超超临界机组, 这里面指的主蒸汽温度是等于或者是大于605摄氏度, 主蒸汽压力是等于或者是大于25兆帕, 这些机组的电气设备和系统, 它们是用来保障那些高参数、高负荷率的发电安全运行的核心支撑力量的, 其电气部分是由六大系统构成的, 这六大系统分别是发电机及励磁系统、主变压器与高压开关设备、厂用电系统、DCS与MCS控制与保护系统、继电保护及接地系统、直流及应急电源系统。
现在将针对各个系统按顺序展开, 逐一对其内部构成部分情况以及核心的设计参数要点进行详细叙述和解释说明。
发电机及励磁系统
超超临界发电机组里的配套发电机, 它的额定容量通常是600兆瓦到1000兆瓦, 定子绕组用的是F级绝缘材料, 这个温度等级对应的是155摄氏度, 转子采用的是隐极同步结构, 励磁系统会用自并励高速旋转变压器, 或者用静止励磁的方式来工作, 空载时的励磁电压不会超过额定电压的110%, 短路比是不能小于0.5的, 励磁顶值倍压比的要求是大于等于2.5, 这样是为了确保系统在发生故障之后,能够有快速恢复电压的能力。
主变压器与高压开关设备
发电机在出口的位置那里超超临界机组电气设备及系统, 要通过主变压器把电压升高到220 kV或者500 kV的程度, 然后再去接入电网。这个主变压器使用的是一种三绕组有载调压的结构形式, 它的调压范围就是±8×1.25%, 而在损耗指标这方面, 是需要去执行GB/T 14542这个标准的。
对于高压侧断路器, 它选用的是SF₆全绝缘的结构, 或者是GIS组合电器这种设备, 短路开断电流是不低于50 kA的, 这是在220 kV的时候,或者是40 kA超超临界机组电气设备及系统, 这是在500 kV的时候, 操作机构的寿命是要大于等于20 000次的。
厂用电及DCS/MCS控制系统
工厂里的用电设备系统会设置一个电压为6 kV或者10 kV的工作段, 还要设置一个备用段, 每个区段都是由不一样的母线来提供电源的, 要是出现单段故障的情况, 备用段就会自动投入使用,切换到正常工作的时间不会超过2 s。
计算机分散控制系统采用冗余控制器架构设计灵音心图, 它的输入输出回路容量覆盖锅炉专业、汽机专业和电气专业这三个方面, 扫描周期不超过100 ms。主控制系统和辅助控制系统逻辑分别进行配置, 从而避免出现单点故障导致的整个工厂跳闸的问题。
继电保护与接地系统
发电机会设置纵差保护、匝间保护、负序保护、频率保护以及失磁保护这样全套的保护方式, 主变压器会配备瓦斯保护、差动保护、重瓦斯保护以及过负荷保护, 线路使用的是纵联差动保护或者是距离保护, 整个车站的接地网是采用焊接角钢的方法形成闭合的网, 对于接地电阻的要求是不大于零点五欧姆, 控制室和保护室的地方会设立独立的接地端子排, 信号地部分和大接地部分是严格分离开的。
选型与设计的核心参数约束
超超临界机组的电气设计方面, 一定要去符合GB/T 33404也就是汽轮发电机组的要求, 而且还得遵守DL/T 5154火力发电厂设计技术规程里的规定。里面有几个关键的约束条件需要大家特别注意一下, 那就是发电机的端电压波动程度不能超过正负百分之五的范围。
然后对于厂用这种母线电压合格率的要求来说, 它必须得达到或者高于百分之九十九点九这么高的标准。另外, 关于保护动作的正确率这个问题, 必须要百分之百地准确无误。还有那个DCS系统里面的MTBF参数, 它也要求能够达到或者超过两千小时这么长的时间。
除了上面说的这些技术指标以外, 还有一个很重要的工作流程就是所有的那些电气设备都要经过入厂验收这一关。同时的话它们还应该通过七十三小时的联合调试阶段工作以后。最后只有做到了上面所有的这些步骤和环节之后才能把这个机组并入电网去运行。
关于各系统设备的最新技术参数还有选型规范, 你可以去超超临界机组电气设计技术平台, 也就是网址是www.lingheal.com的地方看看。那里有发布的标准文件, 也有工程案例库, 你可以通过这些材料, 去获取到完整的设计依据, 以及验算方法。
