電氣二次技術在發(fā)電廠的應用實例

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摘　要:文章例舉某電廠巧妙利用電氣二次技術實現廠用6 kV公用段的快速切換功能,說明電氣二次技術在發(fā)電企業(yè)發(fā)揮著重要作用。

關鍵詞:電氣二次;快速切換;發(fā)電廠　 　電力系統(tǒng)發(fā)展至今天,已經到了高度自動化階段。許多發(fā)電企業(yè)的主機系統(tǒng)甚至輔機系統(tǒng)都已實現了集控化。這樣大大減輕了電廠運行人員的工作量,使人力資源得以更高效率的利用。同時,自動控制專業(yè)技術也得以更好的發(fā)揮作用?；鹆Πl(fā)電企業(yè)的自動控制技術主要表現為電氣二次技術和熱控二次技術兩類。兩者分別擔負著電氣系統(tǒng)和熱力系統(tǒng)的監(jiān)視、控制、保護、測量等任務。這里著重闡述前者。電氣二次技術雖然在電氣設備運行中起輔助作用,但是合理利用二次技術可以有效解決一些生產實際問題,甚至可以彌補某些電氣一次系統(tǒng)的缺陷和不足。而且利用二次技術解決問題有著投資小、用時短、易實現、效果好等優(yōu)點。反之,二次設備運行狀況不良或二次技術運用不合理,也會導致一些重大事故或隱患的發(fā)生。這里例舉一個巧妙利用電氣二次技術巧妙解決生產實踐中的難題的典型案例。 1　問題的提出某火力發(fā)電廠廠用6 kV公用系統(tǒng)主要擔負著輸煤、化學制水等系統(tǒng)的供電工作,分為A、B兩段。兩段的工作電源開關LOBCA01(以下簡稱A01)和LOBCB01(以下簡稱B01)分別由兩臺高壓公用變壓器低壓側接引;兩段的備用電源開關LOBCA02(以下簡稱A02)和LOBCB02(以下簡稱B02)分別引自啟動備用變壓器低壓側的兩個不同分支;同時A、B段間設有聯絡開關LOBCA03(以下簡稱A03)。正常工作方式為A、B段分別由各自工作電源帶,聯絡開關斷開。當一臺高公變停運時,其所帶公用段的負荷的第一備用電源為另一臺高公變(即合入聯絡開關),第二備用電源為啟備變(即合入備用電源開關)。所以對于每一段,存在4種運行方式倒換操作:A段:A01→A03(停機時工作倒聯絡);A01→A02(停機時工作倒備用);A03→A01(開機時聯絡倒工作);A02→A01(開機時備用倒工作);B段:B01→A03(停機時工作倒聯絡);B01→B02(停機時工作倒備用);A03→B01(開機時聯絡倒工作);B02→B01(開機時備用倒工作)?？紤]到備用電源開關和聯絡開關之間的切換操作機率極小,且邏輯不易實現,故不再考慮該種切換操作。 由于公用6 kV段所帶負荷屬二類或三類負荷,按照設計規(guī)程未設計快速切換運行方式的自動裝置,切換時依靠人工操作。由于該廠工作電源和備用電源之間有較大角度差,工作電源和備用電源之間的切換只能使用串聯切換,即先停電,再送電。出于機組運行安全考慮,兩臺高公變也不能并列運行,即工作電源和聯絡開關之間的切換也只能使用串聯切換。因此在公用段倒換運行方式時,需事先停掉所帶輸煤、化水6 kV段及其380 V電源系統(tǒng)的重要負荷,倒換操作量大,停電時間長,每次操作均需2 h以上。另外,接于6 kV公用段的廠前區(qū)變壓器承擔向生產辦公樓和綜合服務樓供電任務,停電還會給正常生產辦公帶來極大不便。 2　解決方案的制定為簡化公用段切換操作,急需一套能夠實現自動快速切換的方案。當然在公用段加裝廠用電快速切換裝置是最直接有效的方法,但是這種方案很快被否定。有以下幾點原因:(1)投資大。安裝快切裝置兩套,加之電纜、施工調試費用等,總投資大概在20萬元以上。對于一個二三類負荷的不常用操作,這樣的投資顯然是不經濟的。(2)工程量大。需要安裝一面快切裝置屏,并且敷設大量電纜,再加上接線、調試,工程量很大。(3)公用6 kV開關室空間狹小,已無空間安裝快切裝置屏。電氣二次技術人員通過認真研究圖紙資料,發(fā)現公用DCS系統(tǒng)中原設計有公用段各開關的操作出口,可以利用其進行切換操作。在DCS系統(tǒng)中增加公用段運行方式倒換的畫面。當進行切換操作時,由操作員在CRT上選擇相應的操作按鈕,經確認后發(fā)出操作指令,系統(tǒng)同時發(fā)出應合開關的合閘脈沖和應跳開關的跳閘脈沖。這樣可以實現遠程控制,操作人員在控制室即可完成切換操作。解決了遠程控制的問題,還必須解決串聯切換問題。因切換操作在任何時候都必須保證是串聯切換,即先跳后合,并且切換時間盡量小。這是一個難題,僅依靠DCS的操作指令不能實現該條件。經過研究相關各開關的電氣操作回路(相關開關的合閘閉鎖回路如圖1所示,圖中觸點為旁標開關的常閉輔助觸點,括號內的字母用于B段),發(fā)現利用它們之間的電氣閉鎖回路可以很好地解決該問題。以A01→A03操作為例,應實現的操作是跳開A01,合入A03。在A03的合閘回路中串有A01的常閉觸點,在A01跳開后A03的合閘回路才會接通,所以當A01的跳閘脈沖和A03的合閘脈沖同時發(fā)出后,A01先跳開,然后A03合入,之間的時間間隔應是開關固有動作時間和輔助觸點翻轉時間之和,應不超過100 ms。其他的操作類似。這樣一來,原有的操作回路無需進行任何改造就可實現串聯切換的條件,達到了事半功倍的效果。6 kV公用段電源開關合閘閉鎖回路圖接下來的一個問題是防止誤操作問題。因為對應某一種運行工況,只能進行一種切換操作。為避免人為誤操作,在DCS系統(tǒng)中設置了閉鎖邏輯。加入此條件是為了保證啟備變在帶有機組負荷時不再帶公用負荷,防止啟備變過負荷。符號“&”表示邏輯與。邏輯中所用開關的位置信號在DCS系統(tǒng)中全部已經存在,不必新增測點。閉鎖邏輯的實現通過DCS軟件編程。在操作人員執(zhí)行某一個操作時,該操作對應的條件不滿足,則DCS系統(tǒng)會自動閉鎖出口,不會執(zhí)行指令,并提示操作人員。通過閉鎖邏輯,可以有效地防止人為誤操作。至此,一套完備的公用段快速切換方案已經制定完成。 3　傳動試驗方案經審批后得以實施。技術人員對相關切換操作進行了傳動試驗。結果表明,在前面述及的8種切換方式下都能保證完成串聯切換,切換時間在72. 1 ms至83. 2 ms之間,平均時間為77.1 ms。 4　結論 4•1　成果試驗結果表明這一方案是切實有效的。由于切換時間不足100 ms,母線上的負荷電壓恢復很快,能夠滿足自啟動條件而無需事先將負荷停電,從而極大限度地提高6 kV公用系統(tǒng)運行方式倒換的工作效率,使原來需要2個小時的工作在短短幾秒鐘內即可完成。切換效果可與專用的快速切換裝置媲美。該方案無需增加設備投資,無需進行設備和回路的改造,巧妙利用電氣二次技術,全部改進工作均在原有設備基礎上通過軟件升級來實現,具有極高的經濟性和實用性,充分體現了電氣二次技術的優(yōu)勢和重要意義。 4•2　不足由于公用段運行方式的切換必須是串聯切換,所以導致負荷有80 ms左右的停電時間。這不會對一般負荷造成影響,但并不能保證計算機設備的用電需要。生產辦公樓和綜合服務樓的一些重要計算機設備在倒換運行方式時仍然會失電停機。這是串聯切換固有的弊端。要解決這一問題必須加裝UPS設備給這些重要負荷供電。 參考文獻 [1]崔家佩,孟慶炎,陳永芳,等.電力系統(tǒng)繼電保護與安全自動裝置整定計算[M].北京:中國電力出版社, 1993. [2] NDGJ 8—89,火力發(fā)電廠、變電所二次接線設計技術規(guī)定[S]. [3]元磊,張正濤,陳強,等.快速切換技術在萊鋼CCPP電廠的應用[J].萊鋼技術, 2009, (3): 29-31. [4]阮俊豪.廠用電快切裝置改造[ J].華電技術, 2008,(12): 66-69. [5]張斌,時燕新.快切事故淺析[ J].天津電力技術,2008, (4): 22-25. [6]葉波. 6 kV廠用電源快切裝置合閘出口回路及DCS中相應切換邏輯改進方案研討[J].貴州電力技術, 2008,(3): 80-81. [7]陳悅.廠用6 kV快切裝置動作分析與改進[J].華北電力技術, 2008, (10): 39-42. [8]龔大德.高壓廠用備用電源是否需要裝設快切裝置的分析[J].電力勘測設計, 2006, (6).