厂用事故保安电源和不停电交流电源

厂用事故保安电源和不停电交流电源

一．保安电源概述

（一）保安电源的作用

保安电源是专为大型汽轮发电机组配置的电源系统。在发电厂的锅炉、汽机和电气设备中，都有部分设备不但在机组运行中不能停电，而且在机组停机后的相当一段时间内也不能中断供电；还有一些设备需在机组事故停机时立即从备用状态投入运行；另有部分设备例如蓄电池组的充电设备则不论机组运行与否都不能较长时间失电。也就是说，它们对保证设备安全具有非常重要的意义。因此，供电给这些设备的电源系统应比一般的厂用电系统更可靠，这就是设置保安电源系统的原因。

我们一般所说的保安电源实际上是指的交流事故保安电源系统，它包括正常运行的部分和事故备用的部分，共同组成完整的交流保安电源系统。

保安电源系统是按全厂停电（包括由系统引入的起动备用电电源也停电）时能保证需要继续运转的设备有可靠的电源供电从而保证安全停机的原则来设计的。正常机组运行时或机组虽不运行但电厂的厂用电是由系统引入的起动备用电源供电时，接在保安电源上的设备也由电厂厂用电供电运行。如果由于某种原因发生厂用电失电而造成全厂停电，保安事故备用电源应投入供电，保证接在保安段的设备继续运行。

交流保安电源供电的负荷一般是允许短时间停电的即允许短时间间断供电的，这是保安电源与不停电电源的区别。在发电厂还有一部分不允许间断供电的负荷即实际上是指电源间断时间极短不允许超过5毫秒例如计算机等负荷，短时中断供电的交流电源还不能满足这类负荷的需要，这类负荷在设计规程中简称为“0I”类负荷，应由不停电电源供电。

容量为200MW以上的火力发电机组设置有交流保安电源。

（二）交流事故保安电源的特点

保安电源系统虽然在接线上看起来与一般低压厂用电没有区别，实质上由于其供电负荷的性质决定了保安电源系统具有以下特点：

1.交流事故保安段的接线应与低压厂用电一致。

交流事故保安段（一般每台300MW机组分两段）正常情况下必须由单元机组的低压厂用电供电，它是保安段的工作电源，所以，保安段的中性点接地方式应与低压厂用电系统一致。

2.交流事故保安电源必须是独立可靠的电源。

交流事故保安电源是保安段的备用电源，当由低压厂用电来的工作电源失电时由该备用电源投入供电，所以，这个电源的运行应不受本地区电力系统运行情况的影响。它不能取自本厂内的发电机组，也不能取自与厂内机组的高压起动备用电源联系密切的电网，应具有明显的独立性，这样才能保证在全厂停电时给保安段可靠供电。

3.交流事故保安电源应具有快速投入的性能。

为了保证故障情况下的机组安全和其它设备及人身安全，停电时间越短越好。为此，在保安段的工作电源失电时，事故备用电源应快速投入，一般不应超过10秒，这是对事故保安电源的基本要求。

4.保安电源系统的接线应十分可靠。

按照规程规定，保安段除工作电源和事故备用电源外，不再设置其它备用电源。这就要求保安电源系统应具有高度的可靠性。不但一次系统接线配置要合理完善，而且其控制、连动回路也必须可靠，任何情况下不得发生拒动现象。为此在保证实现必要的功能的前提下应尽量简化电气二次接线。

（三）交流事故保安电源的负荷

保安电源系统供电的负荷为交流事故保证负荷，简称为“0Ⅲ”类负荷，（直流事故保安负荷简称为“0Ⅱ”类负荷）在设计规程中这类负荷是指在发生全厂停电时保证机炉安全停运，过后能很快起动，或为防止危及人身安全需在全厂停电时继续供电的负荷。这些负荷大都是允许短时间中断供电的低压厂用负荷，它包括旋转电机负荷和静止负荷，主要有以下设备：

1.汽轮发电机组的盘车电机和顶轴油泵，停机后仍需继续运转。

2.机组的润滑油泵和密封油泵，停机后需继续运转。

3.锅炉给水泵的润滑油泵。

4.回转式空气预热器，它在锅炉停运后的一段时间内仍需继续转动以防止设备损坏。

5.其它各种辅机的润滑油泵，例如风机、磨煤机的润滑油泵等；

6.蓄电池组的充电装置。

目前普遍都采用了硅整流充电装置，它在任何情况下不应长时间失电；当发生全厂停电事故的情况下，它应能承担装置额定容量30～50%的负荷，所以需由保安段供电。

7.事故照明设备。

过去中小容量电厂事故照明大部分都采用直流蓄电池供电，在大型电厂中，由于事故照明需供电的范围大，电源容量要求大，仅靠直流蓄电池已无法承担。所以，除一部分特别重要的事故照明仍由直流供电外，大部分机炉内及其它事故照明由保安电源供电，这样既减轻了蓄电池负担，又能保证在全厂停电时不中断照明。

8.其它与机组运行安全关系密切的设备。

例如，重要设备的通风、冷却电源，电梯电源，部分热工控制保护电源，部分电气控制电源等。这些设备有的是由双路电源供电的，其中一路电源要由保安段供电，从而提高了供电的可靠性。

（四）两种交流事故保安电源的比较

保安电源系统的主要设备之一是交流事故保安电源即保安段的备用电源，对它的要求是应具有较高的可靠性和相对的独立性。为实现此目的，目前在电厂中采用较多的是以下两种方案。一种是采用快速起动的柴油发电机组作交流事故保安电源，另一种是采用外电网电源作交流事故保安电源，它们各有不同的特点。

1.采用柴油发电机组作交流事故电源的特点

（1）.独立性强，不受电力系统运行状况的影响；

（2）.投入快，从起动到合闸供电时间一般仅10～20秒，能满足负荷失电时间短的要求；

（3）.可靠性高，可以满足长时间事故停电的供电要求。

由于柴油发电机组具有上述特点，所以是最理想的事故保安电源。因此，在火力发电厂厂用电设计规程中规定，容量在200MW以上的发电机组，宜采用快速起动的柴油发电机组作交流事故保安电源。

但柴油发电机组设备较复杂，检修维护工作量大。运行中必须加强对柴油机

及其附属辅助设备压缩空气系统、冷却水系统、燃油系统、润滑油系统以及电气起动控制系统等的维护检查，定期进行机组的起动试验。这是使用柴油发电机组时值得注意的一个特点。

2.采用外电网供电的事故保安电源的特点

（1）.全部采用电气设备组成和用电气回路来实现，没有热机设备，维护工作量小。

（2）.电气一次、二次系统接线简单，连动回路可靠。由于采用电气连动，所以负荷中断供电的时间更短，一般在保安段失电后的3-5秒内即可合闸供电。

（3）.造价较低。由于一般情况下供电线路距离不很长，相对造价比柴油发电机组低。

（4）.在一定程度上还要受电网运行方式的影响，独立性不如柴油发电机组。

由于大型发电机组把保安电源的独立性要求放在优先的地位，所以在设计规程中没有提及采用外电网电源作交流事故保安电源的方案。但由于它在一定程度上仍能起到事故保安电源的作用，所以在实践中还是有采用的。

（五）电源系统电气设备选择

1.柴油发电机组的选择

(1).根据交流事故保安电源应带负荷统计及国内现有的用于应急电源的柴油发电机组制造情况，大致推荐机组配套情况如下：

200MW机组，一机配一套250KW或二机配一套500KW柴油发电机组；

300MW机组，一机配一套500KW柴油发电机组；

600 MW机组，一机配一套800~1200KW柴油发电机组。

以上配套均满足相应机组交流事故保安电源容量的要求。

(2).柴油发电机组应是能快速起动的应急型机组。

(3).柴油发电机的容量要满足电动机自起动时母线最低电压不得低于额定电压的75%。柴油发电机组的长期允许容量应满足机组安全停机最低限度连续运行的需要，并应校核其短时过载能力（150%额定容量，15秒钟）和过载能力。

(4).柴油发电机组推荐采用废气滑轮增压型柴油机。它的加载能力为三批，分别为50%、30%、20%。由于发电厂中保安负荷的投入也是分批的，所以采用分批加载的完全可以满足要求，没有必要采用允许一次投入100%负荷的非增压型