印度MEENAKSHI2X350MW燃煤电厂电气设计特点浅析

印度MEENAKSHI2X350MW燃煤电厂电气设计特点浅析

范文宝1谭聪2贾亮3齐丽英4

(1．2.3.中国机械国际合作股份有限公司北京100080;4.康明斯（中国）投资有限公司北京100102)

近年来印度GDP增幅持续走高，领跑全球。随着GPD的提高，工业化的进程的发展，同时促进电力配套不断的发展，也成为了印度发展的首要议程。然而，印度电力长期存在的短缺问题并没有随着电力工业的发展得到很好的缓解，据美国EIA2012年报告显示，有近25%的居民缺乏基本的电力供应，2011财年电力缺口达到10%，同比上涨1.5个百分点。电力生产大国和电力严重短缺这一喜忧参半的产业发展现状充分显示出印度电力市场化改革实践在取得成效的同时，也在不同因素的影响下出现了伴随的负面问题。美国能源署的数据显示，印度输变电损耗为30%左右，世界平均水平在9%左右。印度电力设备市场规模超过200亿美元，37%依赖进口，中企是印度发电设备主要供应商[1]。本文以印度MEENAKSHI2X350MW（简称MEPL项目）火力发电厂项目为例，浅析了印度电厂的电气设计特点及与国内项目设计差异。

1.电压等级及频率

印度MEPL项目的电压等级及频率如下表：

表1

不仅仅是MEPL项目，印度绝大多数电厂的低压交流电压均为415/240VAC，直流电压为220VDC。在该项目甲方订货时，发生某些设备外协厂家没有认真阅读设计要求，而简单将泵的电机额定电压按照国内标准220VAC生产，最后导致一些不必要的商务问题。

2.电气主接线

主接线代表了发电厂电气部分主体结构,是电力系统接线的主要组成部分,是变电站电气设计的首要部分。它表明了变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式,从而完成变电、输配电的任务。它的设计,直接关系着全所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定,关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。

电气主接线的具体设计步骤一般分为两步:一是分析原始资料,二是拟定主接线方案在对原始资料分析的基础上,结合电气主接线的可靠性,灵活性及经济性等基本条件,综合考虑,在满足技术经济政策的前提下,力争使其技术先进,供电安全可靠,经济合理的主接线方案。发电、供电可靠性是发电厂生产的首要问题,主接线的设计,首先应保证其满发、满供、不积压发电能力,同时尽可能减少能量过程中的损失,以保证供电连续性。当然,可靠性并不是绝对的,分析和评估主接线的可靠性时,不能脱离了发电厂和变电所在系统中的地位和作用,所以对发电厂主接线,除一般定性分析其可靠性外,尚需进行可靠性定时计算。主接线的可靠性分析主接线要考虑到几个方面的可能性：

(1)线路检修时,是否影响连续供电。(2)线路、断路器或母线故障,以及在母线检修时,造成停电馈线停运的回路多少和停电时间的长短,能否满足Ⅰ、Ⅱ类负荷对供电的要求。(3)发电厂有无全厂停电的可能性。(4)大型机组全部停电,对电力系统特定运行的影响与产生的后果等因素。(5)可靠性的客观衡量标准是运行实际,故应考虑积累的运行实践经验。(6)主接线的可靠性是它的机组或元件在运行中的可靠性、综合性,因此不仅要考虑一次设备(母线、断路器、隔离开关。互感器等)的故障率及其对供电的影响,还要考虑继电器保护等,二次设备的故障率及其对供电的影响。

主接线的灵活性分

主接线还应具有足够的灵活性,能适应多种运行方式的变化,且在检修、事故等情况下操作方便,调度灵活,检修安全,扩建发展方便。(1)应能灵活地切除引起机组或线路,调配电源和负荷,能满足系统在事故,检修及特殊方式下的调度要求。(2)能方便地停运断路器,母线及继电保护设备进行安全检修时,不影响电力网的正常运行供电。(3)应能容易地从初期过渡到最终接线,在扩建时,一次和二次设备所需改造更少。

该项目采用3/2断路器接线方式,主要是考虑到这种接线可靠性高，运行灵活性好，操作检修方便的优势[2].主母线采用离相管型封闭母线。两台发电机均以发电机出口断路器GCB-双卷变压器接入400KV升压站，400KV配电系统装备两回出线。每台机配备两台高压厂用变压器（三绕组变压器UAT,双绕组变压器UST），高压侧通过分支封闭母线与发电机出口断路器GCB变压器侧相连[3]。

图1为该印度项目电气主接线图。在前期与业主交流及考察印度市场发现，印度电厂一般要求设置GCB，这是为了方便倒送厂用电及机组检修，这样省去了启动/备用变压器。另外，本项目没有采用两个独立的厂用变压器，而是采用从三绕组变压器UAT两路出线作为厂用电部分，一个双绕组变压器UST作为公用变压器。这样大大节省了成本。

图1

3．厂用电接线

厂用电系统为6.6KV和415/240V两级电压。图2为该印度电池两台机组6.6KV高压厂用电系统。变压器UAT两个次级线圈分别为6.6KV厂用电A段与B段供电。1#变压器UST为6.6KV公用A段供电。2#变压器UST为6.6KV公用B段供电。6.6KV公用A段与B段通过母联断路器链接，同时公用A段与1#，2#6.6KV工作A段通过断路器链接，这样即使一台变压器故障或检修，也可保证高压厂用电母线带电。这是此接线图的主要特点。

两台机组并列运行时，当GCB断开时，由系统倒送电至公用段，公用段带厂用公用负荷，由此确保厂用电系统连续运行。

图2

图3为该印度电厂低压厂用电接线。该接线的主要特点为：采用PC-MCC接线方式，低压变压器动力中心，主要动力盘柜采用双电源进线且具有自动切换到母联链接。所有MCC都要分两段，之间设置母联开关，均采用自动切换断路器。进线开关与母联断路器的开关量均进入电厂的控制系统DCS，可进行远程监视与操作。应急安保电源采用双路电源供电，同时第三路来自于应急电源系统。应急电源系统由三台柴油发电机组成，两用一备两运行方式。

图3

4.二次部分

本项目采用西门子第五代保护系统7UM系列保护。采用跳闸矩阵方便了保护出口管理。保护系统具有以下特点：1）按照双重化保护配置，差动包括系统大差动及发电机差动保护，变压器差动保护。2）100%，95%发电机定子接地保护，发电机定子接地后备保护。3）逆功率保护，发电机负序保护与正向低功率保护搭配使用，确保机组启动停机时的安全性。4）转子采用一点接地和二点接地保护。5）主变压器和厂用变压器配置了零序电流保护和限制性接地保护[4]。

5.该印度电厂电气设计与国内设计差异

根据该印度电厂电气设计，与国内项目对比主要差异有以下几个方面：

1，启备变设置

印度该项目没有配置启备变。而是通过倒送电来启动厂用系统。这样节约了成本。

2，变压器检修方式

该项目设置了变压器检修轨道，并且经历多个国外工程均设置变压器检修轨道及场地。而国内的变压器一般不设置永久检修轨道。

3，配电室设计

由于项目临近海边，且涉及雨季问题，故所有电气配电盘柜配备独立配电室。而国内的MCC大多布置在各个工艺车间内，不设置独立的配电室。

4，设计规范差异

本项目执行的是IEEE，IEC标准。国内设计基本遵循GB和DL发电厂设计标准。经过项目实际应用发现，国内外标准在设计原理上基本相同，但在表达重点上各有不同。IEEE，IEC更强调理论，GB和DL强调实践。因此，在设计时需要进行转化，以方便业主理解。

5，柴油机设置差异

为安全可靠，该电厂每台机配置一台柴油发电机，同时全场配备一台公用备用柴油机。国内火力发电厂一般不再另设公用柴油机。

6，厂用电接线的差异

本项目厂用电系统不同工作段与公用段都通过断路器链接，互为备用。同时，低压MCC也需要分段，配置母联断路器。通过这样的设置，保证了工作的安全性，但是接线方式变得很复杂。

结束语

综上所述，印度火力发电厂电气设计与国内设计存在较大差异。因为印度的电力发展比较落后，电网较为薄弱，因此在电厂设备可靠性要求很高，配置方案也更为复杂，以此确保安全和可靠性。

参考文献:

[1]周晓波，高华，魏燕.国外发电厂电气设计特点浅析[J]电力勘测设计，2011（6）

[2]陈尚发.大型发电厂电气主接线探讨[J].中国电力，2003（7）.

[3]刘新盛.火力发电厂控制信号和测量系统现状及发展趋势[J].科技信息(科学教研)，2007，（9）：91

[4]张波.电气监控系统在火电厂的应用[J].华北电力技术.2009，（1）34-35