100 MW光熱發(fā)電機(jī)組保安電源邏輯調(diào)試實(shí)踐

徐靖飛，奇云峰，黃曉鵬，王震華，鄭 晨

(國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110006)

國(guó)內(nèi)大型單元機(jī)組必須配置柴油發(fā)電機(jī)組及應(yīng)急保安電源母線，其目的是預(yù)防電網(wǎng)發(fā)生事故或其他原因致使發(fā)電廠廠用電源長(zhǎng)時(shí)間停電而造成事故[1]，如汽輪機(jī)盤車電機(jī)電源、密封油泵、頂軸油泵電源、交流潤(rùn)滑油泵電源等。而光熱發(fā)電機(jī)組除了汽輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)需要應(yīng)急電源外，儲(chǔ)熱換熱部分同樣需要應(yīng)急保安電源[2-3]。

某新建100 MW光熱發(fā)電廠的柴油發(fā)電機(jī)組為1臺(tái)KOHLER KD3500-F型自動(dòng)快速啟動(dòng)應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組，安裝于儲(chǔ)換熱島區(qū)域，與之配套的油箱容量能夠滿足12 h滿負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行。該機(jī)組設(shè)置了1路保安MCC段保安電源，保安電源設(shè)置3路進(jìn)線電源，分別取自廠用PC A段、廠用PC B段、儲(chǔ)熱PC B段。

本文對(duì)該新建100 MW光熱發(fā)電廠的交流事故保安電源系統(tǒng)的調(diào)試進(jìn)行了研究，該機(jī)組經(jīng)本文邏輯方案調(diào)整試驗(yàn)后，交流事故保安電源系統(tǒng)完全滿足設(shè)計(jì)要求，達(dá)到了機(jī)組投產(chǎn)的要求。

1 交流事故保安電源的接線形式及聯(lián)鎖邏輯

該新建100 MW光熱發(fā)電廠配置1臺(tái)額定功率為2500 kW、6.3 kV快速啟動(dòng)的柴油發(fā)電機(jī)組，2臺(tái)400 V快速電源切換開關(guān)，1路400 V保安MCC段。圖1為廠用電源系統(tǒng)圖。

圖1 新建100 MW光熱發(fā)電廠的廠用電源系統(tǒng)

正常供電時(shí)，高廠變?yōu)闄C(jī)組6 kV A段供電，啟備變?yōu)闄C(jī)組6 kV B段供電，機(jī)組6 kV母聯(lián)開關(guān)6203為分位備用。機(jī)組6 kV A段通過652、6521斷路器為儲(chǔ)熱6 kV A段供電，機(jī)組6 kV B段通過654、6541斷路器為儲(chǔ)熱6 kV B段供電，儲(chǔ)熱6 kV分段開關(guān)6317為分位備用。儲(chǔ)熱6 kV A段通過儲(chǔ)熱干式變壓器、6314斷路器、451斷路器為400 V儲(chǔ)熱PC A段供電，儲(chǔ)熱6 kV B段通過儲(chǔ)熱干式變壓器、6415斷路器、461斷路器為400 V儲(chǔ)熱PC B段供電，儲(chǔ)熱PC母聯(lián)開關(guān)452為分位備用。機(jī)組6 kV A段通過廠用干式變壓器、6102斷路器、411斷路器為400 V廠用PC A段供電，機(jī)組6 kV B段通過廠用干式變壓器、6202斷路器、421斷路器為400 V廠用PC B段供電，廠用PC母聯(lián)開關(guān)412為分位備用。柴油發(fā)電機(jī)通過6441斷路器與6401斷路器為儲(chǔ)熱6 kV B段供電，6441斷路器為常合狀態(tài)。ATS切換電源開關(guān)以廠用PC A段電源為主電源，以廠用PC B段電源為備用電源。CTTS切換電源開關(guān)以ATS切換電源開關(guān)切換后電源為主電源，以儲(chǔ)熱PC B段電源為備用電源。413、424、463、432隔離開關(guān)為常合狀態(tài)。CTTS切換電源開關(guān)切換后電源為保安MCC段供電。ATS切換開關(guān)切換時(shí)間為2 s，當(dāng)ATS切換開關(guān)切換動(dòng)作時(shí)CTTS切換開關(guān)主電源為失電狀態(tài)。為保證ATS切換開關(guān)動(dòng)作時(shí)CTTS切換開關(guān)聯(lián)動(dòng)，ATS切換開關(guān)切換延時(shí)定值設(shè)置為0 s，CTTS切換開關(guān)切換延時(shí)定值設(shè)置為3 s，當(dāng)ATS切換開關(guān)電源失電3 s后CTTS切換開關(guān)動(dòng)作[4]。

聯(lián)鎖邏輯說明如下。

當(dāng)高廠變失電時(shí)，機(jī)組6 kV A段電源失電，廠用快切裝置判斷機(jī)組6 kV A段電源失電后動(dòng)作，合6203機(jī)組6 kV母聯(lián)開關(guān)，為機(jī)組6 kV A段供電。動(dòng)作過程中400 V廠用PC A段電源失電ATS切換開關(guān)動(dòng)作，切換至400 V廠用PC B段備用電源，保安MCC段短時(shí)間失電后恢復(fù)正常供電。動(dòng)作過程中儲(chǔ)熱6 kV A段短時(shí)間失電后恢復(fù)正常供電。

當(dāng)啟備變失電時(shí)，機(jī)組6 kV B段電源失電，廠用快切裝置判斷機(jī)組6 kV B段電源失電后動(dòng)作，合6203機(jī)組6 kV母聯(lián)開關(guān)，為機(jī)組6 kV B段供電。動(dòng)作過程中400 V廠用PC B段電源失電ATS切換開關(guān)不動(dòng)作，保安MCC段不失電。動(dòng)作過程中儲(chǔ)熱6 kV B段短時(shí)間失電后恢復(fù)正常供電。

當(dāng)廠用PC A段與廠用PC B段均失電時(shí)，CTTS切換開關(guān)主電源為失電狀態(tài)，CTTS切換開關(guān)動(dòng)作切換至400 V儲(chǔ)熱PC B段電源，保安MCC段短時(shí)間失電后恢復(fù)正常供電。

當(dāng)儲(chǔ)熱6 kV A段與儲(chǔ)熱6 kV B段均失電時(shí)，跳開6541、6317、6521斷路器，同時(shí)啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)，合6401斷路器，為儲(chǔ)熱6 kV B段供電，保證儲(chǔ)熱系統(tǒng)維持必要的運(yùn)轉(zhuǎn)。失電過程中保安MCC段不失電。

當(dāng)高廠變和啟備變均失電時(shí)，機(jī)組6 kV A段電源失電，機(jī)組6 kV B段電源失電，儲(chǔ)熱6 kV A段失電，儲(chǔ)熱6 kV B段失電。跳開6541、6317、6521斷路器，同時(shí)啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)，合6401斷路器，為儲(chǔ)熱6 kV B段供電，儲(chǔ)熱6 kV B段向400 V儲(chǔ)熱PC B段供電，CTTS切換開關(guān)檢測(cè)400 V儲(chǔ)熱PC B段電源正常后動(dòng)作，恢復(fù)保安MCC段供電[5]。

以上邏輯除廠用快切裝置、ATS電源切換開關(guān)與CTTS電源切換開關(guān)外，均通過DCS熱工邏輯實(shí)現(xiàn)。DCS熱工邏輯搭設(shè)見圖2。

圖2 DCS熱工邏輯搭設(shè)

2 保安段功能聯(lián)鎖試驗(yàn)

2.1 保安MCC段切換試驗(yàn)

工作-備用切換：拉開廠用PC A段413開關(guān)，ATS切換開關(guān)動(dòng)作自動(dòng)切至備用電源，保安MCC段切換至廠用PC B段備用電源供電，切換期間CTTS切換開關(guān)不動(dòng)作，保安MCC段失電恢復(fù)時(shí)間為2 s。

備用-工作切換：合上廠用PC A段413開關(guān)，拉開廠用PC B段424開關(guān)，ATS切換開關(guān)動(dòng)作自動(dòng)切至主電源合位，保安MCC段切換至廠用PC A段主電源供電，切換期間CTTS切換開關(guān)不動(dòng)作，保安MCC段失電恢復(fù)時(shí)間為2 s。

工作/備用-儲(chǔ)熱切換：拉開廠用PC A段413開關(guān)，ATS切換開關(guān)動(dòng)作自動(dòng)切至備用電源供電，拉開廠用PC B段424開關(guān)，ATS切換開關(guān)主/備用電源均失電，經(jīng)3 s延時(shí)后CTTS切換開關(guān)動(dòng)作自動(dòng)切至儲(chǔ)熱PC B段備用電源，保安MCC段切換至儲(chǔ)熱PC B段電源供電，保安MCC段失電恢復(fù)總時(shí)間為5 s。

2.2 全廠失電柴油發(fā)電機(jī)組與保安系統(tǒng)邏輯切換試驗(yàn)

模擬全廠失電動(dòng)作：同時(shí)拉開廠用PC A段411斷路器、廠用PC B段421斷路器、機(jī)組6 kV A段652斷路器、機(jī)組6 kV B段654斷路器，廠用PC A段失電、廠用PC B段失電、儲(chǔ)熱6 kV A段失電、儲(chǔ)熱6 kV B段失電，DCS邏輯判斷儲(chǔ)熱6 kV A段進(jìn)線電壓失電、6 kV B段進(jìn)線電壓失電、6 kV A段母線電壓失電、6 kV B段母線電壓失電，經(jīng)延時(shí)3 s后自動(dòng)啟動(dòng)儲(chǔ)熱6 kV母線失電邏輯，發(fā)出柴油發(fā)電機(jī)啟動(dòng)指令，同時(shí)聯(lián)鎖跳6521、6541、6317儲(chǔ)熱電源斷路器，聯(lián)鎖跳6314儲(chǔ)熱PC A段電源斷路器，保留6415斷路器不動(dòng)作。待7 s后柴發(fā)啟動(dòng)建壓成功，6521、6541、6317、6314、6415斷路器位置反饋正確，DCS發(fā)出儲(chǔ)熱6 kV B段柴發(fā)進(jìn)線斷路器6401合閘指令，儲(chǔ)熱6 kV B段母線由柴發(fā)恢復(fù)供電。失電時(shí)6415、461、463、431開關(guān)均在合位，儲(chǔ)熱6 kV B段母線恢復(fù)供電后CTTS切換開關(guān)檢測(cè)備用電源失電恢復(fù)，CTTS切換開關(guān)動(dòng)作切換至儲(chǔ)熱PC B段電源供電，保安MCC段失電恢復(fù)，保安MCC段失電恢復(fù)總時(shí)間為12 s。全廠失電保安系統(tǒng)邏輯切換記錄如圖3所示。

圖3 全廠失電保安系統(tǒng)邏輯切換記錄

3 結(jié)語(yǔ)

某新建100 MW光熱發(fā)電廠經(jīng)保安電源系統(tǒng)調(diào)試及整組啟動(dòng)試驗(yàn)，保安電源系統(tǒng)切換試驗(yàn)動(dòng)作可靠，聯(lián)啟柴油發(fā)電機(jī)試驗(yàn)正常，保安電源系統(tǒng)與柴油發(fā)電機(jī)組整體性能合格，符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范要求，具備正式投運(yùn)的條件。

大型發(fā)電廠交流事故保安電源調(diào)試對(duì)保證機(jī)組運(yùn)行有重要意義。保安電源系統(tǒng)邏輯復(fù)雜，必須通過現(xiàn)場(chǎng)精心檢測(cè)調(diào)試，確認(rèn)邏輯正確后方可投運(yùn)，在機(jī)組調(diào)試試驗(yàn)過程中需對(duì)今后運(yùn)行中可能發(fā)生的各類事故情況做好功能驗(yàn)證，并對(duì)影響因素進(jìn)行綜合考慮分析，以杜絕隱患。