1000MW机组脱硫6kV电源切换问题分析

第27卷增刊1广东电力Vol.27Sup.12014年4月GUANGDONGELECTRICPOWERApr.20141000MW机组脱硫6kV电源切换问题分析林亚阔，曹成，张欣欣，洪序平（大唐国际潮州发电有限责任公司，广东潮州515723）摘要：对潮州电厂1000MW机组脱硫6kV电源切换模式及设计问题进行分析，提出了改造原则及方案，使之满足机组可靠性要求。利用改造后的试验数据进行各种工况下的切换试验，试验结果表明改造方案正确、可行。关键词：机组脱硫；6kV电源；快速切换装置；切换模式选择中图分类号：TM621.7文献标志码：B文章编号：1007-290X(2014)S1-01潮州电厂3、4号机组容量为1000MW，分别于2009年12月份及2010年1月份投产，机组采用单元接线并以3/2接线方式接入500kV系统，每台机组配置一段脱硫6kV母线，采用双电源供电模式，分别取自机组主厂房6kV公用C段工作电源开关及一期220kV启备变低压侧分支电源开关。13、4号机组脱硫6kV母线电源切换存在的问题以4号机组为例进行分析，其电源供电回路原理如图1所示。图14号机组脱硫6kV电源供电模式示意图4号机组脱硫6kV运行方式如下：在正常运行时，4号机组脱硫6kV母线由4号机组主厂房6kV母线断路器QF3脱硫工作电源及脱硫工作电源进线QF1供电，4号机组脱硫备用电源QF4及脱硫备用电源进线QF2均处于运行位分闸状态；QF3与QF1，QF4与QF2间均存在联跳回路，即QF3分闸或者保护动作时联跳低压侧QF1，QF4分闸或者保护动作时联跳低压侧QF2；同时为了避免脱硫6kV母线在切换过程中造成220kV系统与500kV系统合环运行，在设计时对QF1与QF2之间采用开关辅助接点硬接线相互闭锁，即正常情况下只能投入QF1或QF2其中一个断路器，这样就导致脱硫6kV在对母线电源进行切换过程中存在短时失电问题，特别是事故情况下备用电源无法自投，对机组的安全稳定运行有很大的影响。2改进方法及切换模式选择2.1改进方法针对4号机组脱硫6kV电源切换存在的问题，根据《继电保护和自动装置设计技术规程》的规定：用于高压厂用电的快速切换装置，与其相配合的断收稿日期：2014-02-212广东电力第27卷路器固有合闸时间应小于100ms。潮州电厂3、4号机组选用的是厦门ABB6kV高压开关真空断路器，其固有合闸时间小于等于70ms，固有分闸时间小于等于50ms，这为实现快速切换提供了必要条件。因此6kV高压开关已能满足快速切换的要求。潮州电厂采用单元接线经变压器升压至500kV，而备用电源则由一期220kV升压站提供，在正常情况或某些运行方式下，厂用工作电源与备用电源间存在较大的初始相位差，且该相位差会随着运行方式的改变而改变，有时甚至大于10°，这对厂用电切换非常不利。因此，选用微机型厂用电快速切换装置解决潮州电厂脱硫6kV母线电源切换是非常有必要的。2.2切换模式的选择a)正常切换方式是指运行人员进行厂用电正常切换时所采用的切换方式。正常切换是双向的，可以由工作电源切向备用电源，也可以由备用电源切向工作电源。考虑到脱硫6kV母线各电源开关正常运行方式及联锁，采用串联的切换模式实现快速切换。b)如果4号机组脱硫6kV工作电源发生保护动作或者是脱硫工作电源进线开关弧光保护动作时，此时认为母线发生永久性故障，将闭锁厂用电切换，否则会造成故障范围扩大。c)不正常情况是指厂用母线失电和工作电源(主、备)开关误跳这两种情况。不正常情况时的切换由装置检测到不正常情况后自行起动，单向，只能由工作电源切向备用电源。当厂用母线三相电压均低于整定值，时间超过整定延时，则装置根据选择方式进行同时切换。切换实现方式：快速、同期捕捉、残压、长延时。而由于各种原因(包括人为误操作)造成工作电源开关误跳开，逻辑判断与上述一样顺序实现方式：快速、同期捕捉、残压、长延时切换方式，装置将在切换条件满足时合上备用电源。通过对3、4号机组脱硫6kV系统运行方式及各种闭锁方式的充分考虑，在满足现有运行方式的前提下，对3、4号机组脱硫6kV母线各增加一套南京东大金智科技有限公司生产的MFC2000-3A型号的快速切换装置，实现脱硫工作电源与备用电源之间的切换。在正常运行时，4号机组脱硫6kV母线由4号机组主厂房6kV母线QF3脱硫工作电源及脱硫工作电源进线QF1供电，4号机组脱硫备用电源QF4及脱硫备用电源进线QF2均处于运行位分闸状态；正常运行方式下手动切换采用双向切换方式，事故切换采用单向切换方式。切换方式如下：a)工作切换至备用电源(正常切换及事故切换)。快速切换装置在确认QF1跳开后，先合上QF4，再经过备用高、低合闸延时合上QF2。b)备用切换至工作电源。快速切换装置在确认QF2跳开后，合上QF3，再人为手动分开QF4。c)若QF3保护动作或QF1的弧光保护动作时，则闭锁快速切换装置切换。3试验结果分析3.1快速切换装置空载传动试验a)4号机组脱硫6kV母线按正常运行供电，母线空载运行。b)工作至备用电源切换。采用厂用电自动切换装置的串联切换方式，手动起动装置，能自动跳开工作电源QF1，先合上备用高QF4、再合上备用进线QF2，切换时间为92ms。c)备用至工作电源切换。采用厂用电自动切换装置的串联切换方式，手动起动装置，能自动跳开备用电源开关QF2，合上工作进线QF1，切换波形与工作切换至备用一致，切换时间为92ms。d)工作开关误跳。将4号机组脱硫6kV母线倒为正常供电方式，运行人员手动断开QF1工作进线开关，能自动合上备用高QF4、备用进线QF2，切换时间为92ms。上述三种4号机组脱硫6kV母线空载情况下切换的录波图基本一致，如图2所示。增刊1林亚阔，等：1000MW机组脱硫6kV电源切换问题分析3图24号机组脱硫6kV母线空载切换母线电压录波图3.2快速切换装置带负载传动试验a)4号机脱硫6kV母线按正常运行供电，母线带6kV增压风机A、B，吸收塔循环泵A、B及4号机脱硫变带380V母线运行。b)工作至备用电源切换。采用厂用电自动切换装置的串联切换方式，手动起动装置，能自动跳开工作电源QF1，合上备用高QF4、备用进线QF2。切换过程中，母线电压衰减缓慢，电压最低值为正常电压的87%，切换时间为90ms，6kV电动机、380V母线的负荷运行正常，无异常跳闸。c)备用至工作电源切换。采用厂用电自动切换装置的串联切换方式，手动起动装置，能自动跳开备用电源开关QF2，合上工作进线QF1。切换过程中，母线电压衰减缓慢，电压最低值为正常电压的88%，切换时间为90ms，6kV电动机、380V母线的负荷运行正常，无异常跳闸。上述4号机组脱硫6kV母线带负载由工作至备用电源，备用至工作电源切换波形基本一致，如图3所示。图34号机组脱硫6kV母线带载切换母线电压录波图4结束语通过对4号机组脱硫6kV系统电源切换存在问题进行分析，并在此基础上对设备进行改造，利用改造后的试验数据进行各种工况下的切换试验，试验结果表明改造方案是切实可行的和正确的，极大地提高了设备运行的安全性。参考文献：[1]DL/T5153—2002，火力发电厂厂用电设计技术规定[S].作者简介：林亚阔(1980)，男，福建莆田人。工程师，工学学士，从事电力系统继电保护技术工作。曹成(1986)，男，山西大同人。助理工程师，工学学士，从事电力系统继电保护技术工作。张欣欣(1986)，男，甘肃正宁人。助理工程师，工学学士，从事电力系统继电保护技术工作。(编辑钟美玲)