论文部分内容阅读
某电厂新建2*660MW火电机组，每台机组配置由一台柴油发电机，两段保安MCC段及相应开关组成的交流保安电源系统。电气接线如下图所示：
该工程交流保安电源系统的设计逻辑为：
1.正常运行方式下的开关状态：
1.1合闸状态：工32、工34、工36、工38（保安段工作进线开关）可控。保301、保302（保安段柴发进线塑壳开关）不可控。
1.2热备用状态：保30（柴油发电机出线开关），保31、保32（柴发PC至保安EMCC馈线开关）。
2.事故切换过程如下：
2.1事故切换投入：立即启动柴发，按启动程序投入保安A、B段。
2.2事故切换启动判据（以保安A段为例）：
2.2.1工32供电：保安A段三相电压低于整定值时，（整定延时防止误动作）跳工作进线开关工32（同时启动柴发，合柴发出口开关保30）→如果保安A段工34电压也不正常，则直接合柴发馈线开关保31;如果保安A段工34进线电压正常，则合工34，如切换成功，则手动停柴发，切换结束;如切换失败，则跳工34，合柴发馈线开关保31.
2.2.2工34供电：保安A段三相电压低于整定值时，（整定延时防止误动作）跳工34（同时启动柴发，合柴发出口开关保30）→如果保安A段工32进线电压也不正常，则直接合柴发馈线开关保31;如果保安A段工32进线电压正常，则合工32，如切换成功，则手动停柴发，切换结束;如切换失败，则跳工32，合柴发馈线开关保31.
3.保安电源恢复供电：
3.1由DCS发出指令“保安A段切换至汽机供电”
A.若工34开关处于合闸状态，则经同期判别后合工32进线开关跳工34进线开关;
B.若工34进线开关处于分闸状态，柴发馈线开关保31在合闸位置，则同期合工32开关跳柴发馈线开关保31，恢复工作电源供电，此时若无其余保安段需要柴发运行，则分柴发出线开关保30，手动停发电机组。
3.2由DCS发出指令“保安A段切换至锅炉供电”
A.若工作进线开关处于合闸状态，则经同期判别后合备用进线开关跳工作进线开关;
B.若工作进线开关处于分闸状态，柴发馈线开关在合闸位置，则同期合备用电源开关跳柴发馈线开关，恢复备用电源供电，此时若无其余保安段需要柴发运行，则分柴发出线开关，手动停发电机组。
3.3保安B段切换至汽机供电/锅炉供电过程同保安A段。
4.“緊急启动”按钮：
柴发PLC控制柜收到控制室发出的紧急启机命令后（手操台启动按柴发按钮），由PLC跳保安段工32、工34、工36、工38开关，合柴发出口相关保30开关，合保31、合保32。即使在PLC故障的情况下，也能启动柴油发电机组。
5.闭锁逻辑：
5.1汽机/锅炉电源正常及事故切换时，保证仅切换一次，不成功即转入柴发程序。
5.2切换至柴发供电时，由柴发PLC跳相应母线汽机/锅炉进线开关，保证柴发出线开关的分合必须在保安段进线开关断开的情况下进行。
5.3合开关前需判断该开关保护是否未动作。
5.4汽机/锅炉电源进线开关保护动作，则闭锁相应的切换过程。
交流保安电源系统单体和分系统调试由基建公司和制造厂家完成，调试单位负责整组检查试验及带负荷投、切试验，业主方做最后的验收试验。在调试中遇到的问题主要有：
1、3号柴油发电机进行保安MCC-3B段汽机供电切换至锅炉供电时，多次失败，报柴油发电机综合故障报警，几次成功的切换时间很长，有6～9秒左右，对比保安MCC-3A段时间2～3秒明显偏长.厂家更换同期继电器，并进行参数调整后恢复恢复正常。
2、在保安段负荷600～700A时，3号柴油发电机紧急启动，报转速不能维持启动失败，造成保安段失电。保安段正常负荷情况下，电流约600A，发生事故启动柴发时，所有带马达保护器的负载在40S内具备自保持功能，若电源在40S内能够恢复则相关设备自启动，柴油发电12s左右具备加载能力，自启动电流接近4000A，柴油发电机无法维持转速，启动失败。将A/B段由同时加载改为先加载A段，延时5S加载B段，检验紧急启动正常。
3、做柴油发电机并网带载试验时，功率不能限定，直接飙升。原因为内部程序未设置好，设定为30%加载能力后调试正常。机组大小修期间可以进行带载试验，防止柴油发电机长时间不带载发动机积炭转速不稳等问题。
4、02号启动变有载调压装置由9档调至12档，400V PC段电压由400V升至415V～418V。做柴发反向跟踪回切，试验成功，说明柴油发电机直流励磁性能较好，即被较好的同期并网能力。
5、在投入保安段检修压板的情况下，校验失电后并未联系柴发功能可靠。但是发现3号机保安电源系统工32、工34、工36、工38开关DCS合闸允许条件中，保安MCC-3A/3B段电压不低闭锁条件错误，会造成在保安MCC-3A/3B段检修后恢复运行时无法在DCS对工32、工34、工36、工38开关合闸，修改逻辑为电压低允许合闸后消除了设备逻辑隐患。
经过调试中遇到的问题，要做好柴油发电机的调试工作应注意：
1、对交流保安电源系统的功能逻辑要做仔细的讨论，对保安段检修、加载时要不要段加载等工况进行逻辑分析，防止检修时造成保安段的恢复困难及加载失败。
2、带正常负载电流做逻辑校验，确保保安电源系统的可靠性。调试时要注意保证保安段的负载接近正常运行负荷，该工程保安负荷在600～700A之间，在两段保安段同时加载时，柴油发电机转速无法维持，故障停机。笔者通过对比4家发电厂10台机组的交流保安电源系统进行对比分析，发现只有在2003年设计的机组保安MCC段设计有分段开关进行分段加载，以防止柴油发电机重载启动失败。在未设计分段开关的保安交流电源系统，必须带负荷校验可靠性，最好改为分段延时加载保安负荷。
3、单体调试中注意对同期继电器和柴油发电机励磁能力的校验。同期继电器调整的不好会导致同期时间过长甚至同期失败无法完成切换，可通过多次切换及改变系统电压进行校验。调整启动变的档位，提高400V系统电压至415～420V之间，校验柴油发电机的直流励磁能力。
结语
发电厂交流保安电源系统对发电厂的安全运行、设备安全具有十分重要的作用，可靠性是其关键要求。在本工程中从逻辑设计、带载调试、提高400V系统电压校验柴油发电机的同期、励磁能力等方面总结的经验，相信对做好发电厂交流保安电源系统的调试工作具有一定的借鉴意义。
参考文献
[1]蒙达公司5 号、6 号机组保安电源系统分析及其可靠性探讨-辛力坚，《内蒙古科技与经济》，2007.01.
[2]国电宿迁2×660MW机组工程3号机组保安电源调试措施-李阳，2018.06.
该工程交流保安电源系统的设计逻辑为：
1.正常运行方式下的开关状态：
1.1合闸状态：工32、工34、工36、工38（保安段工作进线开关）可控。保301、保302（保安段柴发进线塑壳开关）不可控。
1.2热备用状态：保30（柴油发电机出线开关），保31、保32（柴发PC至保安EMCC馈线开关）。
2.事故切换过程如下：
2.1事故切换投入：立即启动柴发，按启动程序投入保安A、B段。
2.2事故切换启动判据（以保安A段为例）：
2.2.1工32供电：保安A段三相电压低于整定值时，（整定延时防止误动作）跳工作进线开关工32（同时启动柴发，合柴发出口开关保30）→如果保安A段工34电压也不正常，则直接合柴发馈线开关保31;如果保安A段工34进线电压正常，则合工34，如切换成功，则手动停柴发，切换结束;如切换失败，则跳工34，合柴发馈线开关保31.
2.2.2工34供电：保安A段三相电压低于整定值时，（整定延时防止误动作）跳工34（同时启动柴发，合柴发出口开关保30）→如果保安A段工32进线电压也不正常，则直接合柴发馈线开关保31;如果保安A段工32进线电压正常，则合工32，如切换成功，则手动停柴发，切换结束;如切换失败，则跳工32，合柴发馈线开关保31.
3.保安电源恢复供电：
3.1由DCS发出指令“保安A段切换至汽机供电”
A.若工34开关处于合闸状态，则经同期判别后合工32进线开关跳工34进线开关;
B.若工34进线开关处于分闸状态，柴发馈线开关保31在合闸位置，则同期合工32开关跳柴发馈线开关保31，恢复工作电源供电，此时若无其余保安段需要柴发运行，则分柴发出线开关保30，手动停发电机组。
3.2由DCS发出指令“保安A段切换至锅炉供电”
A.若工作进线开关处于合闸状态，则经同期判别后合备用进线开关跳工作进线开关;
B.若工作进线开关处于分闸状态，柴发馈线开关在合闸位置，则同期合备用电源开关跳柴发馈线开关，恢复备用电源供电，此时若无其余保安段需要柴发运行，则分柴发出线开关，手动停发电机组。
3.3保安B段切换至汽机供电/锅炉供电过程同保安A段。
4.“緊急启动”按钮：
柴发PLC控制柜收到控制室发出的紧急启机命令后（手操台启动按柴发按钮），由PLC跳保安段工32、工34、工36、工38开关，合柴发出口相关保30开关，合保31、合保32。即使在PLC故障的情况下，也能启动柴油发电机组。
5.闭锁逻辑：
5.1汽机/锅炉电源正常及事故切换时，保证仅切换一次，不成功即转入柴发程序。
5.2切换至柴发供电时，由柴发PLC跳相应母线汽机/锅炉进线开关，保证柴发出线开关的分合必须在保安段进线开关断开的情况下进行。
5.3合开关前需判断该开关保护是否未动作。
5.4汽机/锅炉电源进线开关保护动作，则闭锁相应的切换过程。
交流保安电源系统单体和分系统调试由基建公司和制造厂家完成，调试单位负责整组检查试验及带负荷投、切试验，业主方做最后的验收试验。在调试中遇到的问题主要有：
1、3号柴油发电机进行保安MCC-3B段汽机供电切换至锅炉供电时，多次失败，报柴油发电机综合故障报警，几次成功的切换时间很长，有6～9秒左右，对比保安MCC-3A段时间2～3秒明显偏长.厂家更换同期继电器，并进行参数调整后恢复恢复正常。
2、在保安段负荷600～700A时，3号柴油发电机紧急启动，报转速不能维持启动失败，造成保安段失电。保安段正常负荷情况下，电流约600A，发生事故启动柴发时，所有带马达保护器的负载在40S内具备自保持功能，若电源在40S内能够恢复则相关设备自启动，柴油发电12s左右具备加载能力，自启动电流接近4000A，柴油发电机无法维持转速，启动失败。将A/B段由同时加载改为先加载A段，延时5S加载B段，检验紧急启动正常。
3、做柴油发电机并网带载试验时，功率不能限定，直接飙升。原因为内部程序未设置好，设定为30%加载能力后调试正常。机组大小修期间可以进行带载试验，防止柴油发电机长时间不带载发动机积炭转速不稳等问题。
4、02号启动变有载调压装置由9档调至12档，400V PC段电压由400V升至415V～418V。做柴发反向跟踪回切，试验成功，说明柴油发电机直流励磁性能较好，即被较好的同期并网能力。
5、在投入保安段检修压板的情况下，校验失电后并未联系柴发功能可靠。但是发现3号机保安电源系统工32、工34、工36、工38开关DCS合闸允许条件中，保安MCC-3A/3B段电压不低闭锁条件错误，会造成在保安MCC-3A/3B段检修后恢复运行时无法在DCS对工32、工34、工36、工38开关合闸，修改逻辑为电压低允许合闸后消除了设备逻辑隐患。
经过调试中遇到的问题，要做好柴油发电机的调试工作应注意：
1、对交流保安电源系统的功能逻辑要做仔细的讨论，对保安段检修、加载时要不要段加载等工况进行逻辑分析，防止检修时造成保安段的恢复困难及加载失败。
2、带正常负载电流做逻辑校验，确保保安电源系统的可靠性。调试时要注意保证保安段的负载接近正常运行负荷，该工程保安负荷在600～700A之间，在两段保安段同时加载时，柴油发电机转速无法维持，故障停机。笔者通过对比4家发电厂10台机组的交流保安电源系统进行对比分析，发现只有在2003年设计的机组保安MCC段设计有分段开关进行分段加载，以防止柴油发电机重载启动失败。在未设计分段开关的保安交流电源系统，必须带负荷校验可靠性，最好改为分段延时加载保安负荷。
3、单体调试中注意对同期继电器和柴油发电机励磁能力的校验。同期继电器调整的不好会导致同期时间过长甚至同期失败无法完成切换，可通过多次切换及改变系统电压进行校验。调整启动变的档位，提高400V系统电压至415～420V之间，校验柴油发电机的直流励磁能力。
结语
发电厂交流保安电源系统对发电厂的安全运行、设备安全具有十分重要的作用，可靠性是其关键要求。在本工程中从逻辑设计、带载调试、提高400V系统电压校验柴油发电机的同期、励磁能力等方面总结的经验，相信对做好发电厂交流保安电源系统的调试工作具有一定的借鉴意义。
参考文献
[1]蒙达公司5 号、6 号机组保安电源系统分析及其可靠性探讨-辛力坚，《内蒙古科技与经济》，2007.01.
[2]国电宿迁2×660MW机组工程3号机组保安电源调试措施-李阳，2018.06.