发电厂用电电气的二次优化设计

【摘 要】近几年来我国用电需求量越来越大,我国发电厂发电机以及变压器电机容量不断增大,在火电厂用电设备中,设计与使用维护等都存在造价昂贵的情况,而且与发电厂电力系统的正常运行直接相关,发电厂用电电气二次优化设计直接关系到发电厂设备的可靠运行,本文主要分析发电厂用电电气的二次优化设计,希望能为相关人员带来一些帮助.

【关 键 词】发电厂用电电气,二次优化,高压电动机

在发电厂的运行中,发电厂用电一次和二次系统直接关系到电厂的安全运行,因此用电电气的二次优化设计有着非常现实的意义,本文在分析用电二次常规设计的基础上,探讨发现场用电电气的二次优化设计,提高发电厂运行的稳定性和安全性.

1.发电厂用电电气二次设计特点

受到我国用电量需求的变化,我国电力系统规模不断增大,因此发电厂中的大容量发电机组也是逐渐增多,电力设备设计厂电二次回路有非常重要的意义.在发电厂用电二次设计过程中,主要有以下几个特点.在发电厂的二次设计中需要根据常用设备的运行状况来设计以及保护设备,提高可靠性以及选择性等.发电厂二次设计中需要在充分考虑到电厂规划的基础上,还需要充分考虑到电厂运行的活动,在进行设计工作中,需要优化选用更加成熟的技术.发电厂的常用设备种类繁多,不同设备的保护原理不太一样,因此在使用中就存在较大的困难,另外同样规模的机组,电气的接线形式多种多样,因此需要不断设计出现新的优化设计方案.

2.发电厂用电电气常规二次设计

在发电厂用电电气的常规设计中,一般高压侧是连接在发电机出口,保护装置主要集中放置在主控制室,因此在这里不讨论用电工作母线进线开关的保护.当前在电厂设计中,用电系统的开关分布在微机保护装置中,发电厂用电负荷主要在低压厂变电器.在设计保护中,需要设计纵联差动保护、过电流保护以及过负荷保护等.在发电厂的设计中,微机保护已经非常普及,微机保护装置还具有了网络通信以及测控功能.发电厂用电系统电力机数量非常多,不可能每一台设备都采用二次接线,因此需要对电动机负荷特点进行分类.在分类中确定电动机的控制类型,依照电流保护设置确定电动机的保护类型,依照低电压保护原则,确定电动机的具体保护类型.发电厂用电快切二次设计在正常情况下,能够实现工作电源与备用电源的双向切换,在切换不成功的情况下能够进入到判别切换.

3.二次设计存在的问题

发电厂用电电气二次设计主要存在以下几方面的问题.首先受到多方面因素的影响,如厂家装置所提供的端子定义与设计院所提供的图纸存在出入等,导致二次保护回路与一次设备参数无法对应起来,现场节点以及保护调试等工作中存在很多的问题.

常规此二次设计中存在增加或者减少连锁跳闸回路的情况,在保护设计中,经常遇到短线路保护问题,不同人的设计不同产生问题.在设计中回来设计过于复杂化,增加了中间继电器的数量.发电厂用电系统的从微机保护装置核心理论都是一致的,但是在现实中不同即使是一个公司,产品也可能不同,若是在设计中出现更换保护装置的情况,就会导致设计图纸出现很大的变动.电气设备与热控专业交叉中,要求信号具有很高的可靠性,但是在实际的应用中,尤其是一些新型电厂,这方面做得不是很好.当前发电厂的发展逐渐向着集成化发展,电气设备在设计中仅需要提供电源,但是由于时间很紧,资料图纸等到的时间较晚,在设计中就出现了电气设备遗漏的问题,增加工作量.

4.发电厂用电电气二次优化设计

针对以上发电厂用电电气二次设计现状,从以下几方面进行优化设计.

4.1电压等级的选定,启动/备用的设计

在高压厂电压等级的选择中需要综合考虑母线电压水平,根据实际情况选择,若是采用的是空冷机组,就需要电动调速给水泵方案,600MW机组厂用电电压可以根据实际情况采用6kV、10kV、3kV.若是采用10kV一级电压,可设置1台分裂厂高变.为进一步的提高电气厂用电系统的可靠性,可以讲变压器台数扩大到三卷或者分裂变压器,构成第二次可靠电源.在本电厂用电电气的二次优化设计中,出于经济考虑,经过计算确定采用两台机组共用一台启动/备用变压器方案,变压器器的低压侧接到公用段.在设计过程中高压长变压器所接的符合主要是共用部分以及机组负荷.启动备用变压器作为备用电源,这种接线方式能够提高可靠性,也极大地节约了成本.

4.2电厂主接线的连接

在本发电厂中采用的是超临界燃煤空冷汽轮发电机组,在确定用电电压等级的基础上,启动备用电源,降低电压.发电厂各机组就设置三段10kV配电母线,根据厂用电负荷统计计算,选用一次设备高压厂变压器参数分别电压器额定容量为70/42-42MVA,阻抗参数为高/低1+低2,电压比参数为20±2×2.5%/10.5-10.5kV.高压厂公用变压器分裂变压器额定容量参数为70/42-42MVA,电压比参数为20±2×2.5%/10.5-10.5kV,阻抗参数为10.5%.启动/备用变压器主要参数包括分裂变压器参数为额定容量参数为70/42-42MVA,电压比参数为230±8×2.5%/10.5-10.5kV,阻抗参数为10.5%.

4.3高压厂中性点接地方式

先计算容量最大的变压器所提供的单向接地电容电流,在本发电厂中电缆型号为ZRC-YJY-8.7/10,截面积为3×185mm2,长度为1km,电容C1等于3.14μF,C等于C1×1.25等于3.93μF,Ic等于21.38A,式中Ic代表单向接地电容电流,C代表厂用系统每相对地电容.单向接地电容若是过大,就会导致电动机的运行出现安全隐患,因此需要采用中性点经电阻接地方式优化设计.目前中性点经电阻接地采用的电阻值不太大,根据我发电厂的计算,采用的是中性点经中电阻接地方式.高压厂单相电容电流达到了21.38A,因此单相接地保护易发生跳闸,接地故障电流设定为200A,计算得到接地电阻为30.31Ω.发电厂二次负荷为10VA,准确级为10P10,这种中性点接地方式能够减少供电网络受到的影响,接地简单.

4.4电流互感器参数的选择

保护用电流互感器组设计中按照保证保护装置正确动作的原则,解决短路电流大,互感器参数不适应的问题.针对常规二次设计出现的问题,在设计图纸中,需要加强与一次专业的交流,优化设计依照一次回路的变化而发生变化,依照负荷容量调整二次回路.在设计中加强配合,避免不同卷册图纸造成的差异,保证重要回路设计的安全可靠性,减少施工人员的工作量.在二次回路设计中需要保证保护功能的实现.

5.结束语

综上所述,本文先简单分析了发电厂用电电气二次设计的特点、常规二次设计以及存在的问题,重点研究发电厂用电电气二次优化设计.随着我国电厂控制自动化水平的不断提高,电气设备将会的更加广泛的使用,在以后的设计中还需要不断提高电气设备的自动化水平,这些还需要更多的人去努力研究.