火力发电厂汽机部分毕业论文

沙角C电厂厂用电结线分析1 方案选择沙角C电厂(简称沙角C厂)有3台660MW机组，每台机组发出的电能都是经各自的主变压器升压至500kV，由500kV变电站进入广东省主网。发电机机端电压为19kV，主变压器为Yo/△接线，每台机有2台容量各为44MVA的△/Yo接线高压厂用工作变压器，2台高压厂用工作变压器各带一10kV机组段。全厂设1台容量为44MVA的高压厂用备用变压器及设高压厂用公用段10kV两段。厂用电接线如图1所示。对于这样一种结线，在工程谈判阶段业主和设计院曾就电厂的厂用电结线作了两个方案比较。方案一：全厂设高压厂用起动/备用变压器，而不设发电机开关；方案二：每台机装设发电机开关，而全厂只设1台容量较小的高压厂用备用变压器。方案二的优点是：a)机组正常起、停不需切换厂用电，只需操作发电机开关，厂用电可靠性高。b)机组在发生发电机开关以内故障时(如发电机、汽机、锅炉故障)，只需跳开发电机开关，厂用电源不会消失，也不需切换，提高了厂用电的可靠性，同时减轻了操作人员的工作量和紧张度。这一点在沙角C厂的调试过程中，表现非常突出。同时对于国内大型机组采用一机只配一主操作员和一副操作员的值班方式非常有益。c)对保护主变压器、高压厂用工作变压器有利。对于主变压器、高压厂用工作变压器发生内部故障时，由于发电机励磁电流衰减需要一定时间，在发电机-变压器组保护动作切除主变压器高压侧断路器后，发电机在励磁电流衰减阶段仍向故障点供电，而装设发电机开关后由于能快速切开发电机开关，而使主变压器受到更好的保护，这一点对于大型机组非常有利。d)发电机开关以内故障只需跳开发电机开关，不需跳主变压器高压侧500kV开关，对系统的电网结构影响较小，对电网有利。方案一无上述优点。对于方案二，当时我们主要担心发电机开关价格昂贵，增加工程投资，以及发电机开关质量不可靠，增加故障机会。对于工程投资的比较是如果不装设发电机开关，按目前国内大型火力发电厂设计规程要求的2台600MW机组需配2台高压厂用起动／备用变压器的原则，沙角C厂则要配4台较大容量起动／备用变压器，且由于条件所限，起动／备用变压器的电源只能从沙角A厂220kV系统引接。因而，方案一需增加220kVGIS间隔4个，220kV电缆4根，220kV级的较大容量起动／备用变压器4台；方案二需增加33kV电缆1根，33kV级的较小备用变压器1台，发电机开关3台。方案一的投资可能超过方案二。对发电机开关质量问题，经调查了解，当时GEC-ALSTHOM公司法国里昂开关厂生产的空气断路器，额定电流，额定开断电流180kA，这种断路器已供应美国、法国许多大型核电站使用，运行良好。因此，我们最终选择了方案二，并选用了GEC-ALSTHOM公司的PKG2C空气断路器。目前这种断路器经在沙角C厂多年的运行，上百次的动作，证明其性能良好。沙角C厂发电机开关的主要技术参数：型号灭弧介质额定电流额定电压额定频率额定对称开断电流额定不对称开断电流额定短路关合电流额定短时承受电流对地工频耐压雷电冲击耐压峰值额定开断时间额定负载下操作顺序正常操作压力最低操作压力 PKG2C压缩空气—30min— 设计原则 高压厂用工作变压器的容量设计GEC-ALSTHOM公司对高压厂用工作变压器容量的设计原则为：a)带单机负荷的一半，加1台电动给水泵再加公用厂用负荷的一半；b)提供单机辅助负荷一半，再加2台电动给水泵。 备用变压器容量设计备用变压器的容量选择同高压厂用工作变压器容量。 10kV厂用电系统运行方式的设计由于受备用变压器容量所限，备用变压器在同一时间内只能带1段10kV公用段及1段10kV机组段，因此要求在正常情况下公用段尽量由某2台正常运行机组的高压厂用工作变压器各带1段。同时为防止不同机组的10kV段ü��枚尾⒘校�诟骰�榛�槎沃凉�枚蔚牧�缈�厣嫌械缙�账�?br> 10kV厂用电源事故切换10kV厂用电源事故切换采用自动慢切换，当正在向1段10kV公用段供电的10kV机组段由电压继电器判断为失压，且保护是反应非10kV母线段上故障时，在确认10kV机组段进线开关已跳开后，将会起动自动慢切换，经5s延时，将备用变压器低压侧10kV开关合上，从而恢复该机组段和原由它供电的公用段的供电。当保护是反应10kV母线段上故障时，则不起动自动慢切换。自动慢切换是采用传统的中间继电器和时间继电器通过硬接线来实现的。虽然备用变压器下接10kV公用段A和10kV公用段B，但由于备用变压器容量有限，在同一时间内备用变压器只能带1段公用段，从备用变压器来的10kV公用段A进线开关和10kV公用段B进线开关之间有电气闭锁，防止2个开关同时合上。同样，虽然各机组的10kV机组段各段与相应的10kV公用段各段都有联络断路器连接，但为防止正常情况下不同机组的10kV机组段通过10kV公用段并列，相互之间设有闭锁，防止同一时间2台机的10kV机组段向同一10kV公用段供电。正常情况下，厂用电源的手动切换及由备用变压器供电转为正常供电时厂用电的短时并列供电，要通过手动经同期装置进行，并经200ms延时自动跳开另一开关。由上可知，由于备用变压器受容量及上述运行方式的限制，在事故情况下只能向1段公用段及当时向该公用段供电的机组段供电，因而事故情况下后备电源只能保证机组50%的负荷。而且，如果当时该机组段未带1段公用段，则后备电源将不能向机组提供厂用电源。如果该机组又失去全部厂用电，则需要靠柴油机组来保障机组的安全。因此，该种接线对柴油机组要求较高，而目前沙角C厂使用的柴油机组质量较好，经受了很多次起动的考验。由上可见，备用变压器主要是作为全厂的1个由系统来供电的用于机组停机或停机后的安全电源，且对其中的1台机组起不到提供后备电源的作用。3 厂用电系统电压等级及切换 厂用电系统电压等级目前沙角C厂厂用电有3个电压等级：10kV电压，3kV电压，380V电压。其中10kV系统、3kV系统为中阻接地，380V系统为不接地系统。380V的照明用电和其他需要中性点接地的380V／220V系统，采用△／Yo的变压器来产生。 各级电压的切换10kV系统如前所述有电源自动慢速切换。3kV系统机组2段之间、3kV系统公用2段之间有联络开关，联络开关之间不带同期和自动切换。当需要切换电源时只能通过手动切换。380V系统机组锅炉、汽机、除尘各有2段，公用段也有2段，2段之间有联络开关，联络开关之间不带同期和自动切换。当需要切换电源时只能通过手动切换。4 开关设备型式10kV系统开关全部采用真空开关，型号HWX。3kV系统的进线开关采用真空开关，馈线采用F-C回路，型号HMC1172。380V系统的进线开关采用空气开关，接触器、熔断器。5 结束语沙角C厂厂用电结线采用装设发电机开关的接线型式，机组正常启停不需要切换厂用电，在遇到发电机开关以内的故障如发电机、汽轮机、锅炉故障时，只须跳开发电机开关，不需要切换厂用电，厂用电扰动小，可靠性提高，减轻运行人员的工作量，特别是故障情况下的工作量，给运行人员带来极大便利，受到电厂运行人员欢迎。尤其是机组在调试过程中，大部分的机组跳机都是来自锅炉和汽机，这一点在沙角C厂表现非常突出。沙角C厂调试过程中上百次的跳机绝大部分都是锅炉和汽厂调试过程中上百次的跳机绝大部分都是锅炉和汽机引起的。沙角C厂由于后备电源作用较组的正确起动要求较高，应选用高可靠起动的柴油机。目前，沙角C厂厂用电结线的缺点是由于只有1台备用变压器且自动投入只对带公用段的机组，而使第3台机的10kV段不能得到后备电源，降低了该台机厂用电的可靠性。在装设发电机出口开关下采用2台机组和1台后备变压器，该台备用变压器容量大于或等于1台高压厂用变压器的容量，或改善备用电源自动切换回路或设专门备用段较为合适。目前台山电厂的评标方案就是采用前一方案的。

火力发电厂一次调频问题分析论文

摘要：

频率作为电力系统最重要的运行参数之一，其稳定性对电力系统的安全可靠运行有着重要的影响。作为电力发展主力军的火力发电厂，其调频功能直接关系着整个电力系统的安全稳定。本文从电网调频的介绍入手，介绍了一次调频的主要技术指标，通过分析火力发电厂一次调频目前存在的问题，提出了有针对性的改进措施。

关键词：

火力发电厂;一次调频;问题

一、引言

近年来我国电力工业发展十分迅速，现在虽然已经有部分核电机组，但是火力发电依然是电力发展的主力军、仍然占领着我国电力的大部分市场。现代化的火力发电厂是一个庞大、复杂的生产电能和热能的工厂，由燃料系统、燃烧系统、汽水系统、电气系统和控制系统五部分组成。为了生产电能和热能，五大系统必须按照一系列规程、规章协调运行。火力发电厂协调运行的基本要求就是在经济、安全运行的前提下保证电能的质量指标，即在负荷变化的情况下，通过调整发电机组的运行参数以保证电压和频率的额定值，满足用户的要求。

二、电网调频介绍

由于电力系统日益庞大，电网结构日趋复杂，各种短路、甩负荷的事故经常发生，引起电力系统中的频率波动很大。因此为了保证电网的安全运行，为了保证电力系统中频率的稳定，电网调频就是通过发电机组调速系统根据电网频率的变化改变机组出力，将电网频率稳定在标称频率，电网调频又分为一次调频和二次调频。

一次调频指的是当电网频率超出一定范围时，电网频率的变化将使电网中参与一次调频的发电机组能在短时间内自动快速增加或减少负荷，利用机组的蓄热来快速响应电网频率的变化，以使电网频率重新趋于新平衡、稳定的能力。一次调频作为一个随机过程是维护电网稳定的重要手段，其主要特点是频率调整速度快，但调整数量有限并随发电机组不同而不同，同时还具有值班调度员难以控制的特点。

三、一次调频主要技术指标

根据电监会发布的《发电厂并网运行管理规定》(电监市场[2006] 42号)和《并网发电厂辅助服务管理暂行办法》(电监市场[2006]43号)分别制定的细则，一次调频的主要技术指标有以下几个方面：

(一)转速不等率6

转速不等率6是反映机组调频能力的重要指标，它不仅可以反映机组一次调频能力的强弱，而且还可表明稳定性的好坏。转速不等率6越大，机组的调频能力越小，但是稳定性好;转速不等率6越小，机组的调频能力越强，但是稳定性差。目前汽机的转速不等率6取5%。

(二)频率偏差死区

按照电网频率控制的要求，调频控制死区规定为：△f死区=士～士.根据电网频率控制的情况确定调频控制死区的设定值，目前暂按士设置。

(三)负荷调节范围

负荷调节范围是为了保持一次调频时机组的稳定性和设备的安全运行，对调频负荷进行的限幅，以防止一次调整动作时，机组出现过负荷的现象。设置机组负荷调节范围为△MW=士3%ECR～士6%ECR，机组一次调频负荷调节范围目前暂设置为士3%ECR。

四、火力发电厂一次调频存在问题及改进措施

火力发电厂一次调频能力受到很多因素的影响，例如火力发电厂一次调频能力的大小与火电机组的类型、自动控制系统的参数设置、自动控制系统模块的逻辑设计等因素都有很大的关系，特别是火电机组的实时运行情况例如锅炉的蓄热量，对火力发电厂一次调频能力的大小更是有重大的影响，蓄热量大的机组一次调频能力就强，反之亦然。为了充分发挥火力发电厂中一次调频的能力，本文将重点分析火力发电厂一次调频存在的问题。

(一)火力发电厂一次调频存在的问题

火力发电厂一次调频存在的问题主要包括以下几个方面的内容：

l、调度AGC指令与一次调频动作反向，削弱一次调频作用。由于设计上的不合理这种削弱一次调频作用的现象在火力发电厂中普遍存在。

2、一次调频组态不完善。一次调频的典型运行方式有协调投入、锅炉自动、DEH负荷控制和机组手动等四种，仅仅在协调投入运行方式下才能保证满足电网一次调频的要求，但是某些早期投产发电机组在投入协调方式运行时，一次调频组态不完善造成动作后回调。

3、协调投入运行时主蒸汽压力偏差设定值小。主蒸汽压力偏差设定值小会造成一次调频动作负荷较大，造成主蒸汽压力超差时闭锁负荷。

4、火力发电厂中存在个别机组某些运行方式下一次调频功能不尽完善。

5、频率保护装置和机组调节系统不协调。

(二)火力发电厂一次调频的改进措施

针对火力发电厂一次调频存在的问题，需要采取以下措施进行改进。

l、一次调频在协调不投入运行时将DEH侧一次调频单独使用。一次调频协调投入运行时时将DEH和DCS侧一次调频同时使用。

2、在对DEH粗调进行补偿的同时改善锅炉蓄热消耗引起的机前压力品质。

3、改善一次调频考核方式，为一次调频的.经济补偿提供有力证据。根据相关方面的研究，目前采取一次调频的月正确动作率和月贡献电量进行考核，会使考核过程更加合理、科学。

4、取消DCS和DEH画面上一次调频功能投腿操作按钮，保证一次调频功能始终处于投入状态。两个细则要求一次调频未经网调的批准不得退出，因此取消一次调频功能投腿操作按钮是保证一次调频始终投入的重要手段。

5、加强AGC数据传输的可靠性。AGC与协调控制系统的接口结构示惹西一AGC数据从中调的EMS到发电厂的DCS的传输途径如上图所示，因此EMS到DCS的数据传输具有经历环节多，传输距离长，转换过程多的特点，这些因素的存在就会造成输入输出模块故障，信号断线的现象，最终会影响到AGC的投入率。因此，为了提高火力发电厂一次调频的效率就要加强AGC数据传输的可靠性。

6、为了提高火力发电厂电网AGC的快速响应能力，设计特定的AGC机组运行方式。也就是在AGC负荷调整范围内，机组升降负荷采用定压方式，并适当允许机组有较大参数波动，以充分利用锅炉蓄热能力，等变负荷过程结束后再转为滑压运行方式。

五、结论

电网频率是电能质量和电网稳定运行的重要指标，反映了电力系统供需能量的平衡状态，当电力系统中供电也用电失衡时，电网频率就会波动出现偏差。电网频率的波动，对用户和发电机组的危害都非常大，轻则造成用电设备损坏，耗能增加，重则造成电网瘫痪。火力发电厂作为我国电力系统的主要组成部分，一定要重视一次调频对稳定电网频率的作用，从而采取正确的方法来发挥一次调频的作用。

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