淺談如何做好發電廠交流保安電源系統的調試工作

吳百合

某電廠新建2*660MW火電機組，每臺機組配置由一臺柴油發電機，兩段保安MCC段及相應開關組成的交流保安電源系統。電氣接線如下圖所示：

該工程交流保安電源系統的設計邏輯為：

1.正常運行方式下的開關狀態：

1.1合閘狀態：工32、工34、工36、工38（保安段工作進線開關）可控。保301、保302（保安段柴發進線塑殼開關）不可控。

1.2熱備用狀態：保30（柴油發電機出線開關），保31、保32（柴發PC至保安EMCC饋線開關）。

2.事故切換過程如下：

2.1事故切換投入：立即啟動柴發，按啟動程序投入保安A、B段。

2.2事故切換啟動判據（以保安A段為例）：

2.2.1工32供電：保安A段三相電壓低于整定值時，（整定延時防止誤動作）跳工作進線開關工32（同時啟動柴發，合柴發出口開關保30）→如果保安A段工34電壓也不正常，則直接合柴發饋線開關保31;如果保安A段工34進線電壓正常，則合工34，如切換成功，則手動停柴發，切換結束;如切換失敗，則跳工34，合柴發饋線開關保31.

2.2.2工34供電：保安A段三相電壓低于整定值時，（整定延時防止誤動作）跳工34（同時啟動柴發，合柴發出口開關保30）→如果保安A段工32進線電壓也不正常，則直接合柴發饋線開關保31;如果保安A段工32進線電壓正常，則合工32，如切換成功，則手動停柴發，切換結束;如切換失敗，則跳工32，合柴發饋線開關保31.

3.保安電源恢復供電：

3.1由DCS發出指令“保安A段切換至汽機供電”

A.若工34開關處于合閘狀態，則經同期判別后合工32進線開關跳工34進線開關;

B.若工34進線開關處于分閘狀態，柴發饋線開關保31在合閘位置，則同期合工32開關跳柴發饋線開關保31，恢復工作電源供電，此時若無其余保安段需要柴發運行，則分柴發出線開關保30，手動停發電機組。

3.2由DCS發出指令“保安A段切換至鍋爐供電”

A.若工作進線開關處于合閘狀態，則經同期判別后合備用進線開關跳工作進線開關;

B.若工作進線開關處于分閘狀態，柴發饋線開關在合閘位置，則同期合備用電源開關跳柴發饋線開關，恢復備用電源供電，此時若無其余保安段需要柴發運行，則分柴發出線開關，手動停發電機組。

3.3保安B段切換至汽機供電/鍋爐供電過程同保安A段。

4.“緊急啟動”按鈕：

柴發PLC控制柜收到控制室發出的緊急啟機命令后（手操臺啟動按柴發按鈕），由PLC跳保安段工32、工34、工36、工38開關，合柴發出口相關保30開關，合保31、合保32。即使在PLC故障的情況下，也能啟動柴油發電機組。

5.閉鎖邏輯：

5.1汽機/鍋爐電源正常及事故切換時，保證僅切換一次，不成功即轉入柴發程序。

5.2切換至柴發供電時，由柴發PLC跳相應母線汽機/鍋爐進線開關，保證柴發出線開關的分合必須在保安段進線開關斷開的情況下進行。

5.3合開關前需判斷該開關保護是否未動作。

5.4汽機/鍋爐電源進線開關保護動作，則閉鎖相應的切換過程。

交流保安電源系統單體和分系統調試由基建公司和制造廠家完成，調試單位負責整組檢查試驗及帶負荷投、切試驗，業主方做最后的驗收試驗。在調試中遇到的問題主要有：

1、3號柴油發電機進行保安MCC-3B段汽機供電切換至鍋爐供電時，多次失敗，報柴油發電機綜合故障報警，幾次成功的切換時間很長，有6～9秒左右，對比保安MCC-3A段時間2～3秒明顯偏長.廠家更換同期繼電器，并進行參數調整后恢復恢復正常。

2、在保安段負荷600～700A時，3號柴油發電機緊急啟動，報轉速不能維持啟動失敗，造成保安段失電。保安段正常負荷情況下，電流約600A，發生事故啟動柴發時，所有帶馬達保護器的負載在40S內具備自保持功能，若電源在40S內能夠恢復則相關設備自啟動，柴油發電12s左右具備加載能力，自啟動電流接近4000A，柴油發電機無法維持轉速，啟動失敗。將A/B段由同時加載改為先加載A段，延時5S加載B段，檢驗緊急啟動正常。

3、做柴油發電機并網帶載試驗時，功率不能限定，直接飆升。原因為內部程序未設置好，設定為30%加載能力后調試正常。機組大小修期間可以進行帶載試驗，防止柴油發電機長時間不帶載發動機積炭轉速不穩等問題。

4、02號啟動變有載調壓裝置由9檔調至12檔，400V PC段電壓由400V升至415V～418V。做柴發反向跟蹤回切，試驗成功，說明柴油發電機直流勵磁性能較好，即被較好的同期并網能力。

5、在投入保安段檢修壓板的情況下，校驗失電后并未聯系柴發功能可靠。但是發現3號機保安電源系統工32、工34、工36、工38開關DCS合閘允許條件中，保安MCC-3A/3B段電壓不低閉鎖條件錯誤，會造成在保安MCC-3A/3B段檢修后恢復運行時無法在DCS對工32、工34、工36、工38開關合閘，修改邏輯為電壓低允許合閘后消除了設備邏輯隱患。

經過調試中遇到的問題，要做好柴油發電機的調試工作應注意：

1、對交流保安電源系統的功能邏輯要做仔細的討論，對保安段檢修、加載時要不要段加載等工況進行邏輯分析，防止檢修時造成保安段的恢復困難及加載失敗。

2、帶正常負載電流做邏輯校驗，確保保安電源系統的可靠性。調試時要注意保證保安段的負載接近正常運行負荷，該工程保安負荷在600～700A之間，在兩段保安段同時加載時，柴油發電機轉速無法維持，故障停機。筆者通過對比4家發電廠10臺機組的交流保安電源系統進行對比分析，發現只有在2003年設計的機組保安MCC段設計有分段開關進行分段加載，以防止柴油發電機重載啟動失敗。在未設計分段開關的保安交流電源系統，必須帶負荷校驗可靠性，最好改為分段延時加載保安負荷。

3、單體調試中注意對同期繼電器和柴油發電機勵磁能力的校驗。同期繼電器調整的不好會導致同期時間過長甚至同期失敗無法完成切換，可通過多次切換及改變系統電壓進行校驗。調整啟動變的檔位，提高400V系統電壓至415～420V之間，校驗柴油發電機的直流勵磁能力。

結語

發電廠交流保安電源系統對發電廠的安全運行、設備安全具有十分重要的作用，可靠性是其關鍵要求。在本工程中從邏輯設計、帶載調試、提高400V系統電壓校驗柴油發電機的同期、勵磁能力等方面總結的經驗，相信對做好發電廠交流保安電源系統的調試工作具有一定的借鑒意義。

參考文獻

[1]蒙達公司5 號、6 號機組保安電源系統分析及其可靠性探討-辛力堅，《內蒙古科技與經濟》，2007.01.

[2]國電宿遷2×660MW機組工程3號機組保安電源調試措施-李陽，2018.06.