淺析電廠事故保安電源系統(tǒng)及其調(diào)試

葛攀龍

摘要：本文主要介紹了同煤大唐塔山第二發(fā)電有限公司660MW機(jī)組保安段電源及柴油發(fā)電機(jī)組的特點(diǎn)、功能及調(diào)試過程。最后通過電源切換、柴油發(fā)電機(jī)組并切試驗(yàn)、試運(yùn)行驗(yàn)證了保安電源切換時所帶負(fù)荷不跳閘，檢驗(yàn)保安電源系統(tǒng)的可靠性和實(shí)用性，可作為其他電廠保安段及柴油發(fā)電機(jī)組調(diào)試提供借鑒。

關(guān)鍵詞：保安電源；柴油發(fā)電機(jī)組；切換裝置；CTTS；調(diào)試

1．保安電源常見的接線方式

通常，火力發(fā)電廠的機(jī)組都設(shè)置交流保安電源,交流保安電源一般采用快速啟動的柴油機(jī)組。柴油機(jī)組作為一個獨(dú)立的系統(tǒng)，受外界因素干擾的幾率最小,由于保安段所帶負(fù)荷均為保機(jī)組安全運(yùn)行和保主要設(shè)備的重要負(fù)荷,一般分鍋爐側(cè)保安段合和汽機(jī)側(cè)保安段。

1.1接線方式,主電源開關(guān)和輔電源開關(guān)選用的是普通E型開關(guān)，第三路電源開關(guān)選用的是CTTS開關(guān)。主電源失去后，輔電源通過備自投切換同時柴油發(fā)電機(jī)啟動，如果輔電源沒有成功帶上，柴油發(fā)電機(jī)通過CTTS切換至柴油機(jī)。缺點(diǎn)是輔電源投上時，經(jīng)過備至投切換時間和普通E型開關(guān)合閘時間，必然存在保安段電源瞬間失去，保安段所帶負(fù)荷全部跳閘，柴油機(jī)接待后負(fù)荷需要重新啟動，這種方式可靠性差。

1.2接線方式,主電源開關(guān)和輔電源開關(guān)切換通過ATS開關(guān)切換，第三路電源開關(guān)選用的是CTTS開關(guān)。主電源失去通過ATS開關(guān)至輔電源，通過錄播看到最長經(jīng)過407ms，極短的時間內(nèi)輔機(jī)設(shè)備可以正常運(yùn)行，兩路電源全部失去后，保安段通過CTTS切換至柴油機(jī)。優(yōu)點(diǎn)是在雙電源切換時，保安段所帶負(fù)荷沒有一個跳閘，這個可用通過錄播曲線查看，如果柴油機(jī)接待后負(fù)荷后，廠用電恢復(fù)后CTTS開關(guān)通過同期方式切換至正常電源帶，這種方式不存在負(fù)荷失的可能，保證了機(jī)組安全運(yùn)行。

1.3接線方式, 主電源開關(guān)、輔電源開關(guān)和第三路開關(guān)全部選用的是普通E型開關(guān)。主電源失去后，輔電源通過備自投切換同時柴油發(fā)電機(jī)啟動，如果輔電源沒有成功帶上，再通過備自投切換至柴油機(jī)。缺點(diǎn)是輔電源投上時，經(jīng)過備至投切換時間和普通E型開關(guān)合閘時間，必然存在保安段電源瞬間失去，保安段所帶負(fù)荷全部跳閘，柴油機(jī)接待后負(fù)荷需要重新啟動，廠用電恢復(fù)后切至正常電源帶還存在輔機(jī)跳閘問題，這種方式可靠性最差。

2．同煤大唐塔山第二發(fā)電公司保安段開關(guān)

我廠事故保安電源采用ATS自動轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行切換，下面詳細(xì)介紹：我廠保安電源采用ASCO系列的 ATS及CTTS，簡介如下：ASCO系列開路切換自動轉(zhuǎn)換開關(guān)ATS是業(yè)界最先進(jìn)的數(shù)字控制技術(shù)自動轉(zhuǎn)換開關(guān)，ASCO運(yùn)用自行研發(fā)經(jīng)長期使用證明的高性能電磁線圈作為轉(zhuǎn)換操作機(jī)構(gòu)，使得每一額定容量自動轉(zhuǎn)換開關(guān)均擁有快速轉(zhuǎn)換能力，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定，配上含薄膜按鍵及液晶顯示屏幕的可程控微處理機(jī)控制器，主觸頭優(yōu)異帶載切換能力配合同相位轉(zhuǎn)換控制技術(shù)及重疊切換，不論切換的負(fù)載是電動機(jī)或是電子式變頻器，不斷電系統(tǒng)或是以微處理機(jī)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)，對ASCO系列ATS來說，是真正的電氣瞬間單線圈激磁操作、機(jī)械互鎖型雙投切換開關(guān)。

ASCO系列閉路不斷電切換開關(guān)CTTS：ASCO閉路式切換開關(guān)允許正常側(cè)與緊急側(cè)電源同時存在且同步時，正常側(cè)與緊急側(cè)雙組主接點(diǎn)可短時間并聯(lián)切換（先接后離），切換過程負(fù)載不停電，由控制邏輯持續(xù)監(jiān)視雙邊電源狀態(tài)并自動判斷須進(jìn)行開路切換或閉路切換。閉路式切換開關(guān)不須控制發(fā)電機(jī)的調(diào)速器，而是主動偵測當(dāng)雙邊電源相角差于+-5度內(nèi)，電壓差+-5%內(nèi)及頻率差+-0.2Hz內(nèi)時方進(jìn)行閉路切換，因此自動切換開關(guān)與發(fā)電機(jī)間只需要發(fā)電機(jī)啟動線而不需要其它控制線，正常側(cè)與緊急側(cè)雙邊主接點(diǎn)重疊時間少于100ms。此開關(guān)可自動判斷需行使閉路或開路切換，于開路切換時仍含同相位切換功能。為避免誤操作，ASCO 7000系列閉路式切換開關(guān)控制器均已內(nèi)建同步偵測失敗警告信號及并聯(lián)重疊時間過長跳脫保護(hù)線路。

ATS為雙投型，電磁瞬間激勵、機(jī)械保持結(jié)構(gòu)，具有電氣/機(jī)械雙重互鎖功能；轉(zhuǎn)換時間不大于167ms；且僅有“正常電源”和“應(yīng)急電源”兩個位置，無中間位置

CTTS閉路切換開關(guān)為“先接后斷”式，自動選擇開路或閉路切換。在轉(zhuǎn)換過程中，當(dāng)兩路電源同時存在時，ATS控制器追蹤同步以后，先接通備用電源，再斷開主用電源；反之同理；兩路電源并聯(lián)供電時間不超過100ms。當(dāng)主用電源失電時，進(jìn)行先斷后接轉(zhuǎn)換。

3．鍋爐保安段電源的切換方式及錄播分析

3.1保安段切換方式

切換方式1：鍋爐保安MCC由主電源鍋爐PC A供電，輔電源鍋爐PC B到鍋爐保安MCC的開關(guān)在合閘狀態(tài)，如果斷開輔電源，則ATS、CTTS無反應(yīng)，無柴油機(jī)啟動指令。

切換方式2：鍋爐保安MCC由主電源鍋爐PC A供電，輔電源鍋爐PC B到鍋爐保安MCC的開關(guān)在合閘狀態(tài)，如果斷開主電源，則ATS無延時切到輔電源供電，CTTS不發(fā)柴油機(jī)啟動指令。此時主電源送上，則經(jīng)過30s后，ATS切回主電源供電。

切換方式3：鍋爐保安MCC由主電源鍋爐PC A供電，輔電源鍋爐PC B到鍋爐保安MCC的開關(guān)在合閘狀態(tài)，斷開主電源，ATS無延時切到輔電源供電，如果將主電源送上，在30S內(nèi)，拉開輔電源，則ATS無延時切回主電源供電，ATS不發(fā)啟柴油機(jī)指令。

切換方式4：將柴油機(jī)打到遠(yuǎn)方，手動斷開主電源、輔電源，鍋爐保安MCC失電，當(dāng)CTTS檢測到鍋爐保安MCC母線電壓低到一定值或失壓，由其發(fā)啟柴油機(jī)指令，柴油機(jī)啟動成功后， CTTS自動將保安MCC電源切至柴油機(jī)供電。

切換方式5：保安段主電源或輔電源運(yùn)行，將CTTS面板上transfer control旋鈕打到Text位置，在將CTTS面板上transfer control旋鈕打到Text位置，柴油發(fā)電機(jī)啟動，找到同期后鍋爐保安MCC母線供電切到柴油機(jī)供電，CTTS經(jīng)2min的延時找同期后切回主電源或輔電源供電。

切換方式6：鍋爐保安MCC電源由主電源供電，將ATS面板上旋鈕打到Test位置，手動由主電源切換到輔電源，無柴油機(jī)啟動指令，延時30S后，ATS由輔電源切回主電源，CTTS不發(fā)柴油機(jī)啟動指令。

切換方式7：將鍋爐保安 MCC電源手動由輔電源切換到主電源（將旋鈕打到Text位置再打到ByPass位無延時回切），CTTS不發(fā)柴油機(jī)啟動指令。

4.結(jié)論

保安電源系統(tǒng)的可靠關(guān)系到機(jī)組的安全停機(jī)，需要從保安電源的接線方式以及切換方式和時間定值的選擇加以優(yōu)化，而且ATS和CTTS這種配套選型方案是可行的、風(fēng)險是可控的。在該機(jī)組的整套調(diào)試中保安段沒有失電，輔機(jī)全部可以投入運(yùn)行，有利于事故情況下重要輔機(jī)電源的保障，且簡化系統(tǒng)布置，為其它在保安段設(shè)備選型和與調(diào)試積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。

5.參考文獻(xiàn)

[1] Group5操作手冊

[2]華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司編制的“大同煤礦集團(tuán)塔山2×660MW 坑口電廠（二期擴(kuò)建）工程4 號機(jī)組整套啟動試驗(yàn)報告”

[3] 美國ASCO ATS產(chǎn)品說明書

[4]同煤大唐塔山第二發(fā)電公司電氣圖紙

[5]華電內(nèi)蒙古能源有限公司土右電廠電氣圖紙

[6]神華神東電力五彩灣電廠電氣圖紙