海門1036MW機(jī)組廠用電切換方式優(yōu)化及試驗(yàn)

陳飛文，兀鵬越，劉 慶，侯亞飛

(1.華能海門電廠，廣東 汕頭 050310;2.西安熱工研究院有限責(zé)任公司，陜西 西安 710032;

3.中國(guó)電力工程有限公司，北京 100048)

0 引言

自2006年底華能玉環(huán)電廠首臺(tái)百萬(wàn)千瓦機(jī)組投產(chǎn)以來(lái)，已有數(shù)十臺(tái)百萬(wàn)千瓦機(jī)組投入運(yùn)行，火力燃煤機(jī)組已經(jīng)進(jìn)入百萬(wàn)千瓦級(jí)機(jī)組的時(shí)代。但目前百萬(wàn)千瓦機(jī)組的設(shè)計(jì)規(guī)程還是參照《DL5000-2000火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》[1]，該設(shè)計(jì)規(guī)程主要適用范圍是600 MW以下機(jī)組，600 MW以上可參照使用。在該規(guī)程中，對(duì)600 MW機(jī)組高壓廠用備用電源的規(guī)定，已經(jīng)存在啟備變?nèi)萘坎粔?、廠用電切換方式不明確的問(wèn)題，給工程設(shè)計(jì)帶來(lái)一定困擾[2];而對(duì)于單機(jī)容量達(dá)到1 000 MW級(jí)別機(jī)組，尤其是發(fā)電機(jī)出口裝設(shè)斷路器的接線形式，高壓廠用備用電源參考該規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)，在現(xiàn)場(chǎng)更是暴露出許多的問(wèn)題[3]。

本文通過(guò)對(duì)華能海門電廠1，2號(hào)機(jī)組(1 036 MW)高壓廠用備用電源設(shè)計(jì)問(wèn)題的分析，指出按照現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)程設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題，以及由此給現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行帶來(lái)的無(wú)法進(jìn)行廠用電快速切換的弊端，并在3號(hào)機(jī)組建設(shè)中，對(duì)高壓廠用備用電源切換方式進(jìn)行了改造和優(yōu)化，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證其可行性、正確性，一定程度上解決了這些弊端，供同型機(jī)組參考。

1 海門電廠廠用電切換簡(jiǎn)介

華能海門電廠總規(guī)劃容量為6×1 036 MW超超臨界燃煤機(jī)組，一期共有4臺(tái)1 036 MW超超臨界機(jī)組，1，2，3號(hào)機(jī)組已于2009年6月31日、2009年9月27日、2010年12月31日投產(chǎn)發(fā)電，4號(hào)機(jī)組計(jì)劃2011年底投產(chǎn)。

海門電廠發(fā)電機(jī)變壓器組采用單元接線，發(fā)電機(jī)和變壓器之間設(shè)置斷路器，廠用工作電源接于500/27 kV變壓器低壓側(cè)，每機(jī)設(shè)置2臺(tái)分裂高廠變，容量均為50 MVA，高壓廠用電壓為6 kV。備用電源接于110 kV系統(tǒng)，根據(jù)《DL/T 5153-2002廠用電規(guī)范》第4.5.3.3條， “備變?nèi)萘靠蔀?臺(tái)高壓廠用工作變的60%～100%”，容量為600 MW的機(jī)組，當(dāng)發(fā)電機(jī)出口裝有斷路器或負(fù)荷開(kāi)關(guān)時(shí)4臺(tái)及以下機(jī)組可設(shè)一臺(tái)高壓廠用備用變壓器。因此設(shè)置備變?nèi)萘繛?0 MVA，4臺(tái)機(jī)組共用1臺(tái)備用變。高壓廠用電源切換方式采用備用廠電源自投 (慢速切換，延時(shí)10 s)方式，僅作為機(jī)組事故情況下的安全停機(jī)用。海門電廠系統(tǒng)圖見(jiàn)圖1;原設(shè)計(jì)廠用電切換邏輯見(jiàn)圖2。

2 廠用電切換中存在的問(wèn)題

目前600 MW機(jī)組幾乎全部采用廠用電快速切換方式，無(wú)論正常切換還是事故切換，成功率已經(jīng)非常高了。而該廠的1 000 MW級(jí)機(jī)組反而不能實(shí)現(xiàn)快速切換，顯然是不合理的。但現(xiàn)有慢速切換的設(shè)計(jì)完全符合現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)程要求，設(shè)計(jì)單位系照章辦事。

現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)定采用慢速切換的一個(gè)重要理由是，1 000 MW級(jí)別機(jī)組在發(fā)電機(jī)出口裝設(shè)斷路器以后，廠用電可靠性非常高，可以不需要廠用電事故切換。然而可靠性高不等于不發(fā)生，有發(fā)生的可能而不考慮顯然是不妥當(dāng)?shù)?。?shí)際上，裝設(shè)了發(fā)電機(jī)出口斷路器，發(fā)生主變、廠變跳閘的事故概率依然很高。

案例1:2009年6月，海門1號(hào)機(jī)組啟動(dòng)期間，發(fā)電機(jī)機(jī)端軟連接部分?jǐn)嗔褜?dǎo)致定子接地，發(fā)電機(jī)跳閘，由于發(fā)電機(jī)斷路器失靈保護(hù)回路接線錯(cuò)誤保護(hù)誤動(dòng)，導(dǎo)致主變高壓側(cè)斷路器跳閘，由于當(dāng)時(shí)未投入備自投裝置，備用電源沒(méi)有自動(dòng)投入，導(dǎo)致廠用電源全失的事故。幸好柴油發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)成功，保安電源恢復(fù)，保證了機(jī)組安全停機(jī)。

案例2:2010年10月12日，與海門電廠同樣設(shè)計(jì)的某廠6號(hào)機(jī)組 (1 000 MW)主變發(fā)生故障，差動(dòng)保護(hù)和重瓦斯動(dòng)作跳閘，6 kV廠用電快切裝置延時(shí)1.5 s動(dòng)作 (實(shí)際上已經(jīng)是慢速切換)，將A，B，C，D段廠用電切換到4號(hào)啟備變。因大批高壓電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)，導(dǎo)致啟備變分支過(guò)流動(dòng)作，使得6 kV高壓廠用B、D段失電，這兩段所帶的保安段A、B段也失電。柴油發(fā)電機(jī)自啟動(dòng)后，因連鎖邏輯問(wèn)題未跳開(kāi)鍋爐段至保安B段的電源開(kāi)關(guān)，柴油機(jī)過(guò)負(fù)荷跳閘，頂軸油泵和盤車因失電未能自動(dòng)聯(lián)啟，導(dǎo)致大軸抱死事故。

而從運(yùn)行角度來(lái)講，采用慢速切換會(huì)存在以下問(wèn)題:

(1)正常運(yùn)行廠用電的可靠性下降。

在大多數(shù)情況下發(fā)生6 kV單段失壓的概率是比較大的，如果能夠快速切換，可保證該段6 kV電壓基本正常，廠用負(fù)荷平穩(wěn)切換至備用電源 ，對(duì)機(jī)組運(yùn)行無(wú)影響;而慢速切換過(guò)程中6 kV工作段會(huì)失電，該段廠用負(fù)荷瞬間全部停運(yùn)，會(huì)對(duì)正常運(yùn)行的機(jī)組造成沖擊，必將造成減負(fù)荷、甚至機(jī)組停運(yùn)。

(2)嚴(yán)重事故時(shí)安全停機(jī)的可靠性下降。

由于采用慢切，當(dāng)廠用電源消失，等備用電源投入時(shí) (10 s以上)，所有廠用高、低壓電動(dòng)機(jī)都已跳閘。如果保安電源 (柴油機(jī))不能及時(shí)啟動(dòng)，也很難保證安全停機(jī)。無(wú)法采取快速切換，相當(dāng)于減少了一個(gè)備用電源，無(wú)疑減少了安全停機(jī)的一道屏障。

(3)增加廠用電源切換難度。

在一些情況下，如果廠用負(fù)荷從備用電源切換到工作電源，或從工作電源切換到備用電源，都必須運(yùn)行人員手動(dòng)進(jìn)行，需要進(jìn)行大量的倒負(fù)荷操作，切換時(shí)間長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)，不但工作量大，而且誤操作的可能性也隨之增大。

(4)限制了機(jī)組啟動(dòng)的靈活性。

大機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，需要預(yù)先啟動(dòng)廠用負(fù)荷，耗時(shí)較長(zhǎng)。由于廠用電不能采取快速切換，因此只能在廠高變先受電的情況下才能啟動(dòng)，無(wú)法利用備變提前投入廠用負(fù)荷，在許多情況下無(wú)法為機(jī)組啟動(dòng)爭(zhēng)取時(shí)間，限制了機(jī)組啟動(dòng)的靈活性。

由以上問(wèn)題可見(jiàn)，原設(shè)計(jì)的廠用電切換方式雖符合規(guī)程要求，但對(duì)機(jī)組運(yùn)行安全性、供電可靠性及運(yùn)行方式的靈活性都有所影響，有必要考慮對(duì)此進(jìn)行優(yōu)化。

3 切換方式的優(yōu)化方案

3.1 對(duì)切換方式改造優(yōu)化的可行性

根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，1～3號(hào)機(jī)組廠用電率分別是3.21%，3.11%，2.95%，而啟備變?nèi)萘?50 MVA，完全可以滿足單臺(tái)機(jī)組的100%熱備用。但是由于是4臺(tái)機(jī)組共用一臺(tái)啟備變，不能滿足2臺(tái)及以上機(jī)組同時(shí)熱備用。因此，在啟備變?nèi)萘坑邢薜那疤嵯?，可以考慮單臺(tái)機(jī)組單段母線失壓快速切換，多臺(tái)機(jī)組故障只保證最重要的負(fù)荷優(yōu)先切換，這是實(shí)現(xiàn)快切改造方案的關(guān)鍵。

在1號(hào)、2號(hào)機(jī)組設(shè)計(jì)時(shí)，僅考慮到慢速切換，切換裝置采用RCS-9629型備自投裝置。為了在后續(xù)機(jī)組實(shí)現(xiàn)快速切換，在3號(hào)機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，將原來(lái)備自投裝置更換為SID-40B快速切換裝置，該裝置具有快切和備自投兩種功能，這是實(shí)現(xiàn)快速切換的物質(zhì)基礎(chǔ)。

優(yōu)化改造工作首先在3號(hào)機(jī)組進(jìn)行，3號(hào)機(jī)組試驗(yàn)成功后，再在1、2號(hào)機(jī)組實(shí)施改造。

3.2 各種工況下廠用電切換需求

(1)正常啟停機(jī)切換。

當(dāng)機(jī)組由啟備變帶廠用負(fù)荷啟動(dòng)時(shí)，主變和高廠變倒送電以后，需要將廠用電由備用電源切換到工作電源。采用并聯(lián)方式，高廠變和啟備變短時(shí)間合環(huán)運(yùn)行，切換過(guò)程廠用電不失電，對(duì)負(fù)荷無(wú)影響。避免了原來(lái)人工倒負(fù)荷的繁瑣過(guò)程。

(2)事故狀態(tài)快速切換。

事故狀態(tài)切換是優(yōu)化的難點(diǎn)，既要保證單段失壓時(shí)快速切換，又要全廠脫網(wǎng)故障時(shí)備用變不至于過(guò)負(fù)荷。事故狀態(tài)切換邏輯如下:

a.任意一段開(kāi)關(guān)偷跳。立即將本段廠用電快速切換到備用電源，保障機(jī)組帶負(fù)荷正常運(yùn)行。

b.單機(jī)主變或高廠變跳閘。立即啟動(dòng)63B段廠用電切換，同時(shí)閉鎖63A，63C，63D段切換，保證本機(jī)組安全停機(jī)。

c.500 kV線路全部跳閘，全廠脫網(wǎng)。各機(jī)組只啟動(dòng)6XB段快速切換，同時(shí)閉鎖各機(jī)組6XA，6XC，6XD段切換，保證4臺(tái)機(jī)組安全停機(jī)。在這種最嚴(yán)重工況下，1號(hào)啟備變要帶4臺(tái)機(jī)組的B段廠用電負(fù)荷。針對(duì)這種工況，統(tǒng)計(jì)了已投運(yùn)的3臺(tái)機(jī)組滿負(fù)荷工況下的B段實(shí)際負(fù)荷容量，見(jiàn)表1。實(shí)際數(shù)據(jù)表明，4臺(tái)機(jī)組滿負(fù)荷同時(shí)跳閘的最嚴(yán)重工況下，啟備變負(fù)荷不會(huì)大于50 MW的額定容量。

表1 全廠滿負(fù)荷時(shí)備變負(fù)荷統(tǒng)計(jì)Tab.1 Load data of standby transformer on condition of full load

3.3 廠用電切換方式的優(yōu)化

目前廠用電快速切換已經(jīng)是很成熟的技術(shù)了，單個(gè)切換裝置在正常及事故狀態(tài)下的切換成功率也都很高。而本方案的技術(shù)難點(diǎn)是事故狀態(tài)下只啟動(dòng)最重要的母線段切換，同時(shí)要閉鎖其余各段的切換，即閉鎖邏輯。整個(gè)邏輯的實(shí)現(xiàn)，是通過(guò)修改切換裝置邏輯、修改定值、增加閉鎖繼電器及回路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

整個(gè)切換邏輯見(jiàn)圖3。

由于本項(xiàng)目的特殊要求，快速切換裝置的廠家在常規(guī)的邏輯基礎(chǔ)上做了一些特殊修改。

(1)備自投方式和快切方式通過(guò)開(kāi)入量來(lái)進(jìn)行選擇，即由控制按鈕選擇。

(2)每臺(tái)機(jī)的任一段的快切裝置動(dòng)作時(shí)需要閉鎖其他段的快切裝置。實(shí)現(xiàn)方式為:當(dāng)某段快切裝置執(zhí)行事故切換或低壓切換或偷跳切換時(shí)，同時(shí)輸出3對(duì)閉鎖接點(diǎn)，閉鎖其余3段切換裝置啟動(dòng)。

(3)當(dāng)單機(jī)的4段母線同時(shí)失壓時(shí)，只投63B段快切裝置。分兩種情況:

圖3 優(yōu)化后的廠用電切換方式Fig.3 Mode of auxiliary supply changeover after optimizing

第1種，單臺(tái)機(jī)組發(fā)變組回路故障。通過(guò)本機(jī)發(fā)變組保護(hù)動(dòng)作去啟動(dòng)63B段快切裝置，同時(shí)，保護(hù)動(dòng)作此信號(hào)閉鎖63A，63C，63D其余3段的快切裝置。

第2種，500 kV出線同時(shí)跳閘導(dǎo)致本廠4臺(tái)機(jī)組全停，每臺(tái)單機(jī)4段母線同時(shí)失壓。由于線路保護(hù)動(dòng)作不會(huì)啟動(dòng)廠用電切換，而機(jī)組本身保護(hù)不會(huì)動(dòng)作，因此機(jī)組保護(hù)不啟動(dòng)廠用電切換。針對(duì)這種情況，在每臺(tái)機(jī)組設(shè)一低電壓繼電器，監(jiān)視發(fā)電機(jī)電壓，當(dāng)電壓低于70%電壓時(shí) (此電壓值可設(shè))，低電壓繼電器動(dòng)作，去啟動(dòng)63B段快切裝置，同時(shí)閉鎖信號(hào)閉鎖63A，63C，63D段快切裝置。

3.4 對(duì)并聯(lián)切換環(huán)流的計(jì)算

海門電廠啟備變接于廠外獨(dú)立110 kV線路，因此，在啟備變和高廠變低壓側(cè)電壓之間有一定的相位差。對(duì)于采取并聯(lián)切時(shí)的廠用電切換過(guò)程而言，相當(dāng)于電磁環(huán)網(wǎng)的短時(shí)合環(huán)操作，合環(huán)時(shí)相角差的存在會(huì)導(dǎo)致合環(huán)點(diǎn)出現(xiàn)功率潮流。功率潮流過(guò)大，會(huì)損傷變壓器，也可能導(dǎo)致保護(hù)動(dòng)作。鑒于廠用電切換失敗可能對(duì)1 000 MW機(jī)組安全性的重要影響，在切換試驗(yàn)前，必須對(duì)并聯(lián)切換時(shí)的環(huán)流進(jìn)行估算。

典型輸電線路電阻與電抗相比較小，假設(shè)R=0，即線路只有電抗，則電磁環(huán)網(wǎng)合環(huán)時(shí)功率潮流計(jì)算公式如下[4]:

式中:U1為工作電源電壓;U2為備用電源電壓;δ為U1與U2之間相角;X為整個(gè)電磁環(huán)網(wǎng)的阻抗和;P為有功潮流;Q為無(wú)功潮流。

由式 (1)、(2)可見(jiàn)，對(duì)于廠內(nèi)備用電源接線方式，即δ=0°，合環(huán)時(shí)有功潮流P=0，只有無(wú)功潮流，大小主要取決于電壓差，盡可能地減小電壓差 (主要方法是啟備變有載調(diào)壓)，即可將無(wú)功潮流降低到最小。而對(duì)于廠外備用電源接線方式，即δ較大時(shí)，合環(huán)時(shí)既有有功潮流，也有無(wú)功潮流。由于δ的存在，不可能完全消除合環(huán)時(shí)出現(xiàn)的功率潮流，只能利用δ受功率影響的特性，抓住δ較小的時(shí)機(jī) (即機(jī)組初并網(wǎng)尚未帶負(fù)荷的時(shí)候)進(jìn)行廠用電切換，可最大程度減輕功率潮流對(duì)變壓器的沖擊。

計(jì)算閉鎖角度的依據(jù)，是備用變能夠承受的最大電流，這個(gè)電流包括負(fù)荷電流和環(huán)流。將電網(wǎng)看做無(wú)窮大系統(tǒng)，由主變、高廠變、啟備變構(gòu)成的電磁環(huán)合環(huán)時(shí)的合環(huán)電流Ic可由下式 (3)計(jì)算:

式中:△E為壓差;U1為工作電源電壓;U2為備用電源電壓;X1為高廠變短路阻抗;X2為啟備變短路阻抗，X3為主變短路阻抗。注意計(jì)算時(shí)要將各短路阻抗折算到6.3 kV的等效阻抗。

海門電廠3號(hào)機(jī)組6 kV廠用電切換合環(huán)前，500 kV母線電壓為538 kV;110 kV母線電壓為110 kV;廠高變低壓側(cè)電壓相量超前啟備變低壓側(cè)電壓的相角約為11°。各短路阻抗折算到6.3 kV的等效阻抗為:主變電抗0.005 1 Ω;高廠變電抗0.150 8 Ω;啟備變電抗0.150 8 Ω。

500 kV母線電壓經(jīng)主變、高廠變低壓側(cè)6 kV電壓為

110 kV母線電壓經(jīng)高備變變壓至調(diào)到與廠高變電壓最接近，6 kV母線的電壓為

因此，合環(huán)電流Ic可計(jì)算出來(lái)

進(jìn)一步將該電流與高廠變、備用變保護(hù)動(dòng)作值進(jìn)行比較核算，確認(rèn)不會(huì)導(dǎo)致備變保護(hù)動(dòng)作，并且有一定裕量，容許廠用電并聯(lián)切換。

4 帶負(fù)荷工況下的廠用電切換試驗(yàn)

檢驗(yàn)以上切換方式的優(yōu)化方案成功與否的標(biāo)準(zhǔn)，必須是在機(jī)組帶負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，通過(guò)不同方式下廠用電切換試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。

4.1 正常并聯(lián)帶負(fù)荷切換試驗(yàn)

2010年12月25日，海門電廠3號(hào)機(jī)組帶340 MW負(fù)荷的工況下，實(shí)際進(jìn)行了6 kV高壓廠用電63A，63B，63C，63D段廠用電并聯(lián)切換試驗(yàn)。切換試驗(yàn)過(guò)程中，3號(hào)機(jī)組發(fā)變組保護(hù)、備用變保護(hù)無(wú)異常，6 kV各段高壓廠用電平穩(wěn)無(wú)異常，廠用輔機(jī)工作正常。

3號(hào)機(jī)6 kV各段高壓廠用電并聯(lián)切換過(guò)程中，工作電源進(jìn)線電流與備用電源進(jìn)線電流波形見(jiàn)圖4。環(huán)流在初始3～4個(gè)周波的沖擊電流較大，以后進(jìn)入穩(wěn)態(tài)環(huán)流，此電流流經(jīng)高廠變和備用變(也包含較小的負(fù)荷電流)，穩(wěn)態(tài)值折算到一次側(cè)約2 500 A，即證明了 (3)式中δ與合環(huán)電流Ic的關(guān)系與實(shí)際基本相符，估算是基本正確的。

這次并聯(lián)切換試驗(yàn)是該機(jī)組首次并網(wǎng)后進(jìn)行的，試驗(yàn)過(guò)程全部通過(guò)DCS遠(yuǎn)方操作，整個(gè)切換時(shí)間不超過(guò)5 min，與1號(hào)機(jī)組需要2個(gè)多小時(shí)停電倒負(fù)荷切換的人工切換過(guò)程相比，具有省時(shí)、省力、安全、可靠的優(yōu)點(diǎn)，受到運(yùn)行人員的一致好評(píng)。

4.2 事故狀態(tài)下帶負(fù)荷切換試驗(yàn)

圖4 海門電廠并聯(lián)切換波形Fig.4 Parallel changeover wave of Haimen Power Plant

由于事故狀態(tài)下切換試驗(yàn)具有一定的風(fēng)險(xiǎn)性，必須選擇適當(dāng)時(shí)機(jī)，如正常停機(jī)的時(shí)候進(jìn)行。因此，在2011年6月1日，進(jìn)行了3號(hào)機(jī)組的廠用電事故切換試驗(yàn)。

(1)開(kāi)關(guān)偷跳試驗(yàn)

3號(hào)機(jī)組計(jì)劃停機(jī)前，并網(wǎng)運(yùn)行，6 kV高壓廠用電63A，63B，63C，63D段工作電源開(kāi)關(guān)合位。手動(dòng)跳開(kāi)63A斷工作電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)，63A段快切裝置立即啟動(dòng)，以快速切換方式合上063A備用電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)，切換過(guò)程輔機(jī)無(wú)跳閘。切換過(guò)程波形見(jiàn)圖5。

(2)事故切換閉鎖邏輯試驗(yàn)

圖5 A段開(kāi)關(guān)偷跳試驗(yàn)Fig.5 Break off test of A section breaker

3號(hào)機(jī)脫網(wǎng)，3號(hào)主變及高廠變掛網(wǎng)運(yùn)行，6 kV高壓廠用電63A，63B，63C，63D段工作電源開(kāi)關(guān)合位。手動(dòng)跳開(kāi)主變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)5031，3號(hào)機(jī)全部廠用電失壓，6 kV高壓廠用電4段工作電源開(kāi)關(guān)同時(shí)跳閘，5 s后 (5 s設(shè)定可以更改)，切換裝置啟動(dòng)“殘壓切換”方式，合上063 B備用電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)，其余三段備用電源開(kāi)關(guān)未合閘，邏輯正確。事故切換閉鎖邏輯試驗(yàn)波形見(jiàn)圖6。

圖6 3號(hào)機(jī)組事故切換閉鎖邏輯試驗(yàn)Fig.6 No.3 unit logic test of emergency changeover lock

通過(guò)這兩次模擬事故切換，驗(yàn)證了優(yōu)化后的快切切換方案能夠?qū)崿F(xiàn)在廠用電單段失壓后快速切換，不影響機(jī)組運(yùn)行;而4段全部失壓后只投B段，防止備用變過(guò)負(fù)荷跳閘，保證機(jī)組安全停機(jī)的功能，使得機(jī)組廠用電的安全性、可靠性明顯高于原設(shè)計(jì)，達(dá)到了優(yōu)化的目的。

5 問(wèn)題探討及建議

5.1 進(jìn)一步完善事故切換試驗(yàn)

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，證明正常并聯(lián)切換效果良好，而事故切換還存在一些問(wèn)題，需要繼續(xù)調(diào)整完善，并且要擇機(jī)進(jìn)行實(shí)際切換試驗(yàn)，驗(yàn)證最終效果。

(1)事故快速切換時(shí)間的調(diào)整

盡管在切換過(guò)程中，A段負(fù)荷無(wú)跳閘，機(jī)組運(yùn)行正常，但由切換波形可以看出，斷流時(shí)間約為80 ms，當(dāng)備用開(kāi)關(guān)合閘后，沖擊電流較大且有波動(dòng)。說(shuō)明存在廠用輔機(jī)轉(zhuǎn)速下降后再重新回歸正常的過(guò)程，對(duì)輔機(jī)的運(yùn)行已經(jīng)有一定的潛在影響。因此，有必要通過(guò)調(diào)整定值進(jìn)一步減小斷流時(shí)間，提高切換安全性。根據(jù)有關(guān)資料[5]，此時(shí)間可縮短至30 ms。

(2)輕負(fù)荷不能快速切換

在事故切換閉鎖邏輯試驗(yàn)中，063B段備用電源是5 s以后才合閘的，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)預(yù)期快速切換的目的。其原因在于當(dāng)時(shí)已經(jīng)準(zhǔn)備停機(jī)，B段負(fù)荷幾乎全部停運(yùn)，當(dāng)63B工作電源開(kāi)關(guān)跳閘后，由于缺乏大電機(jī)的反饋電壓支撐，母線電壓迅速下降，快切裝置來(lái)不及實(shí)現(xiàn)快速切換，延時(shí)5 s后實(shí)現(xiàn)殘壓切換。

而實(shí)際運(yùn)行的機(jī)組，廠用負(fù)荷較大，母線殘壓會(huì)維持較長(zhǎng)時(shí)間，有利于實(shí)現(xiàn)快速切換。

為防止輕負(fù)荷時(shí)快切無(wú)法自投，將B段殘壓整定為0 s，其余3段不投殘壓，如快切不成功轉(zhuǎn)入長(zhǎng)延時(shí)切換，延時(shí)分別設(shè)為11 s，13 s，15 s。

5.2 對(duì)當(dāng)前設(shè)計(jì)問(wèn)題的建議

對(duì)于多臺(tái)機(jī)組共用一臺(tái)啟備變的主接線形式，如何實(shí)現(xiàn)廠用電源切換，現(xiàn)行規(guī)程沒(méi)有明確規(guī)定。因此設(shè)計(jì)單位對(duì)此可以予以忽視，如常見(jiàn)的“兩機(jī)一備”，不設(shè)計(jì)任何閉鎖;可以趨于保守，如本文所述，采用備自投慢速切換方式，都給生產(chǎn)運(yùn)行帶來(lái)諸多問(wèn)題。對(duì)此，很多電廠都進(jìn)行了技術(shù)改造，采用的方法五花八門[7～10]。建議設(shè)計(jì)單位對(duì)此進(jìn)行深入研究，設(shè)計(jì)出一套完善、合理且符合當(dāng)前技術(shù)水平的最優(yōu)解決方案，消除這個(gè)技術(shù)“盲點(diǎn)”。

6 結(jié)論

現(xiàn)行規(guī)程對(duì)百萬(wàn)等級(jí)機(jī)組廠用電的設(shè)計(jì)無(wú)法實(shí)現(xiàn)快速切換，本文對(duì)初始設(shè)計(jì)的備自投慢速?gòu)S用電切換方式進(jìn)行了快速切換改造和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了廠用電正常切換全部快速切換、事故切換部分快速切換，極大地減輕了運(yùn)行人員正常切換的工作量，提高了機(jī)組廠用電源的安全可靠性。

3號(hào)機(jī)組優(yōu)化后的廠用電快速切換功能經(jīng)實(shí)際帶負(fù)荷試驗(yàn)檢驗(yàn)，實(shí)際應(yīng)用效果良好，可以在1號(hào)、2號(hào)機(jī)組推廣。

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