大型火力发电厂交流事故保安电源的设置及接线方式

大型火力发电厂交流事故保安电源的设置及接线方式[摘要]本文对火力发电厂大型机组交流事故保安负荷的概念、交流事故保

安电源设置原则及方式进行介绍，阐述了交流事故保安电源宜采用柴油发电机组，并对其接线方式进行分析。同时在火力发电厂交流保安电源设计过程中，对交流保安负荷在功能、接线、特殊性等方面应注意的一些问题提出了意见。

[关键词]交流事故保安电源设置方式接线方式功能

引言

事故保安负荷即为保证机组安全停运，事故消除后能快速重新起动，或为防止危及人身安全等原因，需在全厂停电时继续供电的负荷，如果缺少事故保安负荷，将引起主要设备损坏、重要的自动控制失灵或推迟恢复供电。根据对电源的不同要求，可分为直流保安负荷、交流保安负荷、不间断供电负荷三种。

《火力发电厂设计技术规程》(DL5000—2000)第13．3．17条规定：“容量为200MW及以上的机组，应设置交流保安电源”。交流事故保安电源系统是指当电网发生事故或其他原因致使火电厂厂用电长时间停电时，提供机组安全停机所必须的交流用电系统。大型机组在电力系统中居有重要地位，它直接关系到电力系统的稳定性和可靠性．且随着机组容量的增大，主要辅机容量亦随之增大，为保证机组及重要辅机在全厂停电事故中安全停运的交流事故保安负荷的容量及数量也相应增加。因此，本文对大型火力发电厂交流事故保安电源的设置及接线方式作一初步探讨。

1．大型机组交流事故保安电源的设计原则及设置方式

1．1大型机组交流事故保安电源的设计原则：大型机组交流事故保安电源应按下述原则进行设计：(1)独立性强，即该电源与机组及其厂用系统相对独立，不受其干扰，保安电源的投入条件只限于保安母线段失电。(2)可靠性高，即电源设备和配电故障几率低，投入成功率高。(3)电能质量满足要求，即正常运行状态和负荷起动状态下的电压、频率均能满足厂用电技规的要求。(4)维护工作量小。经济效益好。即该电源投入使用后，维护工作量小，重复投资低。

1．2大型机组交流事故保安电源的设置方式：目前国内大型机组交流事故

保安电源归纳起来大致有以下二种方式：一是外接电源；二是采用专用的柴油发电机组；300MW及以上机组(包括引进机组)基本采用专用柴油发电机组这种保安电源形式。(1)外接电源引线方式及可靠性分析：外接电源，即利用外部电源作为保安电源。如扩建电厂由老厂厂用电引接电源。扩建电厂由老厂厂用电引接电源作为机组交流事故保安电源的方式较多，如甘肃平凉电厂300MW机组，江苏谏壁电厂300MW机组等。采取这种保安电源形式主要取决于新老厂之间的距离和供电可靠性(一般情况新老厂距离不超过10公里时可采用)，其设置简单，花钱不多，施工简便，维护管理工作量小，电厂机组台数多，可靠性比较高，多数能在事故停机时起到保安作用。这种引接方式的最大缺点就是，由于某种原因引发新、老厂同时停电事故时，后果将不堪设想。(2)专用柴油发电机组及其可靠性分析：《火力发电厂设计技术规程》(DL5000—2000)第13．3．17条规定：“交流保安电源宜采用快速起动的柴油发电机组”。专用柴油发电机组是电厂中应用最为广泛的一种交流保安电源方式。国内已投运或正在安装及正在设计中的300MW及以上机组的交流保安电源基本均为这种方式。如；合山电厂改扩建2×300MW机组，北海电厂一期2×300MW机组，贵港电厂一期2×600MW机组，钦州燃煤电厂工程2×600MW机组等；这种保安电源设置方式的最大优点就是它运行不受外界电网干扰，独立性强，不管何种原因引起的停机事故，它都能起到保证机组安全停机的作用。供电可靠性高，且柴油发电机组容量等级多，可随需要选用，与外接电源建造一条线路相比可靠性高，投资亦比较省。它的主要缺点就是，平时维护工作量较大。

2．大型机组交流事故保安电源的接线方式分析

据以上介绍，国内已投运或正在安装及正在设计中的300MW及以上机组的交流保安电源基本上均采用专用柴油发电机组作为保安电源，因此，本文所讨论的保安电源接线均指以专用柴油发电机组作为保安电源的接线方式。

2．1交流事故保安电源接线的基本原则：(1)专用柴油发电机组与汽轮发电机组成对应性配置。(2)交流保安电源的电压及中性点接地方式应与低压厂用系统取得一致。一般每台机组设置一段事故保安母线，单母线接线。当事故负荷中具有一台以上的互为备用的Ⅰ类电动机时，保安母线应采用与低压厂用工作母线相应的接线方式。每台机组的交流事故保安负荷应由本机组的保安母线段集中供电。(3)交流事故保安母线段除了由柴油发电机组取得保安电源外，还需由厂用电取得正常工作电源，以满足机组正常运行情况下需要运行的保安负荷的供电要求。

2．2保安电源的基本接线方式：保安电源的接线方式一般采用一台机组配置一套柴油发电机组的接线方式。这种接线方式单元性强，可靠性高，适用于300MW及以上机组。由于保安母线段的设置段数不同，可有以下几种不同的接线方式。(1)每台机组设置一段保安母线，下设汽机、锅炉、脱硫等事故负荷分

屏。此种接线为：专用柴油发电机组接至保安母线段．而汽机、锅炉、脱硫等事故分屏的正常工作电源分别引自不同的单元低压厂用工作变压器。正常工作时，各事故分屏分别经不同的单元厂用变由厂用工作电源供电，当任一事故分屏失电时，经延时确认快速起动柴油发电机组，当柴油发电机组起动成功并具备投负荷条件时，经延时确认后断开该保安负荷分屏的工作电源进线开关，自动投入柴油发电机组出口开关，然后投入该保安负荷分屏备用电源进线开关，恢复对保安负荷的继续供电。这种接线方式由于各保安负荷分屏均设有正常工作电源。当任一保安负荷分屏失电时，可由保安母线段对其供电。提高了对保安负荷供电的可靠性。当发生单元机组停电或全厂停电事故时，由于保安负荷按汽机、锅炉脱硫等分接于各负荷分屏，在柴油发电机组供电过程中，若某一负荷分屏中某一负荷回路故障，该回路开关拒动时，可由该事故保安负荷分屏的进线电源开关动作切除故障回路，而不会影响其它保安负荷分屏供电的可靠性。f21每台机组设置一段保安母线，保安负荷直接接于保安母线段上。此种接线为：保安母线段上设有正常工作电源及备用电源；工作电源及备用电源均引自不同段厂用工作母线，柴油发电机组作为厂用电失电后的保安电源。保安负荷直接接于保安母线段上。这种保安电源接线方式清晰、简单、一目了然。当保安母线段工作电源失电，备用电源亦失电，或工作电源失电，备用电源自投失败时，将快速起动柴油发电机组，柴油发电机组起动成功具备带负荷条件时，经延时确认断开工作电源或备用电源开关，投入柴油发电机组出口开关，恢复对保安母线段的供电，保安负荷则根据工艺联锁要求自动投入保证了对保安负荷的可靠供电。保安负荷的投入时间完全取决于机组的工艺联锁要求，使保安负荷的投入时间更合理，更能满足机组的工艺联锁要求，更符合保安负荷的实际运行工况。这种保安电源接线方式清晰、简单、所用元件少、单元性强、可靠性高，操作方便，控制简单。在柴油发电机组质量和性能满足要求的情况下，应优先选用此种接线方式。(3)每台机组设置两段保安母线，保安负荷按台数均匀接至两段保安母线上。此种接线为：保安母线段上设有正常工作电源及备用电源；工作电源及备用电源均引自不同段厂用工作母线，厂用工作母线电源引自不同的低压厂变，柴油发电机组作为厂用电失电后的保安电源。当任一保安母线段(保安MCC)失电，都将快速起动柴油发电机组，以保证对该保安母线段(保安MCC)的供电，当两保妥母线段(保安MCC)均失电即单元厂用电失电或全厂厂用电失电而导致单元机组或两机组同时事故停机时，柴油发电机组将快速自起动，当柴油机组起动成功具备带负荷条件时，两保安母线段同时投入，保安负荷按各自的工艺连锁要求自动投入，非重要的保安负荷或允许较长时间中断供电的保安负荷可考虑延时自动投入或手动投入以保证需瞬时投入的交流事故保安负荷的供电可靠性。这种保安电源接线方式主要在于该接线为与厂用工作母线相对应，而将保安母线分为两段设置，该接线的主要优点在于：保安母线段与单元厂用工作母线呈对应设置，单元性强，任一保安母线段上的任一负荷回路故障，而该回路保护设备拒动的情况下，则由该保安母线段进线开关动作切除故障，而不会影响另一段保安母线的供电；且负荷均匀接至两保安母线段上，即使跳掉一段保安母线，还有一半保安负荷继续工作，对互为备用的保安负荷将不会受到影响。其主要缺点即所用元件多，二次控制连锁回路较复杂，初投资略高。

结论综上所述，我国现阶段作为大中型火力发电厂交流事故保安电源的接线方式各有利弊，其适应范围也各有不同。应根据工程的实际情况，因地制宜，