200 MW機組高壓廠用電電源切換研究

摘 要：200 MW機組高壓廠用電電源在使用自動切換時存在著相當多的問題，由此導(dǎo)致用電事故發(fā)生的頻率很高。這里從發(fā)電設(shè)備的安全性、可靠行和穩(wěn)定性等方面進行考慮，簡要分析高壓廠在采用傳統(tǒng)的BZT（備用電源自投裝置）進行自動切換電源時存在的隱患，并給出解決辦法。

關(guān)鍵詞：用電切換 BZT裝置 切換方式

中圖分類號：TM7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（b）-0092-01

200 MW機組高壓廠一般的用電方式為一次接線，它為兩段母線，機、爐輔機均分在兩段母線上運行。為了能可靠用電，兩段母線都安裝了BZT。當母線電壓突然消失或電源發(fā)生跳閘時，備用的電源將自動運作，使高壓廠用電能連續(xù)進行下去。但目前常用的BZT切換方式為串聯(lián)切換和延時切換，當母線出現(xiàn)故障時，BZT的自動運作可能會使故障放大。另外，BZT裝置及回路的故障率也比較高，且高用電切換的成功率通常非常低，于是給高壓廠穩(wěn)定連續(xù)用電增加了一些不良因素。因此，高壓廠電切換方式對廠生產(chǎn)設(shè)備的安全穩(wěn)定性有很大影響。

1 用電切換時產(chǎn)生的問題

長期實踐證明，傳統(tǒng)的BZT用串聯(lián)切換和延時切換進行電切換時通常存在沖擊電流太大，切換時間太長和擴大母線故障范圍的等方面的問題。

1.1 過大的額定電流的沖擊

當高壓廠的用電系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)會自動做出切換工作電源開關(guān)動作，合閘時產(chǎn)生非常高的額定電壓，直接對電動機產(chǎn)生嚴重沖擊。與此同時，暫態(tài)合閘也將受到極大額定電流的沖擊電流，因而極有可能會造成切換失敗、輔機跳閘或過流跳閘。為此，需要采用一些保護措施，如改傳統(tǒng)BZT為微機型，或在合閘回路中加短延時合閘，但這些效果都不是很理想。

1.2 過長的切換時間

通常情況下，BZT進行延時切換的時間要比工作電源的過流保護時間稍長。當切換時間太長時會對相關(guān)電動機產(chǎn)生不良影響，這是因為電機運作時容易發(fā)熱。其次會影響鍋爐運行的穩(wěn)定性，這是因為隨運行時間變長，鍋爐輔機的轉(zhuǎn)速將明顯下降。

1.3 母線故障嚴重化

目前，由于高壓廠常吻不接地用電系統(tǒng)，當其發(fā)生故障時，只需工作電源做出過流保護動作即可。但是，母線單相接地時，其中心點將出現(xiàn)電位偏移的現(xiàn)象，同時非故障點的電壓急劇升高，從而極易擊穿母線最弱的地方，使故障擴大，并發(fā)展成兩相接地。在實際用電系統(tǒng)中，只能通過工作電源開關(guān)對母線故障進行過流保護，或延時切除故障。當過流保護動作停止后，備用的電源開關(guān)開始動作，于是電路再次被接通，使故障點再次出現(xiàn)電流，結(jié)果使故障繼續(xù)發(fā)生并擴大。另外，BZT中的備用開關(guān)雖然能使電路斷開的更迅速，但瞬間斷路產(chǎn)生極大的電量極易使備用開關(guān)要承受超出額定容量的電量，由此而發(fā)生擊穿或爆炸。

2 BZT裝置和回路中的問題

2.1 母線壓變二次回路

在母線壓變二次回路中，當閘刀輔助接點接觸不良或低電壓繼電器出現(xiàn)問題時將會阻止BZT的自投。母線壓變易使熔絲或側(cè)斷線被燒斷而導(dǎo)致BZT誤動，為此，在二次回路中通常采用斷線閉鎖回路。

2.2 低電壓繼電器的可靠性差

電壓繼電器一般采用的是電磁型繼電器，其運作接點易發(fā)生卡牢或脫軸現(xiàn)象，常在工作母線電壓消失后停止動作。目前，大多數(shù)電廠使用靜態(tài)繼電器，而不是傳統(tǒng)的低電壓繼電器。但事實上，可靠性稍強的靜態(tài)繼電器的質(zhì)量在實際生產(chǎn)中也無法保證。

2.3 BSJ繼電器延時不穩(wěn)定

在BZT裝置中使用的BSJ繼電器是一種電磁型延時中間繼電器，它只要求BZT合一次閘。當工作電源發(fā)生跳閘時，BSJ就延時返回，且返回時間必須大于備用電源開關(guān)的固有的合閘時間。由于BSJ延時返回時間是通過調(diào)節(jié)繼電器的電磁鐵間隙來實現(xiàn)的，長時間的運行將會導(dǎo)致調(diào)節(jié)螺絲發(fā)生松動，使返回時間變少，且與備用電源開關(guān)固有合閘時間發(fā)生失配，從而可能使BZT出現(xiàn)錯誤運作，因此要控制好延時返回時間。

3 改進切換方式

通常規(guī)定，快速切換裝置與其相應(yīng)的斷路器固有合閘時間應(yīng)不大于l00 ms。當200 MW機組廠使用快速切換時，首先要改造工作電源和備用電源開關(guān)。目前，能滿足快速切換方式為使用真空斷路器和改進二次回路。

二次回路的改進方式有串聯(lián)切換、并聯(lián)切換和延時切換三種。

3.1 串聯(lián)切換

電氣主設(shè)備故障相應(yīng)的繼電保護動作通常要求完全清除故障，要求控制故障的嚴重程度，并保證自動切換后故障不會惡化，從而使電氣主設(shè)備能正常運行。通常情況下，解決電氣主設(shè)備故障常用的方式為串聯(lián)切換。為了使發(fā)變組系統(tǒng)與用電系統(tǒng)明顯地斷開，串聯(lián)切換要求先切斷工作電源的開關(guān)，再使備用開關(guān)動作。要注意的是，為了防止備用電源在電氣主設(shè)備出現(xiàn)故障時與工作電源并聯(lián)動作，通常要求在使用串聯(lián)切換前要先閉鎖并聯(lián)。

3.2 并聯(lián)切換

并聯(lián)切換常用于高壓廠的熱力系統(tǒng)和常見的故障切換中，為保證高壓廠連續(xù)用電，通常要求先閉合備用電源開關(guān)是使用并聯(lián)切換的前提條件，然后再切斷工作電源。在使用并聯(lián)切換時，通常要求改進發(fā)變組保護動作和熱工保護聯(lián)跳方式。在進行熱工保護時，發(fā)電機會因主氣門的關(guān)閉而受到影響，其原動力可能因此而喪失，從而影響電氣逆功率的過流保護延時動作，結(jié)果直接導(dǎo)致發(fā)變組的開關(guān)斷開。在此，也需要適當控制電氣逆功率的延時保護動作。當母線發(fā)生故障時，為防止母線受二次電流的沖擊，通常要求封閉切換回路。

但是，當發(fā)電系統(tǒng)電氣主設(shè)備故障做出的繼電保護動作時，為了減弱故障電流對電氣主設(shè)備的沖擊，通常要求將并聯(lián)切換閉鎖。

3.3 延時切換

可以將延時切換作為快速切換的一種后備方式，當母線電壓消失時，只需要先斷開工作電源開關(guān)，后閉合備用電源開關(guān)即可將故障延時。這與傳統(tǒng)的BZT裝置相同。

4 結(jié)語

目前，BZT裝置的微機化可以使BZT集串聯(lián)、并聯(lián)和延時切換功能于一身，使其功能不斷得到完善。雖然200 MW機組高壓廠切換電源采用的方式很獨特，但實際上還要根據(jù)一次接線的不同方式和不同類型的電廠，對自動切換的作不同的要求。

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