MFT保護(hù)回路雙電源改造

慕洪峰 李越文 李磊

摘 ?要：文章針對本廠長期存在的MFT保護(hù)回路直流雙電源系統(tǒng)形成了環(huán)路的重大安全隱患進(jìn)行改造， 通過雙電源切換裝置將兩路直流電源進(jìn)行隔離，保證了熱控直流電源的安全運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了兩路熱控直流電源系統(tǒng)的完全隔離。

關(guān)鍵詞：MFT;直流電源;隔離;改造

中圖分類號：TM621.7 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2016）26-0114-02

1 ?改造的必要性

MFT（主燃料跳閘）是保證鍋爐安全運(yùn)行的核心內(nèi)容，在出現(xiàn)任何危及鍋爐安全運(yùn)行的危險工況時，MFT動作，所有進(jìn)入爐膛的油和煤將被快速切斷，以保證鍋爐安全，避免事故發(fā)生或限制事故進(jìn)一步擴(kuò)大。

為了有效地提高M(jìn)FT動作的可靠性，MFT設(shè)計(jì)成軟、硬兩路冗余。當(dāng)出現(xiàn)跳閘條件時，MFT除了通過軟件動作相關(guān)設(shè)備，同時還通過硬件即跳閘繼電器板將此信號發(fā)往其它系統(tǒng)，跳閘相關(guān)設(shè)備。我公司設(shè)計(jì)有MFT繼電器盤，為了減少誤動，防止拒動，MFT信號在硬件上進(jìn)行3取2，最大限度的保護(hù)全廠設(shè)備。當(dāng)MFT發(fā)生后， 繼電器動作，通過硬接線使相關(guān)設(shè)備跳閘，這就要求MFT繼電器的電源必須可靠，一旦發(fā)生故障，不能及時跳閘相關(guān)設(shè)備，將直接影響機(jī)組的安全運(yùn)行，給主、輔設(shè)備造成重大損壞。

根據(jù)《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項(xiàng)反措》要求，火力發(fā)電廠機(jī)爐保護(hù)跳閘回路所用電源應(yīng)可靠，以保障保護(hù)不發(fā)生拒動、誤動。我公司#1-#6機(jī)組MFT跳閘回路所用兩路220VDC電源經(jīng)二極管并列運(yùn)行，形成了環(huán)路，與反措要求相違背，因此需通過雙電源切換裝置將兩路直流220V電源進(jìn)行隔離。

2 ?原直流電源系統(tǒng)存在的問題

2.1 ?系統(tǒng)原理

原MFT的直流電源是由兩路電氣直流電源Ⅰ、Ⅱ并聯(lián)提供，如圖1所示，兩路電源的正極各串接了1個二極管，負(fù)極各串聯(lián)了一個與正極反向二極管，經(jīng)二極管自動高選后輸出一路。根據(jù)二極管的工作特性，正常情況下，兩路直流電源有一路始終處于工作狀態(tài)，當(dāng)此路電源出現(xiàn)故障，另一路電源二極管經(jīng)短時間導(dǎo)通進(jìn)入工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)無擾切換，保證熱控電源的不間斷。

2.2 ?安全隱患

原直流電源系統(tǒng)中，熱控直流電源的正極是通過二極管把兩路電氣直流電源Ⅰ、Ⅱ的正極連在一起，負(fù)極通過反向二極管連接在一起，這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)使得兩路直流電源形成環(huán)路，沒有完全獨(dú)立，使機(jī)組的安全運(yùn)行存在隱患。原系統(tǒng)結(jié)構(gòu)只要發(fā)生直流接地故障，不論在何位置，兩路直流系統(tǒng)會同時接地，電氣的接地選線裝置將無法正確判斷接地點(diǎn)的位置，給故障查找及事故處理工作帶來很大困難。同時，在查找接地點(diǎn)的過程中，熱控電源有全部喪失的風(fēng)險，可能引發(fā)更嚴(yán)重后果，嚴(yán)重威脅機(jī)組的安全運(yùn)行。

3 ?改造方案

①每臺機(jī)組MFT跳閘回路電源系統(tǒng)增加2套直流雙電源切換裝置，兩套雙電源切換裝置分別命名為#1、#2。電源切換裝置安裝在DCS網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜內(nèi)。

②現(xiàn)MFT跳閘回路所用兩路電源為#1雙電源切換裝置提供電源，電氣專業(yè)再分別從直流Ⅰ段和直流Ⅱ提供兩路電源供#2雙電源切換裝置。

③日常運(yùn)行時，兩套雙電源切換裝置輸出應(yīng)為同一直流段，即可避免直流供電系統(tǒng)行程環(huán)路。

④雙電源切換裝置工作電源應(yīng)在85～270 V DC，切換時間小于8 ms，額定電流不小于30 A。

⑤由切換裝置提供電源監(jiān)視、裝置故障報警點(diǎn)輸出。

⑥改造工作在機(jī)組檢修時進(jìn)行。

4 ?改造后直流電源系統(tǒng)

4.1 ?改造后直流電源系統(tǒng)工作原理

改造后直流雙電源轉(zhuǎn)換裝置采用進(jìn)口大功率直流真空接觸器作為轉(zhuǎn)換開關(guān)，同時輔助以大功率DC/DC轉(zhuǎn)換電路，保證在轉(zhuǎn)換開關(guān)開斷瞬間輸出電壓穩(wěn)定。

裝置基本原理框圖，如圖2所示，輸入電源回路Ⅰ（簡稱主電）以及輸入電源回路Ⅱ（簡稱備電）分別經(jīng)二極管、接觸器并聯(lián)到輸出端。兩個輔助電源的輸入端分別取自回路Ⅰ和回路Ⅱ，且相互獨(dú)立，裝置內(nèi)部的邏輯回路由兩個輔助電源同時供電，當(dāng)任何一路輸入失電時，裝置內(nèi)部邏輯都不會受影響。

裝置正常工作時，主電源經(jīng)防反二極管直接輸出，備用電源處于斷開狀態(tài)。當(dāng)處于工作狀態(tài)的主電源由于故障造成電壓跌落或失電時，裝置內(nèi)電壓檢測回路檢測到輸入端電壓變化，當(dāng)電壓值跌落到額定電壓的75%～80%時，裝置判斷該路電源出現(xiàn)故障，發(fā)出電源切換指令，輸出電壓即切換到備用電源上，整個切換過程約為15～30 ?ms，在切換過程中，裝置的輸出端電壓經(jīng)DC/DC回路維持在額定電壓的90%～95%左右。

當(dāng)主電源直流系統(tǒng)故障排除，恢復(fù)供電時，裝置面板對應(yīng)電源指示燈亮，裝置自動切換回主電源供電。

裝置切換過程中，面板上紅色告警指示燈會有瞬間閃爍，屬于正常現(xiàn)象。裝置告警端子Ⅰ為常閉接點(diǎn)，當(dāng)裝置主電源輸入、備用電源輸入、以及電源輸出3個端口中任意一路電壓低于額定值的80%時，常閉接點(diǎn)打開，通知裝置失電;端子Ⅱ?yàn)槌ｉ_接點(diǎn)，當(dāng)裝置內(nèi)部出現(xiàn)嚴(yán)重故障時，接點(diǎn)閉合，通知裝置出現(xiàn)故障。

在裝置運(yùn)行過程中，實(shí)時監(jiān)視裝置的運(yùn)行狀態(tài)是保證可靠供電的基礎(chǔ);因此要求將告警端子接到監(jiān)控系統(tǒng)，當(dāng)有故障發(fā)生時能得到及時有效的處理。

4.2 ?造后系統(tǒng)試驗(yàn)

4.2.1 ?通電前檢查

①檢查裝置輸入端、輸出端極性正確;

②確認(rèn)輸入電源電壓范圍滿足裝置要求;

③確認(rèn)輸入端空開處于斷開位置，輸出端負(fù)載斷開。

4.2.2 ?裝置通電檢查

①合上主回路電源空開，觀察裝置面板上的指示燈，Ⅰ路電源指示燈和Ⅰ路工作指示燈應(yīng)點(diǎn)亮;第一路報警指示燈亮起，約幾十秒后裝置自檢結(jié)束后熄滅;

②合上備用電源空開，Ⅱ路電源指示燈點(diǎn)亮;

③測量輸出電壓幅值、極性正常;

④輸出端帶載，測量輸出電壓正常。

4.2.3 ?改造后試驗(yàn)

①確定裝置輸入為雙路正常電壓，輸出帶正常負(fù)荷;

②觀察面板指示燈狀態(tài)，將主電源空開斷開，裝置立即切換到備用電源上，切換時間為0.42 ms，符合改造方案中切換時間小于8 ms要求。運(yùn)行燈和電源燈也相應(yīng)變化。

③測量輸出電壓為230.8 V，比輸入電壓232低1.2 V屬于正常范圍。

④將主回路空開合上，對應(yīng)的電源指示燈亮起，電源切換到主回路。

⑤斷開備用電源空開，裝置Ⅱ路電源指示燈熄滅，裝置無切換動作。

⑥再次測量輸出電壓為230.8處于正常值。

⑦合上備用電源空開，試驗(yàn)結(jié)束。

整個試驗(yàn)過程中，裝置可靠切換，負(fù)載設(shè)備沒有異常情況，面板無異常告警狀態(tài)。

5 ?結(jié) ?語

本次改造解決了MFT保護(hù)回路直流雙電源系統(tǒng)形成了環(huán)路的重大安全隱患，通過雙電源切換裝置將兩路直流電源進(jìn)行隔離，改造后的電源切換裝置有故障報警和失電報警輸出功能，報警信號被引至監(jiān)視系統(tǒng)，熱控電源的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時監(jiān)視，便于及時發(fā)現(xiàn)和處理問題。經(jīng)過半年時間的運(yùn)行，裝置工作穩(wěn)定可靠，狀態(tài)良好，本次改造成功。

參考文獻(xiàn)：

[1] 望亭發(fā)電廠.660 MW超超臨界火力發(fā)電機(jī)組培訓(xùn)教材（熱控分冊）[M].

北京：中國電力出版社，2011.

[2] 國能安全[2014]161號，防止電力生產(chǎn)事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求[S].