅰ段母線時，若Ⅰ段母線進線恢復有壓，實現跳母聯開關合Ⅰ段母線進線開關，實現Ⅰ段母線自恢復邏輯。方式四，為自恢復邏輯，在Ⅰ段母線帶Ⅱ段母線時，若Ⅱ段母線進線恢復有壓，實現跳母聯開關，合Ⅱ段母線進線開關，實現Ⅱ段母線自恢復邏輯。

在正常情況下，備自投裝置投入熱備用功能。1號備自投裝置(用于Ⅰ、Ⅱ段母線備自投)正常運行時，4種切換方式均投入；2號備自投裝置(用于Ⅱ、Ⅲ段母線備自投)正常運行時，切換方式二、四投入，方式一、三退出；3號備自投裝置(用于Ⅰ、Ⅳ段母線備自投)、4號備自投裝置(用于Ⅱ、Ⅳ段母線備自投)、5號備自投裝置(用于Ⅲ、Ⅳ段母線備自投)正常運行時，切換方式一、三投入，方式二、四退出。

2.2 廠用電工作母線的正常運行方式

正常情況下，1號廠變帶Ⅰ段母線，2號廠變帶Ⅱ段母線，3號廠變帶Ⅲ段母線運行，Ⅳ段母線由110 kV變電站電源開關供電運行，柴油發電機停機備用。各級廠用電母線均為分段運行，相應備自投裝置投入正常運行，各開關控制方式均在“遠方”，保證重要廠用負荷雙回路供電。

Ⅰ段母線的第一備用電源為Ⅱ段母線，第二備用電源為Ⅳ段母線；Ⅱ段母線的第一備用電源為Ⅰ段母線，第二備用電源為Ⅳ段母線；Ⅲ段母線的第一備用電源為Ⅱ段母線，第二備用電源為Ⅳ段母線；Ⅱ段母線作為Ⅰ段母線和Ⅲ段母線的第一備用電源，同時只能帶其中一段母線聯絡運行。工作母線由備用母線供電時，各工作母線間的備自投不投。

柴油發電機正常處于備用狀態，控制方式遠方自動，柴油機出口開關斷開、出口隔離閘刀合上，地下廠房10.5 kV開關室的柴油機電源進線開關處于冷備用狀態。

2.3 工作母線一段失電情況下的運行方式

Ⅰ段母線失電時，Ⅰ、Ⅱ段母線備自投裝置動作跳開1號廠變低壓側開關，合上Ⅰ、Ⅱ段母聯開關，切換過程中若非保護動作閉鎖等原因產生的母聯開關合閘失敗，則再經延時合Ⅰ、Ⅳ段母聯開關；若1號廠變后備保護動作跳閘或母聯開關保護跳閘則閉鎖Ⅰ、Ⅱ段母線備自投裝置和Ⅰ、Ⅳ段母線備自投裝置。此時應切除相應的備自投裝置，查明故障原因后手動恢復廠用Ⅰ段母線運行。

Ⅱ段母線失電時，Ⅰ、Ⅱ段母線備自投裝置動作跳開2號廠變低壓側開關 ，合上Ⅰ、Ⅱ段母聯開關，切換過程中若非保護動作閉鎖等原因產生的母聯開關合閘失敗，則再經延時合Ⅱ、Ⅳ段母聯開關；若2號廠變后備保護動作跳閘或母聯開關保護跳閘則閉鎖Ⅰ、Ⅱ段母線備自投裝置和Ⅱ、Ⅳ段母線備自投裝置。此時應切除相應的備自投裝置，查明故障原因后手動恢復廠用Ⅱ段母線運行。

Ⅲ段母線失電時，Ⅱ、Ⅲ段母線備自投裝置動作跳開3號廠變低壓側開關，合上Ⅱ、Ⅲ段母聯開關，切換過程中若非保護動作閉鎖等原因產生的母聯開關合閘失敗，則再經延時合Ⅲ、Ⅳ段母聯開關；若3號廠變后備保護動作跳閘或母聯開關保護跳閘則閉鎖Ⅱ、Ⅲ段母線備自投裝置和Ⅲ、Ⅳ段母線備自投裝置。此時應切除相應的備自投裝置，查明故障原因后手動恢復Ⅲ段母線運行。

2.4 工作母線兩段失電情況下的運行方式

Ⅰ、Ⅱ段母線同時失電時，Ⅰ、Ⅳ段備自投裝置經延時合Ⅰ、Ⅳ段母聯開關；Ⅱ、Ⅳ段備自投裝置經延時合Ⅱ、Ⅳ段母聯開關；Ⅱ、Ⅲ段母線備自投裝置閉鎖；若相應廠變后備保護動作跳閘或母聯開關保護跳閘則閉鎖Ⅰ、Ⅳ段母線備自投裝置或Ⅱ、Ⅳ段母線備自投裝置。此時應切除相應的備自投裝置，查明故障原因后手動恢復Ⅰ、Ⅱ段母線運行。

Ⅱ、Ⅲ段母線同時失電時，Ⅰ、Ⅱ段母線備自投裝置動作合Ⅰ、Ⅱ段母聯開關；Ⅲ、Ⅳ段備自投裝置經延時合Ⅲ、Ⅳ段母聯開關；Ⅱ、Ⅲ段母線備自投裝置閉鎖；若相應廠變后備保護動作跳閘或母聯開關保護跳閘則閉鎖與本母線相關的所有備自投裝置。此時應切除相應的備自投裝置，查明故障原因后手動恢復Ⅱ、Ⅲ段母線運行。

Ⅰ、Ⅲ段母線同時失電時，Ⅰ、Ⅱ段母線備自投裝置動作合Ⅰ、Ⅱ段母聯開關；Ⅲ、Ⅳ段備自投裝置經延時合Ⅲ、Ⅳ段母聯開關；若相應廠變后備保護動作跳閘或母聯開關保護跳閘則閉鎖與本母線相關的所有備自投裝置。此時應切除相應的備自投裝置，查明故障原因后手動恢復Ⅰ、Ⅲ段母線運行。

2.5 工作母線全部失電情況下的運行方式

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段母線同時失電時，Ⅰ、Ⅳ段母線備自投裝置經延時合Ⅰ、Ⅳ段母聯開關，Ⅱ、Ⅳ段備自投裝置經延時合Ⅱ、Ⅳ段母聯開關，Ⅲ、Ⅳ段備自投裝置經延時合Ⅲ、Ⅳ段母聯開關，即廠用電全部由備用電源帶。

2.6 廠用電全廠失電情況下的運行方式

10.5 kV廠用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段母線全部失電時，應停用各段備自投裝置，立即啟動10.5 kV柴油發電機向Ⅳ段母線供電，保證廠用緊急負荷(照明、消防、滲漏排水泵等)及機組黑啟動所需的交流電源。

3 結 語

大多數抽水蓄能電廠的廠房都分為地上和地下等幾個部分，供電區域相對分散，這也對保證廠內供電可靠性增加了難度，而廠用電的穩定可靠運行，直接影響了電站機組設備運行的可靠性，所以通常在建設初期各電廠都會對廠用電系統的結構和運行方式進行反復討論驗證，最終落實到設計施工方案中以保證廠用電系統投運后的穩定、可靠及易維護性。溧陽電站的廠用電運行方式預先總體考慮了建設期施工電源的可靠配置，保證了施工期間地下洞室群內的排水、照明及施工用電，并在投產后將施工電源納入廠用電系統作為電站的備用電源。投產后的10.5 kV母線的運行方式充分考慮了各種失電及故障情況，結合備自投裝置的應用，很大程度上保障了廠用電的供電可靠性及故障后快速恢復供電的能力。