提高1000MW机组保安系统可靠性的新方案

2015-06-05李庆昌王佳梓

综合智慧能源 2015年4期

关键词：单台联络停机

李庆昌，王佳梓

（华电莱州发电有限公司，山东莱州 261441）

提高1000MW机组保安系统可靠性的新方案

李庆昌，王佳梓

（华电莱州发电有限公司，山东莱州 261441）

电厂400V保安系统担负着机组事故情况下为汽轮机、小机油系统油泵等重要负荷供电的关键任务，一旦保安系统中的柴油机组启动失败造成400V保安系统危急时刻无法供电，很可能造成重大事故和巨大损失。基于设计院对1000MW火电机组保安系统的常规设计，提出了一种新方案，可有效提高400V保安系统供电的可靠性。

1000MW机组；保安系统；柴油机组；电气联络；运行方式；检修

1 问题的提出

电厂400V保安系统担负着机组事故情况下为汽轮机、小机油系统油泵供电的任务。近年的火电机组保安系统，一般设计均取消了外来市电，将保安系统正常电源取自厂用400V系统、事故电源取自1台柴油机组［1］，这要求本机组的柴油机始终处于良好备用状态，要求极高，若在400V保安系统正常电源失去的危急时刻，柴油机组因故启动失败，安全风险极大。本文以华电莱州发电有限公司一期2× 1000MW工程400V保安系统为例，提出在＃1，＃2机组保安PC之间增设联络开关的新方案。

2 保安PC间增加联络开关回路的方案

未增设电气联络开关回路的＃1，＃2机组保安系统如图1所示（不包括虚线框内部分），增设的电气联络开关回路如图1中虚线框内部分所示。

由于单台柴油机组的容量是按照为单台发电机组所有保安负荷供电设计的，并不满足同时为2台发电机组所有保安负荷供电的要求，故该方案定位于解决“在＃1或＃2柴油机组无法正常启动（如突发故障或者处于检修状态）时，另一台柴油机组及时启动代替故障柴油机组提供保安电源，确保事故情况下单台或2台主机安全停机”的问题。这个思路隐含了一个问题，即可能发生2台主机同时停机、而仅1台柴油机组可用的情况。事实上，发电机组事故停机时，其保安负荷并非全部运行，而是仅运行一部分关键负荷，这就为问题的解决提供了机会，但需要核定1台柴油机组的容量是否足以承担2台主机安全停机所需的保安负荷（2台主机停机的同时2台柴油机组均不能投用的极端情况属于小概率事件，本文不予讨论）。

图1＃1，＃2机组保安系统

2.1 2台主机安全停机所需保安负荷计算

保安电源切至柴油机供电后，重启动负荷见表1，保障安全停机所需的其他负荷见表2。由表1、表2可知，单台机组安全停机所需的保安负荷为365.6 kW，644A；2台机组安全停机所需的保安负荷量为

731.2 kW，1288A。

2.2 联络开关回路的选择及方案实施

2.2.1 联络开关回路的选择

（1）联络电缆和联络开关的选取。根据负荷情

表1 重启动负荷

表2 保障安全停机所需的其他负荷

况，流经联络电缆和联络开关的最大正常负荷电流为644A，故联络电缆可选取4×（3×185+1×95），联络开关选取MT16N2-1600A。

（2）安全校核。出现2台主机需要安全停机且安全停机保安负荷由单台柴油机提供时，校核单台柴油机及其出线开关和出线电缆容量是否足够。

2台机组需安全停机时，可能出现的最大负荷为731.2 kW，1 288 A。设计的单台柴油机功率为1600 kW、出线开关为MT32H1-3200A、出线电缆为15×（3×185+1×95），故单台柴油机及其出线开关、出线电缆均满足2台机组事故情况下安全停运所需的保安负荷。

2.2.2 电气一次工作

在＃1机组保安PC备用开关 A（MT16N2-1600A）、＃2机组保安PC备用开关B（MT16 N2-1600A）之间敷设联络电缆（ZC-YJV22 0.6／1 kV 3×185+1×95，4根），利用两端备用开关及联络电缆将＃1和＃2机组保安PC段联络起来。正常运行中，＃2机组保安PC备用开关B处于工作合位，＃1机组保安PC备用开关A处于试验分位，以该开关的合分来控制＃1和＃2机组保安PC之间的联络通断。

2.2.3 电气二次及远控工作

（1）增加＃1机组保安PC备用开关A和＃2机组保安PC备用开关B的远控合跳指令，并将开关状态信号和位置信号送至分散控制系统（DCS），实现两开关的远方操作及监视。

（2）分别在＃1和＃2柴油机并网柜上增设选择开关，使＃1汽轮机保安和锅炉保安ACTS（ASCO闭路式自动转换开关）发至＃1柴油机并网柜，用于启动＃1柴油机的信号可经＃1并网柜选择开关切换转送至＃2柴油机并网柜用于启动＃2柴油机，反之亦然。

（3）＃1机组保安PC备用开关A、＃2机组保安PC备用开关B的保护定值重新复核整定。

2.3 新系统的运行方式

2.3.1 事故情况运行方式

以＃1机组保安A，B段失电为例，如＃1柴油机启动失败，则运行人员可首先拉开B1-1，断开＃1柴油机与＃1机组保安PC的连接，然后手动启动＃2柴油机，并合上＃1机组保安PC备用开关A（＃1，＃2机组保安PC联络开关），由＃2柴油机带＃1机组保安负荷，如在此过程中＃2机组保安负荷亦失去正常电源，＃2柴油机可同时带＃1和＃2机组保安负荷。采用该方式，＃1和＃2柴油机可实现单台事故情况下的相互备用。前两步操作之所以采用运行人员手动操作方式，是为了避免＃1，＃2柴油机组同时启动，由保安联络电气合环造成非同期事故。

2.3.2 检修情况运行方式

以＃1柴油机检修时为例，运行人员可将＃1柴油机并网柜转换开关切至＃2柴油机侧，将＃1机组保安和锅炉保安ACTS发出的启动指令由启动＃1柴油机改为启动＃2柴油机，＃2柴油机通过＃1，＃2机组保安PC之间的联络开关回路向＃1机保安负荷供电。采用该方式，＃1和＃2柴油机可实现单台检修停运情况下的相互备用。

2.4 实验情况

经华电莱州发电有限公司对上述事故情况、检修情况进行分别模拟，新系统对包括事故工况等工况响应正确，完全满足要求。