發(fā)電廠機(jī)組6kV高壓廠用段母線低電壓保護(hù)邏輯可靠性優(yōu)化

摘 要：本文指出了發(fā)電廠機(jī)組6kV高壓廠用段母線低電壓保護(hù)的作用，闡述了某廠現(xiàn)有機(jī)組6kV高壓廠用段母線低電壓保護(hù)動(dòng)作邏輯存在的問題，并提出優(yōu)化方案來提高機(jī)組6kV高壓廠用段母線低電壓保護(hù)動(dòng)作可靠性。為發(fā)電廠發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力的保障。

關(guān)鍵詞：低電壓；存在問題；優(yōu)化；保障

發(fā)電廠機(jī)組6kV高壓廠用段輔機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行直接影響著機(jī)組的安全可靠穩(wěn)定運(yùn)行。

當(dāng)發(fā)電廠機(jī)組6kV廠用段母線電壓消失或者降低時(shí)，母線上所帶的高壓電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)降低，當(dāng)母線電壓恢復(fù)時(shí)，高壓電動(dòng)機(jī)將自啟動(dòng)，而自啟動(dòng)電流將達(dá)到高壓電動(dòng)機(jī)額定電流的4～7倍，這種情況將加長(zhǎng)系統(tǒng)母線電壓恢復(fù)的時(shí)間，更增加了高壓電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)的困難。所以當(dāng)發(fā)電廠機(jī)組廠用段發(fā)生母線電壓降低時(shí)，應(yīng)切除母線上一些不重要的高壓電動(dòng)機(jī)，使系統(tǒng)母線壓降減少，保障系統(tǒng)母線電壓能夠在最短的時(shí)間內(nèi)盡快恢復(fù)。

發(fā)電機(jī)6kV高壓廠用電系統(tǒng)母線一般均設(shè)有低電壓保護(hù)以保證在高壓廠用電系統(tǒng)母線發(fā)生低電壓時(shí)能夠?qū)⒉皇呛苤匾母邏弘妱?dòng)機(jī)切除，可以縮短系統(tǒng)母線電壓的恢復(fù)時(shí)間，避免事故的進(jìn)一步惡化。

1 優(yōu)化前低電壓邏輯

某大型坑口發(fā)電廠一期工程安裝6*350MW汽輪發(fā)電機(jī)組，每臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)組配備一臺(tái)聯(lián)結(jié)組別為D，yn1-yn1，低壓側(cè)有兩個(gè)6kV分支的高廠變，給機(jī)組6kV高壓廠用段供電。而每臺(tái)機(jī)組6kV高壓廠用段的母線電壓互感器變比為6.3/0.1KV，同時(shí)在母線電壓互感器控制柜內(nèi)配置有一個(gè)監(jiān)視母線二次三相電壓GOLD公司的AI939/175/AC100V型的低電壓繼電器。當(dāng)機(jī)組6kV高壓廠用段母線電壓因故低至68%（對(duì)應(yīng)二次電壓為68V）時(shí)，低電壓繼電器動(dòng)作，給DCS發(fā)出“U SWGR VOLTAGE

電氣接線圖如圖一所示：

邏輯圖如圖二所示：

2 存在問題

由于該廠機(jī)組自2001年投入運(yùn)行。同樣機(jī)組6kV高壓廠用段電壓互感器柜內(nèi)的低電壓繼電器已運(yùn)行10年以上。由于低電壓繼電器的原因在廠內(nèi)已經(jīng)引發(fā)了幾起不安全事故，例如：

2012年4月19日21時(shí)10分，#1汽輪發(fā)電機(jī)組帶290MW負(fù)荷，#1機(jī)組6kV高壓廠用Ⅱ段10BBB母線低電壓保護(hù)動(dòng)作，導(dǎo)致12凝結(jié)給水泵變頻跳閘，11凝結(jié)給水泵工頻聯(lián)啟；1B引風(fēng)機(jī)、1B送風(fēng)機(jī)、1B一次風(fēng)機(jī)停運(yùn)，1C磨煤機(jī)、1D磨煤機(jī)停運(yùn)，機(jī)組觸發(fā)RB，A、B組油槍自動(dòng)投入。經(jīng)維護(hù)人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)檢查，#1機(jī)組6kV高壓廠用Ⅱ段低電壓動(dòng)作信號(hào)已返回，在#1機(jī)組6kV高壓廠用Ⅱ段母線電壓互感器控制柜內(nèi)測(cè)量低電壓繼電器接點(diǎn)正常未動(dòng)作。在#1機(jī)組工程師站查看熱工報(bào)表顯示#1機(jī)組6kV高壓廠用Ⅱ段電壓在“6kV高壓廠用Ⅱ段低電壓信號(hào)”動(dòng)作的這段時(shí)間內(nèi)并未出現(xiàn)較大的波動(dòng)（即電壓波動(dòng)沒有達(dá)到低電壓繼電器的動(dòng)作值）；報(bào)表顯示2012年4月19日21時(shí)10分50秒，低電壓繼電器動(dòng)作，直到2012年4月19日21時(shí)23分26秒才返回。綜合檢查分析判斷為低電壓繼電器誤動(dòng)造成此次機(jī)組的RB事故。

結(jié)合廠內(nèi)幾起不安全事故的檢查結(jié)果綜合分析，現(xiàn)廠內(nèi)機(jī)組6kV高壓母線低電壓保護(hù)存在的問題有：

（1）低電壓繼電器接線簡(jiǎn)單，三相電壓互感器二次電壓只接了一只監(jiān)視三相電壓的低電壓繼電器；

（2）低電壓繼電器長(zhǎng)期帶電，控制柜二次設(shè)備多且位置緊湊，設(shè)備發(fā)熱且老化，存在繼電器接點(diǎn)損壞現(xiàn)象；

（3）低電壓保護(hù)動(dòng)作邏輯簡(jiǎn)單，只取低電壓繼電器動(dòng)作接點(diǎn)和電壓互感器二次電源小開關(guān)輔助觸點(diǎn)作為判據(jù)。

所以為了防止類似情況的再次發(fā)生造成機(jī)組RB甚至機(jī)組非停，保障機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行特提出此優(yōu)化方案。

3 優(yōu)化方案

3.1 優(yōu)化方案

首先對(duì)廠內(nèi)機(jī)組所有老化低電壓繼電器進(jìn)行更換，其次在原有母線低電壓保護(hù)的基礎(chǔ)上，增加兩只低電壓繼電器，采用三取二方式判斷機(jī)組6kV高壓母線系統(tǒng)低電壓繼電器動(dòng)作情況；同時(shí)采集機(jī)組6kV高壓廠用段母線電壓模擬量和給低電壓繼電器供電的二次電源小開關(guān)輔助觸點(diǎn)進(jìn)行判斷。即優(yōu)化后機(jī)組6kV高壓母線低電壓保護(hù)動(dòng)作判據(jù)有：

（1）給三只低電壓繼電器供電的電壓互感器二次電源小開關(guān)在合位；

（2）三只低電壓繼電器有兩只及兩只以上動(dòng)作；

（3）采集母線電壓模擬量，當(dāng)U<68%時(shí)觸發(fā)；

當(dāng)上面（2）、（3）條件滿足時(shí)，發(fā)“低電壓報(bào)警”信號(hào)：當(dāng)（1）、（2）、（3）條件滿足時(shí)，發(fā)“母線低Ⅰ值”信號(hào)，2s后切換凝結(jié)水泵；當(dāng)（1）、（2）、（3）條件滿足，“母線低Ⅰ值”信號(hào)保持5s后發(fā)“母線低Ⅱ值”信號(hào)，停運(yùn)該機(jī)組該段母線低電壓保護(hù)的高壓電動(dòng)機(jī)。

3.2 電氣回路改造

在機(jī)組6kV高壓廠用段母線電壓互感BBA（BBB）09控制柜內(nèi)增加兩只電壓互感器二次電源小開關(guān)及兩只低電壓繼電器，與原來的一只低電壓繼電器構(gòu)成三取二的方式，能可靠由低電壓繼電器來判斷機(jī)組6kV高壓廠用段母線低電壓的真實(shí)性。

電氣接線圖如圖三所示：

3.3 熱工邏輯方面

首先將電氣送過來的三只低電壓繼電器的低電壓信號(hào)進(jìn)行三取二，即把只有當(dāng)三只低電壓繼電器中的兩只及兩只以上低電壓繼電器動(dòng)作作為機(jī)組6kV高壓母線低電壓的動(dòng)作判據(jù)；同時(shí)將機(jī)組6kV母線電壓模擬量和三只低電壓繼電器電壓互感器二次電源小開關(guān)的輔助觸點(diǎn)也作為機(jī)組6kV高壓母線低電壓保護(hù)的動(dòng)作判據(jù)。

邏輯圖如圖四：

3.4 施工過程

3.4.1 方案實(shí)施前準(zhǔn)備工作

通過電氣及熱工的協(xié)力討論制定了此項(xiàng)優(yōu)化方案并報(bào)各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)審批后進(jìn)行備件如低電壓繼電器、PT電源二次小開關(guān)、電纜的采集準(zhǔn)備工作。利用機(jī)組停機(jī)機(jī)會(huì)進(jìn)行此項(xiàng)優(yōu)化改造工作。

3.4.2 改造過程

機(jī)組停運(yùn)后，辦理工作票，聯(lián)系運(yùn)行人員將機(jī)組6kV高壓廠用段停運(yùn)。在機(jī)組6kV高壓廠用段母線電壓互感器BBA（BBB）09柜控制柜內(nèi)加裝電壓互感器二次電源小開關(guān)和低電壓繼電器按照?qǐng)D三接線，并與熱工聯(lián)系進(jìn)行電纜的核對(duì)校驗(yàn)。

3.4.3 試驗(yàn)工作

將母線電壓互感器一次小車?yán)鲋粮綦x位，做好隔離措施確保電氣一次系統(tǒng)與二次回路隔離，防止二次試驗(yàn)電壓返回一次系統(tǒng)，造成設(shè)備損壞及人身傷亡事故。聯(lián)系熱工人員做好母線低電壓保護(hù)動(dòng)作的閉鎖模擬，防止試驗(yàn)低電壓動(dòng)作信號(hào)造成另一段母線上設(shè)備誤動(dòng)。在母線電壓互感器控制柜內(nèi)合上給低電壓繼電器供電的三只電壓互感器二次電源小開關(guān)，在端子排上用繼電保護(hù)測(cè)試儀給低電壓加入三相交流電100V。

（1）將三相交流電由100V降至68V以下，模擬母線電壓發(fā)生低電壓，檢查三只低電壓繼電器正確動(dòng)作和熱工“母線低電壓”信號(hào)觸發(fā)正確；

（2）只降低三只低電壓繼電器中的兩只低電壓繼電器的三相交流電—由100V降至68V以下，檢查兩只低電壓繼電器正確動(dòng)作和熱工“母線低電壓”信號(hào)觸發(fā)正確；

（3）只降低三只低電壓繼電器中的一只低電壓繼電器的三相交流電由100V降至68V以下，檢查一只低電壓繼電器正確動(dòng)作和熱工“母線低電壓”信號(hào)不觸發(fā)；

試驗(yàn)完畢后拆除繼電保護(hù)測(cè)試儀，恢復(fù)措施，清理現(xiàn)場(chǎng)，通知熱工人員試驗(yàn)完畢，解除母線低電壓動(dòng)作的閉鎖模擬。終結(jié)工作票，投入運(yùn)行后檢查低電壓繼電器回路正常。

3.5 優(yōu)化后效果

優(yōu)化改造后，通過增加低電壓繼電器數(shù)量對(duì)低電壓繼電器動(dòng)作接點(diǎn)進(jìn)行三取二方式及增加機(jī)組6kV母線電壓模擬量判據(jù)，增強(qiáng)了機(jī)組6kV高壓廠用段母線低電壓保護(hù)動(dòng)作的真實(shí)性、可靠性。減少因單一的低電壓繼電器誤動(dòng)原因造成的機(jī)組RB甚至機(jī)組非停事故。

4 結(jié)束語

此項(xiàng)優(yōu)化改造工作基本不直接產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，但通過此次對(duì)機(jī)組6kV高壓廠用段母線低電壓保護(hù)邏輯的優(yōu)化改造，提高了機(jī)組6kV高壓廠用段母線低電壓保護(hù)動(dòng)作的真實(shí)性、可靠性，杜絕因單個(gè)低電壓繼電器的誤動(dòng)造成機(jī)組6kV高壓廠用段母線低電壓保護(hù)動(dòng)作，從而造成機(jī)組RB甚至機(jī)組非停事故。保障了發(fā)電廠汽輪發(fā)電機(jī)組的安全可靠運(yùn)行，間接產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

[參考文獻(xiàn)]

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[2]發(fā)電廠內(nèi)機(jī)組電氣系統(tǒng)及熱工邏輯圖紙.