摘 要：介绍沙角C电厂厂用电的结构特点和运行方式，重点分析发电机出口开关、主变压器有载调压、后备电源慢速自动投入的特点和性能，对厂用电系统存在的问题进行改进，大大提高了厂用电系统的安全可靠性。
关键词：厂用电；出口开关；有载调压；备用电源；自动投入
沙角C电厂3×660 MW汽轮发电机组，由ALSTOM制造，设计先进，表现在厂用电的设计上：发电机的出口安装了断路器；主变压器采用有载调压；3台机组只安装了1台备用变压器；备用电源自动投入装置采用有条件的慢速自动投入方式等。
1沙角C电厂厂用电情况
沙角C电厂发电机组采用单元接线，见图1。主变压器高压侧电压为500 kV，主变压器为三相有载调压式变压器。500 kV系统采用SF6绝缘全封闭式组合电器，采用11/2的结线方式。发电机和主变压器之间安装有法国里昂开关厂生产的空气开关，每台机组安装有2台双绕组的无载调压式高压厂用变压器，厂用电压等级分别为10 kV，3 kV，380 V/220 V 3个等级。每台机组设有10 kV 厂用A段母线、B段母线；全厂设有10 kV公用A段母线、B段母线，主要为全厂的公用系统供电，正常运行时，公用A段母线、 B段母线可由任意2台机组中10 kV厂用电各带其中一段运行。
3台机组共用1台备用变压器，备用变压器为双绕组有载调压变压器，电源取自500 kV和220 kV系统联络变压器的第三绕组，其容量和1台高压厂用变压器相同，在机组厂用电消失时，备用变压器电源可送至公用A段母线或B段母线，然后通过联络开关，带机组厂用电A段母线或B段母线运行，备用电源的作用：机组紧急停机时作为备用电源；在机组小修期间作为机组的检修电源。
2沙角C电厂厂用电的运行方式
2.1厂用电的运行方式
在机组正常运行期间，任意2台机组的厂用电A段或B段母线，经联络开关可各带公用A段或B段母线，使备用变压器处于充电备用状态；在机组停机期间，发电机出口开关断开，厂用电通过主变压器、高压厂用变压器从系统倒送。所以，在机组起动、停机之时，主变压器充当起动变压器的作用。
当机组的汽机、锅炉、发电机出现故障时，保护动作只跳开发电机出口开关，厂用电不中断，不需做任何操作；当高压厂用变压器、主变压器或500 kV系统发生故障时，发电机出口开关和主变压器500 kV开关同时跳闸，厂用电消失，此时如机组是带10 kV公用段母线运行，5 s后，备用电源自动切换到公用段母线上，并通过联络开关，带机组10 kV A段或B段母线，此时如未带公用段母线运行，必须通过运行人员倒闸操作手动切换备用电源，并通过联络开关向故障机组供电，即备用电源只对带公用段的机组提供自动投入的备用电源(2001以前)。2001年，对后备电源自动投入系统进行改进，解决了不带公用段机组备用电源自动投入问题。
2.2厂用电系统设计的特点
沙角C电厂厂用电系统的设计中，安装了发电机出口开关是厂用电系统设计的最大特点，安装出口开关有以下优点：
a) 机组并列、解列时，不影响500 kV系统结线的完整性，提高了500 kV系统的可靠性。
b) 机组起动、停机时，厂用电不必切换，提高了厂用电的可靠性，减少了运行人员的负担。
c) 锅炉、汽机、发电机发生故障时，厂用电不中断，尤其因控制回路或热工卡件故障造成的机组跳机故障，由于此类故障可以很快排除，在厂用电未中断过的情况下，有利于机组快速恢复。这点在机组试运行期间尤其突出。沙角C电厂在机组试运行期间有200多次跳机，绝大部分是由热工控制系统造成的，而且大多数跳机后，机组都能在20～40 min内重新并网。
d) 主变压器、高压厂用变压器发生故障时由于能迅速切除发电机，减少了主变压器或高压厂用变压器的损坏程度。
e) 相对降低了对备用电源可靠性的要求，同时也不要求备用变压器容量要满足机组起动的要求。备用电源只有在高压厂用变压器、主变压器故障时，才用得上，而此类设备故障概率又非常少，而且在使用备用电源时，机组一般不再考虑迅速恢复的问题，此时备用电源基本上只用于保证机组安全停机。由于沙角C电厂每台机组都配置有1台高性能的柴油发电机组作保安段的备用电源，所以即使此时备用电源无法投入，也能保证机组安全停下来。
f) 减少了运行人员的操作负担，尤其是在事故处理中，绝大多数情况不必担心厂用电是否中断的问题。
3厂用电可靠性的分析
3.1厂用电接线可靠性低的问题探讨
过去曾邀请国内电力安全专家对机组进行安全性能评价，专家提出沙角C电厂10 kV厂用电接线可靠性低的问题，即3台机组的10 kV母线没有能全部实现自动投入备用电源，不符合DL/T 5133-2002 《火力发电厂厂用电设计技术规定》和原能源部安保(1992)40号文《防止全厂停电措施》中的有关规定，而电厂技术人员认为以上规定主要是针对以往大型机组的发电机出口没有安装开关的情况, 因为此类机组一旦出现跳机，厂用电全部消失，此时要求备用电源可靠，能迅速自动投入，以保证机组安全停机或在故障排除后机组能马上并网。在发电机出口安装开关后，在大多数故障停机中，主变压器充当了备用变压器和起动变压器的作用，无需再要求每段10 kV厂用电要有可靠的后备电源，即使在主变压器和高压厂用变压器出现故障而导致厂用电消失同时，因机组未带公用段而导致备用电源不能自动投入的情况下，由于不再要求机组排除故障后能迅速并网，加上保证机组安全停机的负荷，一方面其电源取自保安段(保安段有柴油发电机组作为后备电源)；另一方面这些负荷又配备有直流电动机(如直流润滑油泵、直流密封油泵等)，因此此时采用手动倒闸操作来恢复一段10 kV母线，也应能保证机组安全停机。
3.2充分发挥发电机进相运行能力
沙角C电厂主变压器采用有载调压，主要有两个因素：第一是由于发电机出口配置了开关，在机组停机期间，厂用电是通过主变压器从系统倒送，此时需要有载调压的变压器来调整厂用电电压，如高压厂用变压器采用有载调压，投资较大(有2台高压厂用变压器)，且调压精度也不如主变压器好；第二是要充分发挥发电机的进相运行能力。随着电力系统的发展，500 kV输电线路逐渐增多，大型电厂同负荷中心的距离也逐渐拉大，这就要求充分发挥大型机组的进相运行能力，以便对系统电压起到更好的调控。要充分发挥发电机进相运行能力，主变压器应为有载调压形式，并充分利用分接开关来调整发电机的无功输出，这在沙角C
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