淺談快切裝置在黑啟動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

王晗翔

摘要：某電廠黑啟動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中，需要頻繁進(jìn)行廠用電切換，在切換過(guò)程中，廠用電失電，僅部分重要設(shè)備使用蓄電池供電，會(huì)帶來(lái)一定的安全隱患?，F(xiàn)通過(guò)對(duì)廠用電構(gòu)架進(jìn)行分析，增設(shè)了黑啟動(dòng)快切裝置，實(shí)現(xiàn)了廠用電帶載、空載情況下的快速切換功能。該研究對(duì)其他黑啟動(dòng)電源點(diǎn)應(yīng)用具有較大的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：黑啟動(dòng);快切裝置;空載串聯(lián)切換;帶載串聯(lián)切換

1 黑啟動(dòng)快切裝置增設(shè)背景

上海某電廠是上海電網(wǎng)的主力調(diào)峰電廠，配置了4套9E級(jí)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組，該機(jī)組為天然氣、柴發(fā)雙燃料型機(jī)組，輔機(jī)容量小，啟動(dòng)時(shí)間快，可實(shí)現(xiàn)各種突發(fā)狀況下的緊急啟動(dòng)。為滿足上海電網(wǎng)需求，保障電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行，該電廠在2018年建設(shè)了黑啟動(dòng)裝置，成為上海電網(wǎng)黑啟動(dòng)電源點(diǎn)之一。

根據(jù)上海電網(wǎng)的要求，黑啟動(dòng)電源點(diǎn)需要定期開(kāi)展黑啟動(dòng)機(jī)組帶載試驗(yàn)。該電廠電氣一次系統(tǒng)圖如圖1所示。在黑啟動(dòng)機(jī)組執(zhí)行試驗(yàn)啟動(dòng)前，首先要將供電母線上（6 kV備用I段）的全部開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，此時(shí)廠用電處于失電狀態(tài)。待黑啟動(dòng)機(jī)組運(yùn)行正常后，合上黑啟動(dòng)柴發(fā)出口斷路器，用黑啟動(dòng)柴發(fā)向廠用電供電。試驗(yàn)結(jié)束后，斷開(kāi)黑啟動(dòng)柴發(fā)出口斷路器，合上1號(hào)高備變6 kV斷路器，用高備變向廠用電供電。

廠用電切換期間，控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等重要設(shè)備只能依靠蓄電池供電，存在重大安全隱患。另外，使用黑啟動(dòng)柴發(fā)向廠用電供電時(shí)，廠用電系統(tǒng)僅有黑啟動(dòng)柴發(fā)一個(gè)電源，運(yùn)行方式較為薄弱，一旦發(fā)生設(shè)備故障，將會(huì)造成廠用電失電，嚴(yán)重影響生產(chǎn)安全。

2 黑啟動(dòng)快切裝置的應(yīng)用

為解決黑啟動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中廠用電薄弱問(wèn)題，在現(xiàn)有廠用電的架構(gòu)模式下，該電廠計(jì)劃結(jié)合黑啟動(dòng)同期功能增設(shè)黑啟動(dòng)快切裝置，實(shí)現(xiàn)廠用電黑啟動(dòng)電源與常用電源的快速切換，保證黑啟動(dòng)試驗(yàn)期間重要設(shè)備與廠用電系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，避免造成安全事故。

2.1? ? 黑啟動(dòng)快切裝置的選擇

黑啟動(dòng)快切裝置主要是為了保證廠用電供電的可靠性，裝置必須有防干擾設(shè)計(jì)，提高抗電磁干擾的水平，同時(shí)應(yīng)設(shè)有閉鎖繼電器，確保裝置可靠性。最后該電廠選擇了MFC5103A型微機(jī)廠用電切換裝置。該裝置的基本功能主要包括：（1）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)行參數(shù)及運(yùn)行狀態(tài);（2）完成常用、備用電源的快速切換;（3）實(shí)現(xiàn)低壓減載、閉鎖報(bào)警、事故處理等安全功能;（4）啟動(dòng)后加速保護(hù);（5）事件追溯、錄波、打印、通信、GPS對(duì)時(shí)等。

該電廠增設(shè)黑啟動(dòng)快切裝置后，可實(shí)現(xiàn)1號(hào)高備變低壓側(cè)開(kāi)關(guān)和黑啟動(dòng)機(jī)組出口斷路器2個(gè)開(kāi)關(guān)之間的快速切換，切換過(guò)程中6 kV備用I段母線不失電，提高了黑啟動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程的安全性。

2.2? ? 快切試驗(yàn)

2.2.1? ? 空載串聯(lián)切換

空載串聯(lián)切換試驗(yàn)前，1號(hào)高備變低壓側(cè)開(kāi)關(guān)斷路器處于合閘狀態(tài)，黑啟動(dòng)機(jī)組出口斷路器處于分閘狀態(tài)，6 kV備用I段母線由1號(hào)高備變供電，6 kV I段、6 kV II段由6 kV備用I段母線供電，6 kV廠用電無(wú)負(fù)載。

（1）6 kV備用I段母線在空載狀態(tài)下，由高備變供電切換至黑啟動(dòng)柴發(fā)供電試驗(yàn)：確認(rèn)6 kV備用I段母線無(wú)負(fù)載，運(yùn)行人員執(zhí)行黑啟動(dòng)同期操作，啟動(dòng)快切（串聯(lián)）切換裝置，并由試驗(yàn)人員開(kāi)始錄波。黑啟動(dòng)快切裝置斷開(kāi)1號(hào)高備變低壓側(cè)開(kāi)關(guān)斷路器，合上黑啟動(dòng)機(jī)組出口斷路器，試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

試驗(yàn)結(jié)果顯示，空載情況下，6 kV備用I段母線能夠成功從高備變供電快速切換至黑啟動(dòng)柴發(fā)供電。

（2）6 kV備用I段母線在空載狀態(tài)下，由黑啟動(dòng)柴發(fā)供電切換至高備變供電試驗(yàn)：確認(rèn)6 kV備用I段母線無(wú)負(fù)載，運(yùn)行人員執(zhí)行黑啟動(dòng)同期操作，啟動(dòng)快切（串聯(lián)）切換裝置，并由試驗(yàn)人員開(kāi)始錄波。黑啟動(dòng)快切裝置斷開(kāi)黑啟動(dòng)機(jī)組出口斷路器，合上1號(hào)高備變低壓側(cè)開(kāi)關(guān)斷路器，試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

試驗(yàn)結(jié)果顯示，空載情況下，6 kV備用I段母線能夠成功從黑啟動(dòng)柴發(fā)供電快速切換至高備變供電。

2.2.2? ? 帶載串聯(lián)切換

帶載串聯(lián)切換試驗(yàn)前，1號(hào)高備變低壓側(cè)開(kāi)關(guān)斷路器處于分閘狀態(tài)，黑啟動(dòng)機(jī)組出口斷路器處于合閘狀態(tài)，6 kV備用I段母線由黑啟動(dòng)柴發(fā)供電，6 kV I段、6 kV II段由6 kV備用I段母線供電，6 kV廠用電無(wú)負(fù)載，確認(rèn)1號(hào)循泵處于熱備用狀態(tài)。

6 kV備用I段母線在帶載狀態(tài)下，由黑啟動(dòng)柴發(fā)供電切換至高備變供電試驗(yàn)：確認(rèn)6 kV備用I段母線無(wú)負(fù)載，運(yùn)行人員啟動(dòng)1號(hào)循泵，之后執(zhí)行黑啟動(dòng)同期操作，啟動(dòng)快切（串聯(lián)）切換裝置，并由試驗(yàn)人員開(kāi)始錄波。黑啟動(dòng)快切裝置斷開(kāi)黑啟動(dòng)機(jī)組出口斷路器，合上1號(hào)高備變低壓側(cè)開(kāi)關(guān)斷路器，試驗(yàn)結(jié)果如圖4、圖5所示。

試驗(yàn)結(jié)果顯示，帶載情況下，6 kV備用I段母線能夠成功從黑啟動(dòng)柴發(fā)供電快速切換至高備變供電。

2.3? ? 試驗(yàn)結(jié)果

無(wú)論是在空載還是帶載的情況下，黑啟動(dòng)快切裝置均能實(shí)現(xiàn)6 kV備用I段雙電源之間的快速切換，提高了廠用電系統(tǒng)的可靠性，保證了黑啟動(dòng)定期試驗(yàn)期間廠內(nèi)重要設(shè)備與整個(gè)廠用電系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，杜絕發(fā)生廠用電全失的可能性，解除了電網(wǎng)失電后黑啟動(dòng)因廠用電不穩(wěn)定而輸電失敗的后顧之憂。

3 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)某電廠黑啟動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中的薄弱點(diǎn)，增設(shè)了黑啟動(dòng)快切裝置，保證了廠內(nèi)重要設(shè)備與整個(gè)廠用電系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，避免設(shè)備損壞。在電網(wǎng)發(fā)生故障廠用電全失的情況下，該電廠通過(guò)黑啟動(dòng)機(jī)組向6 kV廠用電系統(tǒng)供電，保證9E燃機(jī)啟動(dòng)正常，順利實(shí)現(xiàn)黑啟動(dòng)功能。