國電青山#12機(jī)組保安電源供電可靠性探討

楊慧玲

摘? 要：交流事故保安電源系統(tǒng)是當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生事故或其他原因致使火電廠長時(shí)間停電時(shí)，提供機(jī)組安全停機(jī)所必需的交流用電系統(tǒng)。保安電源的接線方式及工作電源、備用電源的切換方式與系統(tǒng)的安全性和可靠性密切相關(guān)，并直接關(guān)系到主設(shè)備的運(yùn)行安全和運(yùn)行人員的人身安全，保安電源應(yīng)充分考慮電源接入分配合理、供電可靠性等問題。

關(guān)鍵詞：保安電源;發(fā)電機(jī)組;接線方式;電源設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TM621 ????????????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?? ????????????文章編號(hào)：2095-6835（2014）23-0029-02

大型機(jī)組在電力系統(tǒng)中具有重要地位，它直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，因此，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生事故或其他原因致使廠用電源中斷時(shí)，為確保在廠用電中斷狀態(tài)下安全停機(jī)，保證保安負(fù)荷的連續(xù)供電，就要設(shè)置事故保安電源。保安電源是保護(hù)重要設(shè)備的最后防線，因此，提高其供電電源的可靠性非常重要。

1? #12機(jī)組保安電源的接線方式和運(yùn)行方式

我公司#12機(jī)組（330 MW）采用發(fā)-變組單元接線接入本公司220 kV電壓等級(jí)的母線。220 kV母線出線2回，將220 kV青熱線、220 kV青和線分別接入220 kV青熱變電站、和平變電站，從而實(shí)現(xiàn)電力外送。110 kV#5和110 kV #6母線分裂運(yùn)行，110 kV#5母線通過#9聯(lián)絡(luò)變與220 kV母線相連，并向110 kV#5母線供電，#5母線上接入#12機(jī)組啟備變電源;110 kV#6母線由電網(wǎng)青熱變電站的熱青線供電，#6母線上接入#13、#14機(jī)組啟備變電源和#02高廠變， #02高廠變供6 kV電壓等級(jí)的有11段。

#12機(jī)組保安段母線采用兩段單母線，保安負(fù)荷分別接入#12機(jī)組380 V保安A段和保安B段，正常情況下，保安A段和保安B段分別由#12機(jī)組380 V#9A段工作母線和380 V#9B段工作母線供電，#1保安變壓器為380 V保安A段、保安B段的備用電源，處于充電備用狀態(tài)。

當(dāng)初興建#12機(jī)組時(shí)，利用了老機(jī)組廠用電源作為交流事故保安電源。采用這種保安電源形式主要是因?yàn)樾吕蠌S之間的距離短、供電可靠，且設(shè)置簡單、施工簡便、投資較少。由于當(dāng)時(shí)電廠機(jī)組運(yùn)行臺(tái)數(shù)較少，維護(hù)管理的工作量較小，可靠性較高，因此，可以在大多數(shù)機(jī)組事故停機(jī)時(shí)起到保安的作用。

2? 保安電源供電可靠性分析

2.1? 保安電源的遷移改造

近幾年，我公司的老機(jī)組被相繼拆除，全廠電氣一次系統(tǒng)的接線方式和運(yùn)行方式也在不斷改變，#12機(jī)組保安變電源歷

經(jīng)兩次遷移改造，期間，保安電源的供電可靠性受到威脅。2011-11-04T19：55，#02高廠變“差動(dòng)保護(hù)”動(dòng)作跳閘，6 kV8段、9段、10段母線，380 V5段、6段、8段母線，照明盤II段母線，380 V水廠I段和II段母線失壓，#12機(jī)組#1保安變6 kV側(cè)電源失電。2013-04-15T17：30， #3煙筒爆破，#02高廠變“有載瓦斯保護(hù)”動(dòng)作跳閘，6 kV11段失壓，造成#12機(jī)組#1保安變6 kV側(cè)電源失電。目前，由于#02高廠變運(yùn)行時(shí)間過長，設(shè)備嚴(yán)重老化，且多次發(fā)生故障，造成6 kV廠用電失壓和#12機(jī)組保安電源的供電可靠性降低。

2.2? 現(xiàn)狀

目前，我公司#11機(jī)組退役后，6 kV11段廠用電會(huì)保留較長時(shí)間。在電源接入維持現(xiàn)狀不變的情況下，考慮保安電源的接入方式。電源故障和檢修停用會(huì)影響長源機(jī)組的正常生產(chǎn)和安全運(yùn)行，因此，有必要對(duì)保安電源的接線方式進(jìn)行分析，提高設(shè)備的可靠性。

3? 保安電源接線方式改造方案

3.1? 兩臺(tái)機(jī)組共用一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組

利用現(xiàn)有#13、#14機(jī)組配置的兩臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組，可考慮使#13或#14機(jī)組與#12機(jī)組共用一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組。屆時(shí)，需重新核算兩臺(tái)機(jī)組的保安負(fù)荷容量，對(duì)保安負(fù)荷進(jìn)行分類，看其能否滿足事故情況下柴油發(fā)電機(jī)的自啟動(dòng)要求。但目前#12、#13、#14機(jī)組的距離較遠(yuǎn)，如果機(jī)組共用柴油發(fā)電機(jī)組，預(yù)埋至#12機(jī)組保安電源的電纜線路就會(huì)較長，電纜電壓較大。當(dāng)系統(tǒng)故障時(shí)，2臺(tái)機(jī)組共用一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)，就需要考慮640 kW的容量能否滿足2臺(tái)機(jī)組保安負(fù)荷的要求。同時(shí)，#13、#14機(jī)組柴油發(fā)電機(jī)組單獨(dú)配置了PLC邏輯自動(dòng)控制模塊，柴油發(fā)電機(jī)組的啟動(dòng)并非依靠機(jī)組DCS聯(lián)動(dòng)邏輯。因此，在兩臺(tái)機(jī)組共用柴油發(fā)電機(jī)的情況下，需要柴油發(fā)電機(jī)廠家重新設(shè)計(jì)邏輯控制，至于能否實(shí)施，還有待進(jìn)一步研究，且兩臺(tái)機(jī)組DCS聯(lián)動(dòng)邏輯能否滿足運(yùn)行要求也還需進(jìn)一步調(diào)試、驗(yàn)證。

3.2? 增設(shè)事故保安電源

由于6 kV11段廠用電會(huì)保留一段時(shí)間，因此，可以在保安電源原接線基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，增設(shè)事故保安電源，配置柴油發(fā)電機(jī)組，由單一的備用電源變成第一、第二備用電源，從而提高供電可靠性。雖然老電廠受到場地因素的制約，但從長遠(yuǎn)考慮，可以在拆除#11機(jī)組之際，對(duì)廠區(qū)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，將#12機(jī)組保安電源的配置納入上大壓小二期工程，在兼顧安全性和經(jīng)濟(jì)性的前提下，增設(shè)事故保安電源，使改造后的機(jī)組保安電源系統(tǒng)適應(yīng)新的運(yùn)行方式。

每段保安段母線都設(shè)有三路電源：正常工作電源來自380 V#9A段，備用電源來自#1保安變，保安電源來自柴油發(fā)電機(jī)組出口PC母線。正常運(yùn)行時(shí)，保安段工作進(jìn)線開關(guān)（來自380 V#9A段）處于合閘位置，保安段母線由380 V#9A段工作電源開關(guān)供電，而保安段備用電源開關(guān)和柴油發(fā)電機(jī)出口開關(guān)處于備用狀態(tài)。

保安段因故障跳開工作電源開關(guān)后，對(duì)應(yīng)的備用電源開關(guān)自動(dòng)合閘，并向該段保安段供電。如果備用電源開關(guān)沒有自投或自投不成功，則經(jīng)延時(shí)跳開備用電源開關(guān)，柴油發(fā)電機(jī)自啟動(dòng)，達(dá)全速后自動(dòng)合上柴油發(fā)電機(jī)出口開關(guān)，經(jīng)一定時(shí)間后合上保安電源開關(guān)（如圖1所示）。

如果將6 kV11段廠用電拆除，#12機(jī)組就會(huì)失去保安變壓器提供的備用電源。對(duì)此，可在以上保安電源接線上進(jìn)行相應(yīng)改造，將柴油發(fā)電機(jī)組出口PC母線上的Q1開關(guān)和Q2開關(guān)與對(duì)應(yīng)的保安A段和保安B段的備用電源開關(guān)連接起來（如圖2所示）。

圖1? 保安電源接線1

圖2? 保安電源接線2

以上方案是對(duì)保安電源接線的初步設(shè)想，還需進(jìn)一步驗(yàn)證。其中，邏輯方面需要完善，且需將接線納入電氣ECS系統(tǒng)中。目前，國內(nèi)已投運(yùn)和在建的300 MW及以上機(jī)組的交流保安電源基本上都采用了專用柴油發(fā)電機(jī)組作為交流保安電源。保安電源的可靠性關(guān)系到機(jī)組的安全停機(jī)，需要從保安電源系統(tǒng)的接線方式以及柴油發(fā)電機(jī)組的啟動(dòng)和切換方式入手對(duì)保安電源加以優(yōu)化，使整個(gè)系統(tǒng)趨于完善，從而達(dá)到發(fā)電機(jī)組安全、穩(wěn)定運(yùn)行的目的。

交流保安電源系統(tǒng)作為全廠停電或事故停機(jī)時(shí)保證機(jī)組安全停運(yùn)和設(shè)備、人身安全的交流電源系統(tǒng)，其重要性不言而喻。因此，在交流保安電源設(shè)計(jì)中，采用更加安全可靠、便于運(yùn)行的設(shè)計(jì)方案對(duì)電廠的安全運(yùn)行具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1]國家電力公司華東電力設(shè)計(jì)院.DL/T 5153—2002 火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定[S].北京：中國電力出版社，2002.

〔編輯：王霞〕

Guodian Qingshan # 12 Reliability of Power Supply Units Security

Yang Huiling

Abstract： AC Emergency Power Supply System is when the grid causes of the accident or other thermal power plants during an extended power outage; the unit provides the necessary safety shutdown AC electrical systems. Wiring security and working power supply， standby power switching mode is closely related to the safety and reliability of the system， and is directly related to personal safety and the safety of operating personnel to run the master device， security should take full account of the power distribution power access reasonable， supply reliability and other issues.

Key words： security power; generating units; connection mode; power supply design

保安段因故障跳開工作電源開關(guān)后，對(duì)應(yīng)的備用電源開關(guān)自動(dòng)合閘，并向該段保安段供電。如果備用電源開關(guān)沒有自投或自投不成功，則經(jīng)延時(shí)跳開備用電源開關(guān)，柴油發(fā)電機(jī)自啟動(dòng)，達(dá)全速后自動(dòng)合上柴油發(fā)電機(jī)出口開關(guān)，經(jīng)一定時(shí)間后合上保安電源開關(guān)（如圖1所示）。

如果將6 kV11段廠用電拆除，#12機(jī)組就會(huì)失去保安變壓器提供的備用電源。對(duì)此，可在以上保安電源接線上進(jìn)行相應(yīng)改造，將柴油發(fā)電機(jī)組出口PC母線上的Q1開關(guān)和Q2開關(guān)與對(duì)應(yīng)的保安A段和保安B段的備用電源開關(guān)連接起來（如圖2所示）。

圖1? 保安電源接線1

圖2? 保安電源接線2

以上方案是對(duì)保安電源接線的初步設(shè)想，還需進(jìn)一步驗(yàn)證。其中，邏輯方面需要完善，且需將接線納入電氣ECS系統(tǒng)中。目前，國內(nèi)已投運(yùn)和在建的300 MW及以上機(jī)組的交流保安電源基本上都采用了專用柴油發(fā)電機(jī)組作為交流保安電源。保安電源的可靠性關(guān)系到機(jī)組的安全停機(jī)，需要從保安電源系統(tǒng)的接線方式以及柴油發(fā)電機(jī)組的啟動(dòng)和切換方式入手對(duì)保安電源加以優(yōu)化，使整個(gè)系統(tǒng)趨于完善，從而達(dá)到發(fā)電機(jī)組安全、穩(wěn)定運(yùn)行的目的。

交流保安電源系統(tǒng)作為全廠停電或事故停機(jī)時(shí)保證機(jī)組安全停運(yùn)和設(shè)備、人身安全的交流電源系統(tǒng)，其重要性不言而喻。因此，在交流保安電源設(shè)計(jì)中，采用更加安全可靠、便于運(yùn)行的設(shè)計(jì)方案對(duì)電廠的安全運(yùn)行具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1]國家電力公司華東電力設(shè)計(jì)院.DL/T 5153—2002 火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定[S].北京：中國電力出版社，2002.

〔編輯：王霞〕

Guodian Qingshan # 12 Reliability of Power Supply Units Security

Yang Huiling

Abstract： AC Emergency Power Supply System is when the grid causes of the accident or other thermal power plants during an extended power outage; the unit provides the necessary safety shutdown AC electrical systems. Wiring security and working power supply， standby power switching mode is closely related to the safety and reliability of the system， and is directly related to personal safety and the safety of operating personnel to run the master device， security should take full account of the power distribution power access reasonable， supply reliability and other issues.

Key words： security power; generating units; connection mode; power supply design

保安段因故障跳開工作電源開關(guān)后，對(duì)應(yīng)的備用電源開關(guān)自動(dòng)合閘，并向該段保安段供電。如果備用電源開關(guān)沒有自投或自投不成功，則經(jīng)延時(shí)跳開備用電源開關(guān)，柴油發(fā)電機(jī)自啟動(dòng)，達(dá)全速后自動(dòng)合上柴油發(fā)電機(jī)出口開關(guān)，經(jīng)一定時(shí)間后合上保安電源開關(guān)（如圖1所示）。

如果將6 kV11段廠用電拆除，#12機(jī)組就會(huì)失去保安變壓器提供的備用電源。對(duì)此，可在以上保安電源接線上進(jìn)行相應(yīng)改造，將柴油發(fā)電機(jī)組出口PC母線上的Q1開關(guān)和Q2開關(guān)與對(duì)應(yīng)的保安A段和保安B段的備用電源開關(guān)連接起來（如圖2所示）。

圖1? 保安電源接線1

圖2? 保安電源接線2

以上方案是對(duì)保安電源接線的初步設(shè)想，還需進(jìn)一步驗(yàn)證。其中，邏輯方面需要完善，且需將接線納入電氣ECS系統(tǒng)中。目前，國內(nèi)已投運(yùn)和在建的300 MW及以上機(jī)組的交流保安電源基本上都采用了專用柴油發(fā)電機(jī)組作為交流保安電源。保安電源的可靠性關(guān)系到機(jī)組的安全停機(jī)，需要從保安電源系統(tǒng)的接線方式以及柴油發(fā)電機(jī)組的啟動(dòng)和切換方式入手對(duì)保安電源加以優(yōu)化，使整個(gè)系統(tǒng)趨于完善，從而達(dá)到發(fā)電機(jī)組安全、穩(wěn)定運(yùn)行的目的。

交流保安電源系統(tǒng)作為全廠停電或事故停機(jī)時(shí)保證機(jī)組安全停運(yùn)和設(shè)備、人身安全的交流電源系統(tǒng)，其重要性不言而喻。因此，在交流保安電源設(shè)計(jì)中，采用更加安全可靠、便于運(yùn)行的設(shè)計(jì)方案對(duì)電廠的安全運(yùn)行具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1]國家電力公司華東電力設(shè)計(jì)院.DL/T 5153—2002 火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定[S].北京：中國電力出版社，2002.

〔編輯：王霞〕

Guodian Qingshan # 12 Reliability of Power Supply Units Security

Yang Huiling

Abstract： AC Emergency Power Supply System is when the grid causes of the accident or other thermal power plants during an extended power outage; the unit provides the necessary safety shutdown AC electrical systems. Wiring security and working power supply， standby power switching mode is closely related to the safety and reliability of the system， and is directly related to personal safety and the safety of operating personnel to run the master device， security should take full account of the power distribution power access reasonable， supply reliability and other issues.

Key words： security power; generating units; connection mode; power supply design