生活垃圾焚烧发电厂接入系统设计_垃圾焚烧发电厂设计
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生活垃圾焚烧发电厂接入系统设计
摘要：该文论证了平湖市生活垃圾焚烧发电厂接入系统的最佳方案，并通过短路电流计算、潮流计算及电力电量平衡对该方案进行校验，最后提出了电厂接入系统后的运行方式及继电保护配置方案。
关键词：生活垃圾；焚烧发电；接入系统；短路电流；潮流计算；保护配置
城市垃圾污染及其妥善治理是我国急需解决的问题。建设焚烧发电厂不但可以节约土地，有效控制污染，而且可以回收用于发电，满足对环境的要求。平湖市生活垃圾焚烧发电厂（以下简称电厂）位于浙江省平湖市独山港区滨海二路（规划）。建设规模为：本期新建“三炉两机”，即300t/d垃圾和80t/d焚烧处理能力的异重循环流化床垃圾焚烧锅炉3台，按2用1备模式运行，12MW纯凝汽轮发电机组1台和6MW纯凝汽轮发电机组1台，并留有一炉一机的发展余地。根据垃圾增长情况远景再建设1台日处理300吨的垃圾焚烧炉和1台6MW的汽轮机发电机组。1电厂附近地区电网状况
有将新建的220kV新华变电所和110kV金沙变电所，运行中的110kV黄姑变电所和35kV全塘变电所。220kV新华变35kV主接线为单母线分段本期35kV间隔5个，远景10个，预留6个。110kV黄姑变电所35kV主接线为双母线，3个备用间隔。110kV金沙变主变为110/10kV，没有35kV电压等级。35kV全塘变电所无35kV备用间隔。
2电厂接入系统方案分析比较
2.1电厂接入系统方案
如垃圾焚烧发电厂停机，垃圾将大量囤积，影响生产生活。因此其接入系统不仅要满足电力电量平衡、系统稳定的要求，还必须有较高的可靠性、足够的供电容量作为电厂启动/备用电源。根据上述条件和原因，2007年12月份制定方案计划采用双回LGJ-300的35kV线路接入系统。电厂设35kV升压站一座，2台16000kVA主变，35kV和10kV母线均为单母线分段，10kV系统为不接地系统，发电机出线电压为10kV，35kV两段母线各引一回线路至电网35kV母线与系统并网，接自系统的35kV母线也作本发电厂的起动/备用电源。接入系统方案如下：
方案一：新建2回5km架空线路，由电厂35kVI、Ⅱ段母线各引一回接入220kV新华变35kVI、Ⅱ段母线。
方案二：新建2回6km架空线路，由电厂35kVI、Ⅱ段母线各引一回接入110kV黄姑变35kV双母线上。
2.2各方案存在的问题及解决对策
方案一：220kV新华变本期只新建5个35kV出线间隔且分配完毕，另外其35kV出线间隔只设电流电压保护，无法实现线路全长范围内故障的无时限切除。因此，220kV新华变须要新增2个35kV出线间隔，并且其电厂出线间隔加装光纤纵差保护；220kV新华变35kV自投动作须联切35kV电厂线路间隔开关。
方案二：110kV黄姑变上级电源较为复杂，且黄姑变35kV开关柜较陈旧需要进行改造，采用微机保护配置过流Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段保护无法实现线路全长范围内故障的无时限切除。因此如果采用方案二，须要改造110kV黄姑变35kV开关柜，其电厂出线间隔加装光纤纵差保护。
2.3方案综合技术及投资比较
2.3.1综合技术比较
方案一：由于220kV新华变电压等级高，主变容量大，因此可靠性高，且有足够的容量作为电厂启动/备用电源；220kV新华变35kV母线上接有化工厂和玻璃厂两个用户，电厂发的电可直接供给这两个用户，能耗小，不向220kV新华变主变倒送。
方案二：110kV黄姑变电压等级低，主变在负荷高峰时已经接近满载，因此可靠性低，且没有足够的容量作为电厂启动/备用电源；110kV黄姑变35kV母线无负荷，电厂发电需转供，能耗大。另外110kV黄姑变进线电源来自上海石化与电厂并网及运行维护较复杂，而电厂35kV线路作为110kV黄姑变电源时，容量小无法满足负荷需求。
2.3.2投资比较
方案一：850万元（线路：150×5＝750万元，间隔50×2＝100万元）；
方案二：1000万元（线路150×6=900万元，间隔50×2＝100万元）。
方案一接入系统投资较小，为电厂接入系统的最佳方案，如图1所示。
图1系统接线图
3接入系统后短路电流与潮流计算
3.1短路电流计算
短路电流计算是校核电网设备、合理选择电厂电气接线、选用有足够热稳定度和动稳定度的电气设备及载流导体、确定限制短路电流的措施以及在电力系统中合理配置继电保护并整定其参数等的重要依据。短路电流计算网络相当于远景2016年水平，电厂接入系统后220kV新华变系统短路电流计算结果见表1。从计算结果可知，电厂并网发电后系统内各相关变电所母线短路电流满足规定的各级电压短路水平要求，但如果生活垃圾焚烧发电厂10kV母线并列运行，则其10kV母线短路电流为24.17kA，故要求电厂开关设备选型时额定开断电流大于31.5kA，其它设备选型时也要注意参数选择。
表1 220kV新华变系统短路电流计算结果
3.2潮流计算（来源：浙江省嘉兴平湖市供电局）
按发电厂满发时，电厂至新华变线路潮流如图2。
图2电厂至新华变线路潮流
根据潮流计算结果，知母线电压均满足要求，为防止向新华变主变倒送，新华变35kV母线应保持一定负荷。
4电力电量平衡
经调查统计，平湖市独山港区近期计划接入新华变的35kV负荷见如表2，电厂本期机组容量为18MW，远景机组容量为24MW，折算成视在功率分别为22.5MVA和30MVA。由表2可知2008年6月后接入新华变的35kV负荷总容量为38MVA，电厂发出的电能，能就地消化，因此本项目的电力可以就近供电厂周边地区的负荷。
表2 220kV新华变35kV负荷
5接入系统后运行方式及继电保护配置
电厂接入后220kV新华变35kV母线分列运行，电厂35kV线路一回运行；一回备用，35kV母线并列运行。220kV新华变35kV电厂出线间隔采用微机保护，配置电流电压保护、光纤纵差保护、三相一次重合闸，220kV新华变35kV母线备用自投动作联切其35kV电厂线路开关；电厂35kV采用微机保护，配置电流电压保护、光纤纵差保护、低周、低压解列保护，电厂低周低压解列保护动作跳电厂35kV线路开关；电厂和220kV新华变各配故障录波器一套，发电机出口电压，发电机电流，升压变高低压侧电流，电厂35kV母线电压，电厂35kV线路电压电流接入故障录波器。
6结束语
本文通过对平湖市生活垃圾焚烧发电厂的接入系统可行性方案比较分析得出其接入系统的最佳方案，然后通过短路电流计算、潮流计算及电力电量平衡对该方案进行论证，最后为保证电网及电厂的安全稳定运行提出了电厂接入系统后的运行方式及继电保护配置方案。
参考文献
[1]水利电力部西北电力设计院.电力工程电气设计手册（电气一次部分）.北京：中国电力出版社，1987.[2]能源部西北电力设计院.电力工程电气设计手册（电气二次部分）.北京：中国电力出版社，1990.（来源：浙江省嘉兴平湖市供电局）
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