發(fā)電廠廠用電切換異常的分析和解決

鄭德國(guó)

浙江大唐國(guó)際江山新城熱電責(zé)任有限公司 浙江江山 324100

1 發(fā)電廠廠用電概述

發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)的安全性、可靠性對(duì)整個(gè)機(jī)組、電廠,以及整個(gè)電力系統(tǒng)的安全性、可靠性有相當(dāng)重要的影響。在機(jī)組啟停、消缺、工作電源故障等情況下,可以通過快切裝置進(jìn)行廠用電切換,保證機(jī)組動(dòng)力設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn),因此廠用電正常切換是保證廠用電系統(tǒng)安全的重要環(huán)節(jié)之一。廠用電切換一般通過快切裝置實(shí)現(xiàn),當(dāng)廠用電工作電源因故失去電壓時(shí),快切裝置主動(dòng)將備用電源投入供電,以保證廠用電系統(tǒng)正常。廠用電切換方式分為正常切換和事故切換。正常切換由手動(dòng)啟動(dòng)進(jìn)行雙向切換,在分布式控制系統(tǒng)或快切裝置面板上均可進(jìn)行,根據(jù)遠(yuǎn)方、就地控制信號(hào)進(jìn)行控制。事故切換由保護(hù)啟動(dòng)進(jìn)行單向切換,廠用電切換只能由工作電源切換至備用電源,完成事故情況下的廠用電切換。

2 現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行方式

江山熱電公司安裝有兩套某公司生產(chǎn)6FA型燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)機(jī)組,主系統(tǒng)采用220 kV電壓等級(jí)雙母線接線方式,安裝有兩臺(tái)140 MVA三繞組主變、一臺(tái)10 MVA高壓備變、兩臺(tái)10 MVA高廠變。每套機(jī)組設(shè)置一段廠用6 kV工作母線。正常運(yùn)行時(shí),廠用電母線由高廠變接帶,01號(hào)高備變作為兩臺(tái)機(jī)組廠用6 kV段工作母線的備用電源。廠用電接線方式如圖1所示。為保證廠用電快切裝置的安全可靠性,需要對(duì)廠用電進(jìn)行定期切換試驗(yàn)工作,確保廠用電6 kV工作母線工作、備用電源雙向切換正常。江山熱電公司廠用電定期切換方式為并聯(lián)自動(dòng)切換方式,即通過機(jī)組分布式控制系統(tǒng)啟動(dòng)快切裝置并聯(lián)自動(dòng)切換,經(jīng)過同期鑒定合格后,備用或工作電源開關(guān)合閘,工作或備用電源開關(guān)分閘,從而保證機(jī)組廠用電電源正常切換。

3 廠用電切換異常原因查找

2022年6月17日,江山熱電公司現(xiàn)場(chǎng)人員進(jìn)行2號(hào)機(jī)組6 kV段電源由工作電源切換至備用電源試驗(yàn)時(shí),在2號(hào)機(jī)組分布式控制系統(tǒng)畫面啟動(dòng)并聯(lián)自動(dòng)切換指令后,發(fā)現(xiàn)2號(hào)機(jī)組6 kV段工作電源開關(guān)630未分閘,備用電源開關(guān)640未合閘,快切裝置閉鎖報(bào)警,廠用電切換失敗。針對(duì)廠用電切換失敗異常事件,現(xiàn)場(chǎng)人員從廠用電切換前的條件、快切裝置、開關(guān)本體、控制回路等方面查找切換失敗原因,具體檢查情況如下。

圖1 廠用電接線方式

3.1 快切條件

對(duì)2號(hào)機(jī)組廠用電切換試驗(yàn)時(shí)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查,在進(jìn)行機(jī)組廠用電切換時(shí),2號(hào)機(jī)組6 kV段工作進(jìn)線電源電壓為6.29 kV,備用進(jìn)線電源電壓為6.30 kV,廠用電電源切換時(shí)的工作及備用電源電壓滿足切換要求。同時(shí)2號(hào)機(jī)廠用電工作及備用電源高壓側(cè)均來自該公司220 kV系統(tǒng),其電源的頻率和相角差滿足快切裝置切換時(shí)的同期鑒定要求。對(duì)2號(hào)機(jī)組6 kV段工作電源進(jìn)線開關(guān)630和備用進(jìn)線電源開關(guān)640控制方式進(jìn)行檢查,2號(hào)機(jī)組6 kV段工作備用電源開關(guān)均在工作位,各電源開關(guān)內(nèi)的動(dòng)力及控制電源空氣開關(guān)均已合上,其開關(guān)的控制方式已切至遠(yuǎn)方,開關(guān)綜保裝置無報(bào)警信號(hào)。對(duì)2號(hào)機(jī)組分布式控制系統(tǒng)畫面中機(jī)組廠用電快切操作界面進(jìn)行檢查,快切操作界面切換方式選擇正確,操作界面中的快切功能正常投入,無報(bào)警,2號(hào)機(jī)組分布式控制系統(tǒng)中快切界面滿足廠用電切換要求。通過對(duì)上述運(yùn)行參數(shù)和設(shè)備檢查,廠用電切換試驗(yàn)時(shí),2號(hào)機(jī)組6 kV段工作及備用進(jìn)線電源電壓、開關(guān)控制方式及切換操作界面均滿足廠用電切換要求。

3.2 快切裝置

6 kV廠用電源切換裝置為某公司MFC2000-5型微機(jī)廠用電快速切換裝置,根據(jù)裝置定值單對(duì)快切裝置定值進(jìn)行核對(duì)。經(jīng)核對(duì),快切裝置定值均按定值單設(shè)置,同時(shí)檢查快切裝置出口壓板均按要求投入。對(duì)快切裝置各接線端子進(jìn)行檢查,未發(fā)現(xiàn)接線端子松動(dòng)、斷線現(xiàn)象,可正常接收分布式控制系統(tǒng)發(fā)出的切換指令。對(duì)快切裝置動(dòng)作情況進(jìn)行檢查,進(jìn)入快切裝置的試驗(yàn)傳動(dòng)界面,模擬開出量,使用萬用表測(cè)量出口通斷情況。經(jīng)過模擬開出量試驗(yàn),快切裝置均能正確發(fā)出動(dòng)作信號(hào)。通過對(duì)快切裝置進(jìn)行上述項(xiàng)目檢查,排除快切裝置拒動(dòng)和誤動(dòng)的情況。

3.3 開關(guān)本體

對(duì)2號(hào)機(jī)組6 kV段工作電源開關(guān)進(jìn)行檢查,將工作電源開關(guān)630拉至試驗(yàn)位進(jìn)行分合閘試驗(yàn),開關(guān)分合閘動(dòng)作正常,無機(jī)械故障。同時(shí)測(cè)量開關(guān)分合閘時(shí)間與設(shè)備銘牌參數(shù)一致,均滿足快切裝置對(duì)開關(guān)的切換時(shí)間要求。對(duì)6 kV工作電源開關(guān)輔助節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量,結(jié)果正常,排除開關(guān)本體問題。

3.4 控制回路

對(duì)2號(hào)機(jī)6 kV段工作電源開關(guān)和備用電源開關(guān)的控制回路進(jìn)行檢查。檢查備用電源開關(guān)640控制回路正常。在對(duì)工作電源開關(guān)630控制回路進(jìn)行測(cè)量時(shí),發(fā)現(xiàn)630合閘回路不通,進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)工作電源開關(guān)630的遠(yuǎn)方就地切換開關(guān)的一個(gè)端子接線緊固螺絲脫落,造成開關(guān)控制回路不通?，F(xiàn)場(chǎng)更換遠(yuǎn)方就地切換開關(guān),重新緊固接線后,重新進(jìn)行2號(hào)機(jī)6 kV段進(jìn)行廠用電切換,廠用電切換正常。

4 原因分析

工作電源開關(guān)630控制回路接線如圖2所示。由圖2可知,經(jīng)分布式控制系統(tǒng)操作合閘回路為220 VDC(+)、S302遠(yuǎn)方接點(diǎn)3、分布式控制合閘、MC、220 VDC(-),經(jīng)快切裝置合閘回路為220 VDC(+)、S302遠(yuǎn)方接點(diǎn)3、快切裝置合閘、MC、220 VDC(-),經(jīng)分布式控制系統(tǒng)操作分閘回路為220 VDC(+)、S302遠(yuǎn)方接點(diǎn)3、分布式控制分閘、MO1、220 VDC(-),經(jīng)快切裝置分閘回路為220 VDC(+)、S302遠(yuǎn)方接點(diǎn)3、快切裝置分閘、MO1、220 VDC(-)。通過對(duì)開關(guān)的分合閘回路分析,如果開關(guān)遠(yuǎn)方就地切換把手S302遠(yuǎn)方接點(diǎn)3斷開,無法形成分合閘閉合回路,開關(guān)無法接收分布式控制系統(tǒng)或快切裝置發(fā)出分合閘指令,開關(guān)不動(dòng)作。造成開關(guān)S302遠(yuǎn)方接點(diǎn)3斷開主要原因有:① 開關(guān)自身和相鄰開關(guān)合分閘時(shí)產(chǎn)生振動(dòng),造成位置接點(diǎn)接觸不良或脫落;② 切換開關(guān)自身質(zhì)量問題,造成切換開關(guān)位置接點(diǎn)脫落。在進(jìn)行2號(hào)機(jī)組廠用電切換時(shí),工作電源開關(guān)630已切至遠(yuǎn)方控制方式,而實(shí)際開關(guān)遠(yuǎn)方控制接點(diǎn)斷開。通過對(duì)開關(guān)遠(yuǎn)方就地控制信號(hào)傳輸方式進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)工作電源開關(guān)630遠(yuǎn)方就地控制方式上傳至分布式控制系統(tǒng)的信號(hào)采用單點(diǎn)輸送方式,即開關(guān)切換把手離開就地控制方式,等同于已切至遠(yuǎn)方控制方式,因此分布式控制系統(tǒng)未出現(xiàn)開關(guān)未切至遠(yuǎn)方控制報(bào)警。

圖2 工作電源開關(guān)630控制回路接線

5 分析結(jié)論

通過上述分析,證明機(jī)組6 kV段工作備用電源開關(guān)的遠(yuǎn)方就地切換開關(guān)S302的可靠運(yùn)行,對(duì)機(jī)組廠用電切換具有重大影響。當(dāng)6 kV段工作備用電源開關(guān)的遠(yuǎn)方就地位置切換開關(guān)S302切至遠(yuǎn)方位置時(shí),即使S302遠(yuǎn)方位置接點(diǎn)為斷開狀態(tài),分布式控制系統(tǒng)仍然認(rèn)為工作備用電源開關(guān)滿足遠(yuǎn)方操作條件,而不會(huì)出現(xiàn)報(bào)警,不閉鎖快切裝置。由于這一缺陷無法監(jiān)視,容易造成廠用電可以正常切換的假象,而當(dāng)機(jī)組需要進(jìn)行廠用電切換需求時(shí),快切裝置卻無法進(jìn)行廠用電切換,容易造成廠用電失電事故,甚至擴(kuò)大事故范圍。為防止這一異常的發(fā)生,需要對(duì)開關(guān)的遠(yuǎn)方位置回路狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控,確保開關(guān)的分合閘回路良好,滿足快切裝置的切換的要求。通過對(duì)開關(guān)回路分析,采取增加人工定期測(cè)量和回路改造的方法,以避免6 kV段工作備用電源開關(guān)因遠(yuǎn)方就地切換開關(guān)位置接點(diǎn)接觸不良或斷線,而無法進(jìn)行廠用電切換的情況。

6 改造方案

6.1 人員定期測(cè)量

運(yùn)行人員使用萬用表定期對(duì)6 kV段工作/備用電源開關(guān)遠(yuǎn)方就地切換開關(guān)S302兩端進(jìn)行電壓測(cè)量,確保切換開關(guān)S302遠(yuǎn)方位置接點(diǎn)通暢,滿足開關(guān)后續(xù)分合閘的要求,保證廠用電切換正常。這一方法可以監(jiān)視開關(guān)分合閘回路通暢,但是采取定期測(cè)量無法實(shí)時(shí)監(jiān)控開關(guān)的狀態(tài),因此這一方法可以作為監(jiān)視開關(guān)狀態(tài)的輔助方法。

6.2 增加指示燈回路

為實(shí)時(shí)監(jiān)控6 kV段工作備用電源開關(guān)遠(yuǎn)方就地切換開關(guān)位置接點(diǎn)狀態(tài),在遠(yuǎn)方就地切換開關(guān)位置回路中新增白色指示燈、電阻的串聯(lián)回路,當(dāng)遠(yuǎn)方就地切換開關(guān)切至遠(yuǎn)方位置時(shí),新增白色指示燈亮,證明遠(yuǎn)方位置接點(diǎn)通暢,滿足廠用電切換要求。

7 結(jié)束語

筆者對(duì)發(fā)電廠廠用電功換異常進(jìn)行分析,通過對(duì)6 kV段工作備用電源開關(guān)進(jìn)行改造,當(dāng)開關(guān)在工作備用狀態(tài)時(shí),開關(guān)的指示燈亮,證明開關(guān)回路正常,無需對(duì)開關(guān)回路使用萬用表進(jìn)行電壓測(cè)試,簡(jiǎn)化了運(yùn)行人員操作步驟,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)合閘回路進(jìn)行監(jiān)控,避免了因開關(guān)接點(diǎn)接觸不良而引起的開關(guān)拒動(dòng),有效保證了廠用電的安全生產(chǎn)。