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600MW机组保安电源特点分析及调试

发布时间:2020-07-21 18:37:29 阅读: 来源:感应器厂家

1 引言

随着近年大量的新建600MW及以上机组投入运行,目前我国的火力发电机组已经进入大容量、高参数的时代。相应地,机组的厂用设备造价也越来越高,这些设备一旦发生事故,损失极为惨重。

机组厂用事故保安电源是保护机组设备最后一道防线,对其可靠性要求自然也越来越高。

一般厂用保安电源有两种基本形式,一种是采用柴油发电机组作为机组的保安电源,另一种是利用厂外(或其他机组)独立电源作为机组保安电源。这两种方式各有优缺点。柴油机作为一个完全独立的系统,受电力系统等因素干扰的机会最少,这是其被广泛选作机组保安电源的主要原因;但是,在实际应用中,由于柴油机长期处于静止状态,以及日常管理、维护、保养中人为不到位,寒冷环境下冷却水和燃料的防冻问题的原因,使得柴油机作为保安电源在事故时的起动成功率并不高,这是其主要缺点。另外,事故情况下即使柴油发电机组自起动成功,但是在起动过程(约5~15s)中,机组保安段还是会失电。厂外独立电源的优点是可以长期处于带电备用状态,事故时立即投入,事故过程保安电源完全不失电;但其缺点是这些所谓的“独立”电源并不能完全独立于电力系统,在系统发生严重故障情况下也将难以保证,一旦厂外独立电源失电,将面临保安段失电的严重后果,这是电厂难以接受的。

如果综合这两种接线方式的优点,同时采取这两种方式作为保安电源的备用电源,就能实现事故状态下保安段完全不失电,极大地提高事故状态下的供电可靠性。华能铜川电厂#1机组是首台国产空冷亚临界600MW机组,于2007年11月1日投运,该厂采用了厂外独立电源作为第一保安电源,柴油发电机组作为第二保安电源, 并且采用带有检同期功能的ASCO7000自动切换开关实现事故状态下的自动切换,以及厂用电恢复后的自动回切,实现了从备用电源切换到恢复的整个事故过程中的完全不失电。

2 铜川#1 机组保安系统

华能铜川电厂1号机组设0.4 kV保安PC 1A段、保安PC 1B段、保安PC备用段。 保安段正常运行工作电源由本机的锅炉PC 1A、1B段供电,锅炉PC段、保安PC段和保安PC备用段之间以具有检同期功能的自动切换开关ASCO连接。保安电源有两路,第一保安电源为来自厂外的独立10kV市电专线,经保安变接于保安PC备用段上;第二保安电源为柴油发电机组。整个保安系统接线示意图见图1。

图1 铜川#1 机组保安系统示意图。

3 自动切换开关ASCO

自动切换开关ASCO 7ACTS是一种电气瞬间单线圈激磁操作、机械互锁型双投切换开关,这种开关切换速度快,一般开路切换于1/6s内完成,负载实际断电时间少于50ms。该开关配有智能控制器,可依据两路电源的情况进行开路式自动转换(先断后接)或闭路式自动转换(先接后断),开路切换见图2(a),闭路转换见图2(b)。

图2 自动切换开关的两种切换方式。

N——工作电源;E——备用电源;L——负载。

控制器逻辑自动决定采用开路转换还是闭路转换。如果两路电源都是有效的,就进行负载电压无中断的闭路方式转换。若检测到任何一路电源失效,则进行先断后接形式的开路方式转换,切换延时可设定,以便根据用户要求控制负载失电的时间。

在工作电源失电的开路转换方式中,控制器逻辑还可以在监测到工作电源失效后,延时发出启动柴油发电机指令信号。当工作电源恢复,控制器逻辑在闭路回切至工作电源以后,能够以可整定延时发出停止柴油发电机指令信号。

7000系列ASCO开关还具有准同期功能,可以在工作电源与备用电源之间进行同期检查,同期条件如压差、频差、相差均可设置。

ASCO开关还可由指令控制禁止工作向备用,或者备用向工作的切换。这个功能在某些特殊的情况下,如开关检修等,是十分有必要的。

4 保安电源切换逻辑

由于ASCO双电源自动切换开关自带逻辑控制器,能够实现多种灵活的工作方式,动作时间可整定,且具有双向检同期合闸功能,因此,除了柴油发电机出口开关K0与保安变电压侧开关ZK之间的互锁通过硬接线实现外,其余所有切换逻辑均靠ASCO开关实现,无需另设PLC控制器。

(1)第一保安电源供电逻辑。

以A段逻辑为例,机组正常运行时,保安PC A段靠的锅炉PC A段供电,开关1ZK作为死开关长期处于合闸状态,第一保安电源进线保安变低压侧开关ZK合闸,保安段由保安变长期带点运行。当保安PC A段失电后,2ZK开关失压脱扣跳闸,ASCO1开关控制器检测到工作分支N侧无压,而备用分支E侧有压后,则ASCO1开关控制器自动选择以“先断后接”的开路切换方式,先跳N侧,后合E侧,将保安PC A段切换到保安备用段,由第一保安电源保安变供电。由于ASCO1开关切换时间只有约50ms,保安段负荷基本不会受到影响。

(2)第二保安电源供电逻辑。

如果2ZK开关跳闸后,ASCO1开关控制器检测到工作分支N侧和备用分支E侧均无压,就说明遇到了严重的电网系统故障,外部独立的第一保安电源也已经失去,ASCO1开关控制器立即发指令起动柴油发电机组,约10s后柴油发电机起动成功,柴油发电机组PLC检测到机端电压频率、幅值达到额定值后,自动合闸出口开关KO,同时联跳第一保安电源,由柴油发电机组供电到保安备用段。ASCO1开关控制器检测到保安备用段有压后,立即以“先断后接”的开路切换方式,先跳N侧,后合E侧,将保安PC A段切换到保安备用段,由第二保安电源,即柴油发电机给保安段供电。

(3)工作电源恢复逻辑。

对于由第一电源供电的方式,当锅炉PC A段电源恢复时,由运行人员手动合上开关2ZK,一旦ASCO1开关控制器检测到工作分支有压,延时5min后,在工作分支和而备用分支电压之间检同期,当满足同期条件后,以“先接后断”的闭路切换方式将保安PC A段切换到锅炉PC A段供电,实现不断电自动回切,对保安PC A段负荷无扰动。

对于由第二电源供电,即柴油发电机供电的方式恢复工作电源过程与此类似,不同的是在完成回切以后,ASCO1开关控制器再延时5min发出柴油发电机停机指令。

(4)柴油发电机组手动试验逻辑。

由于第一保安电源长期存在,而柴油发电机出口断路器无同期功能,因此日常的柴油发电机手动试验不并网,仅起动柴油机空载运行10min,检查运行正常后后手动停止。

(5)正常停机及锅炉段检修逻辑。

正常停机时,锅炉PC段停电,要禁止ASCO开关由主向备的电源自动切换,防止误切到第一保安电源,或起动柴油机;而锅炉段检修或做试验时,先将保安段负荷由ASCO开关切换至备用电源,然后禁止ASCO开关由备至主的切换,防止当锅炉段有电时ASCO开关的自动回切。

由以上逻辑可以看出,铜川电厂#1机组采用了相对独立的市电作为第一保安电源,采用柴油发电机作为第二保安电源, 当采用具有同期功能的ASCO自动切换开关以后,可以做到保护动作厂用电故障情况下保安段完全不失电(约50ms),保安段负荷不受影响;而厂用电和外部电网系统同时故障情况下,保安段还有柴油发电机做最后的保障,仅需短时间失电(约10s的柴油发电机自起动时间)即可恢复,故保安电源供电可靠性大大提高。

5 保安电源切换试验

由以上切换逻辑可见,要保证以上功能的实现,有两个关键的地方需要通过试验来检验:①保安PC段失电后,ASCO1开关以“先断后接”的开路切换方式将保安PC A段切换到保安备用段,切换时保安段有短暂的失电,根据ASCO自动切换开关说明书,此时间约50ms。此时间内会不会导致保安段负荷跳闸?②在保安段的工作电源恢复过程中,ASCO开关以“先接后断”的闭路切换方式将保安PC A段切换到锅炉PC A段供电,在此过程中ASCO1开关能否正确监测同期条件并进行同期操作?

经现场实测,在多次的开路式切换过程中,主机交流润滑油泵会偶然存在跳闸情况,其余保安段 汽车防盗机相关文章:汽车防盗机原理

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