浅谈西藏龙源地热发电工程设计

  龙源西藏1MW地热发电工程位于拉萨市西北约90公里的当雄县羊八井地区，西北面为念青唐古拉山脉主峰，海拔7162米，位于西藏与外部连通的主要交通要道--青藏公路与中尼（中国-尼泊尔）公路的岔道处，与青藏铁路比邻。

  一、工程概况介绍
  龙源西藏新能源有限公司西藏地热发电示范项目利用已有ZK4001地热井热资源，拟在第二分厂的西北侧建设总容量2000kW螺杆膨胀动力发电机组。一期工程安装1台1MW双螺杆膨胀动力机，已投入正常商业运行，本期工程再扩建1台1MW机组，采用江西华电公司生产的螺杆膨胀动力发电机组。 该地区已建有羊八井地热电厂，隶属国家电网西藏公司。羊八井地热发电厂包括第一分厂和第二分厂，总装机容量为24.18MW，目前投入运行的发电容量在12MW到13MW左右，约占拉萨总电网容量10%～12%。

  二、本工程建设的必要性
  1．可持续发展的需要 目前，我国以常规能源（煤、石油和天然气）为主，常规能源的不可再生性，势必使得能源的供需矛盾日益突出。西藏地区地热能资源丰富，开发地热能源符合西藏地区经济可持续发展的要求。
  2．节约能源和环境保护的需要 地热能作为绿色能源，在产生电力的同时，没有常规燃煤火力发电厂所产生的环境污染。地热发电既为工农业生产和人民生活提供了电力，又不破坏环境，有着广泛的发展前景。
  3．双螺杆膨胀动力机发电有如下优势 3.1螺杆膨胀动力机转子强度高，不易损坏；转子转动惯量小，无飞车问题，与地热水接触部位无机械连接暴露，不易产生腐蚀断裂，可靠性和安全性较高。
  3.2螺杆膨胀动力机设备紧凑，占地少，工程施工量少，为快装可移动式机组。
  3.3螺杆膨胀动力机已实现全自动运行和启停机，大小修时仅需要检查轴承和轴封等，维修简单，停用时间短。
  3.4西藏地区人口分散，用电负荷小，全流螺杆膨胀动力机基本不需要自用电，可实现“黑启动”。只要有地热流体通过螺杆膨胀动力机，就可快速启动发电，特别适合边远无电地区。

  三、本工程的电气接线形式及保护配置方式
  发电机组通过35kV出线并入羊八井地热二厂的35kV母线段实现入网。主变压器布置在电厂35kV屋外配电装置外，采用电缆由发电机室引接到变压器低压侧；高压侧通过架空线与35kV屋外配电装置设备连接，利用现有35kV配电装置的备用位置，增加一个间隔作为本期主变压器进线，以发变组接线形式接入电厂35kVII母线上,出线回数不变，仍为热一回线和热二回线。主变进线间隔设一台35kV断路器，配套两组带接地刀隔离开关，一组电流互感器，在主变侧设避雷器，以保护该段线路。

  以下为本工程的基本参数的介绍：
  发电机参数：
  额定容量：1000kW。额定转速：1500r/min 最大连续输出容量：388MVA（与汽轮机的最大连续出力相匹配）。
  额定功率因数：0.8（滞后）。
  励磁方式：无刷励磁额定电压：3300V。
  额定频率：50Hz相数：3。
  主变压器参数： 容量：2500kVA；电压：高压侧：35kV。
  发电机：3.3kV变压器接线组别。
  YNd11 发电机部分由成套供货商成套配置，含PT兼进线柜、发电机出口断路器高压开关柜及并车柜。
  同期点为35kV出线侧与发电机出口断路器，励磁系统及同期装置位于并车柜，故用于同期的电压信号。由PT兼进线柜和发电机出口断路器高压开关柜分别引入并车柜。
  本期工程的仪表控制系统包含程控系统一套，程控系统可完成动力机转速监视和调节、动力机供、排汽系统监控，润滑油系统监控，机封冷却水水系统监控，动力机及发电机本体运行仪表参数的监控等等。整套机组的启停及运行控制均由该程控系统完成。
  根据《GB/T14285-2006继电保护和安全自动装置技术规程》、《DL/T5136-2001火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》等规程要求，主变的差动保护为主保护，其保护范围包括主变高压侧至发电机出口3.3kV断路器侧。过流保护为后备保护，主变零序保护作为主变压器高压侧单相接地故障保护，同时也作为线路保护的后备保护。另外主变的非电量保护主要有：温度值1动作于信号；温度值2动作于全停；主变瓦斯动作于信号或全停；主变通风经延时动作于启动通风等。
  保护装置采用微机型保护，具有独立性、完整性、成套性；装置的保护模块配置合理，当装置出现单一硬件故障退出运行时，被保护设备仍允许继续运行。非电气量保护经装置触点转换出口或经装置延时后出口，装置可以反映其信号。
  根据接入系统审查意见，上网关口表设在35千伏主变高压侧，装设双向计量器，电流表的准确级为0.2s。
  由于本期工程新建机组通过电缆接入3.3kV工作段，再经过主变及35kV断路器接至老厂35kV母线。根据《DL/T5136-2001火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》等规程要求35kV断路器与发电机出口断路器有如下的连锁：
  35kV断路器没有闭合之前，发电机出口断路器不能闭合；35kV断路器如果跳闸，则联跳发电机出口断路器。根据该连锁逻辑，由35kV断路器引出其断路器的常开接点和常闭接点各一个至低压并车柜并转接入发电机，其中常开接点串入发电机出口断路器的合闸回路用以闭锁其合闸，常闭接点并入发电机出口断路器的跳闸回路用以实现联跳。 绿色能源以其环保性日益受到关注，本文介绍了以地热为能源的发电厂电气二次部分的介绍，希望对以后的设计有借鉴性。