李慶昌，王佳梓

（華電萊州發(fā)電有限公司，山東 萊州 261441）

提高1000MW機(jī)組保安系統(tǒng)可靠性的新方案

李慶昌，王佳梓

（華電萊州發(fā)電有限公司，山東 萊州 261441）

電廠400V保安系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著機(jī)組事故情況下為汽輪機(jī)、小機(jī)油系統(tǒng)油泵等重要負(fù)荷供電的關(guān)鍵任務(wù)，一旦保安系統(tǒng)中的柴油機(jī)組啟動(dòng)失敗造成400V保安系統(tǒng)危急時(shí)刻無(wú)法供電，很可能造成重大事故和巨大損失?；谠O(shè)計(jì)院對(duì)1000MW火電機(jī)組保安系統(tǒng)的常規(guī)設(shè)計(jì)，提出了一種新方案，可有效提高400V保安系統(tǒng)供電的可靠性。

1000MW機(jī)組；保安系統(tǒng)；柴油機(jī)組；電氣聯(lián)絡(luò)；運(yùn)行方式；檢修

1 問(wèn)題的提出

電廠400V保安系統(tǒng)擔(dān)負(fù)著機(jī)組事故情況下為汽輪機(jī)、小機(jī)油系統(tǒng)油泵供電的任務(wù)。近年的火電機(jī)組保安系統(tǒng)，一般設(shè)計(jì)均取消了外來(lái)市電，將保安系統(tǒng)正常電源取自廠用400V系統(tǒng)、事故電源取自1臺(tái)柴油機(jī)組［1］，這要求本機(jī)組的柴油機(jī)始終處于良好備用狀態(tài)，要求極高，若在400V保安系統(tǒng)正常電源失去的危急時(shí)刻，柴油機(jī)組因故啟動(dòng)失敗，安全風(fēng)險(xiǎn)極大。本文以華電萊州發(fā)電有限公司一期2× 1000MW工程400V保安系統(tǒng)為例，提出在＃1，＃2機(jī)組保安PC之間增設(shè)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的新方案。

2 保安PC間增加聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)回路的方案

未增設(shè)電氣聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)回路的＃1，＃2機(jī)組保安系統(tǒng)如圖1所示（不包括虛線框內(nèi)部分），增設(shè)的電氣聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)回路如圖1中虛線框內(nèi)部分所示。

由于單臺(tái)柴油機(jī)組的容量是按照為單臺(tái)發(fā)電機(jī)組所有保安負(fù)荷供電設(shè)計(jì)的，并不滿足同時(shí)為2臺(tái)發(fā)電機(jī)組所有保安負(fù)荷供電的要求，故該方案定位于解決“在＃1或＃2柴油機(jī)組無(wú)法正常啟動(dòng)（如突發(fā)故障或者處于檢修狀態(tài)）時(shí)，另一臺(tái)柴油機(jī)組及時(shí)啟動(dòng)代替故障柴油機(jī)組提供保安電源，確保事故情況下單臺(tái)或2臺(tái)主機(jī)安全停機(jī)”的問(wèn)題。這個(gè)思路隱含了一個(gè)問(wèn)題，即可能發(fā)生2臺(tái)主機(jī)同時(shí)停機(jī)、而僅1臺(tái)柴油機(jī)組可用的情況。事實(shí)上，發(fā)電機(jī)組事故停機(jī)時(shí)，其保安負(fù)荷并非全部運(yùn)行，而是僅運(yùn)行一部分關(guān)鍵負(fù)荷，這就為問(wèn)題的解決提供了機(jī)會(huì)，但需要核定1臺(tái)柴油機(jī)組的容量是否足以承擔(dān)2臺(tái)主機(jī)安全停機(jī)所需的保安負(fù)荷（2臺(tái)主機(jī)停機(jī)的同時(shí)2臺(tái)柴油機(jī)組均不能投用的極端情況屬于小概率事件，本文不予討論）。

圖1＃1，＃2機(jī)組保安系統(tǒng)

2.1 2臺(tái)主機(jī)安全停機(jī)所需保安負(fù)荷計(jì)算

保安電源切至柴油機(jī)供電后，重啟動(dòng)負(fù)荷見(jiàn)表1，保障安全停機(jī)所需的其他負(fù)荷見(jiàn)表2。由表1、表2可知，單臺(tái)機(jī)組安全停機(jī)所需的保安負(fù)荷為365.6 kW，644A；2臺(tái)機(jī)組安全停機(jī)所需的保安負(fù)荷量為

731.2 kW，1288A。

2.2 聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)回路的選擇及方案實(shí)施

2.2.1 聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)回路的選擇

（1）聯(lián)絡(luò)電纜和聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的選取。根據(jù)負(fù)荷情

表1 重啟動(dòng)負(fù)荷

表2 保障安全停機(jī)所需的其他負(fù)荷

況，流經(jīng)聯(lián)絡(luò)電纜和聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的最大正常負(fù)荷電流為644A，故聯(lián)絡(luò)電纜可選取4×（3×185+1×95），聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)選取MT16N2-1600A。

（2）安全校核。出現(xiàn)2臺(tái)主機(jī)需要安全停機(jī)且安全停機(jī)保安負(fù)荷由單臺(tái)柴油機(jī)提供時(shí)，校核單臺(tái)柴油機(jī)及其出線開(kāi)關(guān)和出線電纜容量是否足夠。

2臺(tái)機(jī)組需安全停機(jī)時(shí)，可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷為731.2 kW，1 288 A。設(shè)計(jì)的單臺(tái)柴油機(jī)功率為1600 kW、出線開(kāi)關(guān)為MT32H1-3200A、出線電纜為15×（3×185+1×95），故單臺(tái)柴油機(jī)及其出線開(kāi)關(guān)、出線電纜均滿足2臺(tái)機(jī)組事故情況下安全停運(yùn)所需的保安負(fù)荷。

2.2.2 電氣一次工作

在＃1機(jī)組保安PC備用開(kāi)關(guān) A（MT16N2-1600A）、＃2機(jī)組保安PC備用開(kāi)關(guān)B（MT16 N2-1600A）之間敷設(shè)聯(lián)絡(luò)電纜（ZC-YJV22 0.6／1 kV 3×185+1×95，4根），利用兩端備用開(kāi)關(guān)及聯(lián)絡(luò)電纜將＃1和＃2機(jī)組保安PC段聯(lián)絡(luò)起來(lái)。正常運(yùn)行中，＃2機(jī)組保安PC備用開(kāi)關(guān)B處于工作合位，＃1機(jī)組保安PC備用開(kāi)關(guān)A處于試驗(yàn)分位，以該開(kāi)關(guān)的合分來(lái)控制＃1和＃2機(jī)組保安PC之間的聯(lián)絡(luò)通斷。

2.2.3 電氣二次及遠(yuǎn)控工作

（1）增加＃1機(jī)組保安PC備用開(kāi)關(guān)A和＃2機(jī)組保安PC備用開(kāi)關(guān)B的遠(yuǎn)控合跳指令，并將開(kāi)關(guān)狀態(tài)信號(hào)和位置信號(hào)送至分散控制系統(tǒng)（DCS），實(shí)現(xiàn)兩開(kāi)關(guān)的遠(yuǎn)方操作及監(jiān)視。

（2）分別在＃1和＃2柴油機(jī)并網(wǎng)柜上增設(shè)選擇開(kāi)關(guān)，使＃1汽輪機(jī)保安和鍋爐保安ACTS（ASCO閉路式自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)）發(fā)至＃1柴油機(jī)并網(wǎng)柜，用于啟動(dòng)＃1柴油機(jī)的信號(hào)可經(jīng)＃1并網(wǎng)柜選擇開(kāi)關(guān)切換轉(zhuǎn)送至＃2柴油機(jī)并網(wǎng)柜用于啟動(dòng)＃2柴油機(jī)，反之亦然。

（3）＃1機(jī)組保安PC備用開(kāi)關(guān)A、＃2機(jī)組保安PC備用開(kāi)關(guān)B的保護(hù)定值重新復(fù)核整定。

2.3 新系統(tǒng)的運(yùn)行方式

2.3.1 事故情況運(yùn)行方式

以＃1機(jī)組保安A，B段失電為例，如＃1柴油機(jī)啟動(dòng)失敗，則運(yùn)行人員可首先拉開(kāi)B1-1，斷開(kāi)＃1柴油機(jī)與＃1機(jī)組保安PC的連接，然后手動(dòng)啟動(dòng)＃2柴油機(jī)，并合上＃1機(jī)組保安PC備用開(kāi)關(guān)A（＃1，＃2機(jī)組保安PC聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)），由＃2柴油機(jī)帶＃1機(jī)組保安負(fù)荷，如在此過(guò)程中＃2機(jī)組保安負(fù)荷亦失去正常電源，＃2柴油機(jī)可同時(shí)帶＃1和＃2機(jī)組保安負(fù)荷。采用該方式，＃1和＃2柴油機(jī)可實(shí)現(xiàn)單臺(tái)事故情況下的相互備用。前兩步操作之所以采用運(yùn)行人員手動(dòng)操作方式，是為了避免＃1，＃2柴油機(jī)組同時(shí)啟動(dòng)，由保安聯(lián)絡(luò)電氣合環(huán)造成非同期事故。

2.3.2 檢修情況運(yùn)行方式

以＃1柴油機(jī)檢修時(shí)為例，運(yùn)行人員可將＃1柴油機(jī)并網(wǎng)柜轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)切至＃2柴油機(jī)側(cè)，將＃1機(jī)組保安和鍋爐保安ACTS發(fā)出的啟動(dòng)指令由啟動(dòng)＃1柴油機(jī)改為啟動(dòng)＃2柴油機(jī)，＃2柴油機(jī)通過(guò)＃1，＃2機(jī)組保安PC之間的聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)回路向＃1機(jī)保安負(fù)荷供電。采用該方式，＃1和＃2柴油機(jī)可實(shí)現(xiàn)單臺(tái)檢修停運(yùn)情況下的相互備用。

2.4 實(shí)驗(yàn)情況

經(jīng)華電萊州發(fā)電有限公司對(duì)上述事故情況、檢修情況進(jìn)行分別模擬，新系統(tǒng)對(duì)包括事故工況等工況響應(yīng)正確，完全滿足要求。

3 結(jié)論

本文提出的在＃1，＃2機(jī)組保安PC之間增設(shè)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)回路增強(qiáng)＃1，＃2機(jī)組保安系統(tǒng)可靠性的方案，可在不改變柴油機(jī)原有設(shè)計(jì)容量的情況下，有效提升主機(jī)事故停機(jī)時(shí)2臺(tái)機(jī)組保安系統(tǒng)整體的供電可靠性，有利于柴油機(jī)組檢修情況下的運(yùn)行方式安排和提高保安系統(tǒng)安全性。

［1］DL／T 5153—2002火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定［S］.

（本文責(zé)編：白銀雷）

TM 621.7+1

：B

：1674-1951（2015）04-0014-02

李慶昌（1981—），男，山東淄博人，工程師，工學(xué)碩士，從事電廠電氣專業(yè)技術(shù)管理方面的工作（E-mail：15153577733＠163.com）。

2014-08-28；

2015-01-21