火电厂保安电源系统配置方案比较与分析.pdf

电力 安 全 技 术 第 1 7 卷 2 0 1 5 年第 4 期 ． 火电厂保安电源系统配置方案比较与分析 杨娴 国网安徽省 电力公司电力科 学研 究院，安徽 合肥2 3 0 0 2 2 [ 摘 要] 火力发电厂保安 电源系统能确保机组在厂用电失去时安全停机和快速恢复供 电，对 机组的安全具有至关重要的作 用。结合 3个实例 ，比较了不同配置方案的保安 电源系统的切换方式、 控制逻辑、实现方式等，并分析 了其各 自的优缺点，以给保安 电源系统的设计提供参考。 [ 关键词]火电厂 ；保安 电源；切换方式；控制逻辑 1 概述 火力发电厂的机组保安负荷在失去正常厂用 电 后，会直接危及机组安全 ，甚至导致永久性损坏， 造成巨大的经济损失。根据电力行业标准 D L ／ T 5 0 0 0 --2 0 0 0 火力发电厂设计技术规程 规定 ， “ 容 量为 2 0 0 Mw． 及 以上 的机组应设置交流保安 电源 ， 交流保安 电源宜采用快速启动的柴油发 电机组。 ” 事故保安 电源可在全厂停 电或单元机组厂用系统失 电的情况下，继续向汽轮机油泵等重要保安负荷供 电，使机组安全停运。柴油发电机作为一个独立的 系统 ，受电网、机组运行状况等因素干扰较少，当 前被作为发电厂保安电源广泛选用。在正常或事故 下的切换 ，保安 电源应能保证保安负荷不失电或失 电时间足够小 ，以确保机组正常运行或极端情况下 能安全停机。为实现上述功能，火电厂保安电源多 采用一主一备双路供 电，再配 以柴油发电机 。双路 电源可以安全、快速地进行双向切换，以保障正常 运行时的倒闸操作及单路失电时的事故切换，柴油 发 电机则作为最后的备用电源 ，在全厂均失电时启 动。实际工程 应用 中，双路 电源 的正常 ／事故切 换及启动柴油发 电机等功能的实现方式多样 ，不同 的方式各有优缺点。以下结合实例，对火电厂几种 厂用保安电源系统的配置方案进行比较和分析，以 确定综合性能最优的方案。 2 保安电源系统配置方案实例分析 2 ． 1 D C S控制 P L C控制方式 淮南某电厂的保安 电源配置如图 1 所示。 一 一 l 号机 3 8 0V保安 A段 l 号机 3 8 0 V保安 B段 图 1 采用 D C S 控制的保安电源配置 第 1 7 卷 2 0 1 5 年第 4期 电 力 安 全 技 术 该电厂保安 电源系统设有 3 8 0 V保安 A，B 2 段。每段共有 3路电源 ，第 1 路取 自3 8 0 V工作 A 段； 第 2 路取自3 8 0 V工作 B段；第 3 路引自保安 备用段 ，由柴油发电机供 给，在全厂停 电时启动 ， 供安全停机使用。以保安 A段为例 ，正常运行时， 开关 4 1 1 1 3 ，4 1 2 2 2和 1 0 0 3 0均保持合 位，设置开 关 1 0 0 7 和 1 0 0 9 ， 其中一个为主用， 另外一个为备用。 当设置 1 0 0 7为主用时， ． 1 0 0 7保持合位，1 0 0 9保持 分位。 当主用 电源 失去时 ，即 3 8 0 V工作 A段母 线失压 时，判断备用 电压正常后 ，自动跳 1 0 0 7 开 关、合 1 0 0 9开关。如备用 电源也失去，保安 A段 失压 ，则 自动启动柴油发 电机 、合 1 0 0 1 开 关、跳 1 0 0 9开 关及合 1 0 0 3开关。其 中，2路工作 电源 的 手动及 自动切换、保安段启动柴油发电机等逻辑， 均 由 DC S完成 。启 动柴油发 电机后，合柴油发电 机进线开关 1 0 0 1 、柴油发电机馈线开关 1 0 0 3 及跳 工作 电源开关 1 0 0 7或 1 0 0 9 ，均 由柴油发电机控制 器 中的可编程逻辑控制器 P L C实现。 保安电源工作 ／备用手动及 自动切换逻辑如 图 2所示。 电源 I 断路器 1 0 0 7 选为主用 电源 I 进线电压正常 电源 I 断路器 1 0 0 7 分位 电源Ⅱ断路器 1 0 0 9 合位 电源 I 断路器 1 0 0 7 保护动作 电源Ⅱ断路器 l 0 0 9 保护动作 保安 MC C A段 母线电压低 电源Ⅱ断路器 1 0 0 9 选为主用 电源Ⅱ 进线电压正常 电源Ⅱ断路器 1 0 0 9 分位 电源 I 断路器 l 0 0 7 合位 启动柴油发电机逻辑如图 3 所示。 ‘ 此种配置方案具有以下优点 1 不需额外配置 自动装置，大部分功能均由 DC S 现有设备及通道实现，不增加额外费用； 2 P LC逻辑简单，调试方便。 此种配置方案具有以下缺点。 1 D C S 逻辑复杂，需要精心调试正确后方能 投入使用。如果 DC S发生故 障，切换功能将无法 实现，只能依靠集控室操侮台 “ 紧急启动柴发”按 钮进行应急启动。 2 DC S逻辑 中电压判断依靠 电压继 电器送出 的接点。实际调试中发现， 电 压继电器的产品质量、 定值整定等因素可能造成接点不能可靠通断，影响 整体切换功能的实现。 2 ． 2 保安电源自动切换装置方式 淮北某电厂的保安电源设置如图 4所示。从结 构上来看 ，跟上述淮南某 电厂的基本一致 ，但该厂 没有采用 P L C控制，而是采用了专门为交流事故 保安电源系统切换而设计的自动装置 MF C 5 2 0 8 A。 该装置具有事故切换、手动切换、并联切换、串联 图 2 保安电源工作 ／备用手动及自动切换逻辑 电源 I 断路器 1 0 0 7 连锁合闸 电源 I 断路器 1 0 o 7 连锁分闸 电源Ⅱ断路器 1 0 0 9 连锁合闸 电源Ⅱ断路器 1 0 0 9 连锁分闸 一 一 S 电 力 安 全 技 术 第1 7 卷 2 0 1 5 年 第4 期 电厂电源切换造成机组跳闸事故的 分析及改进 张建 志 国网辽宁省 电力有限公司电力科 学研 究院 ，辽宁 沈阳 1 1 0 0 0 6 [ 摘 要] 火力发电厂 中的重要设备双 电源 系统的切换通常会造成一个断电的时间间隙，很容 易造成设备的误跳闸。分析 了某发电公司 1 号机组因电源切换 问题发生的空预器跳闸事故及磨煤机 润滑油泵跳闸事故导致的机组误跳闸，并通过逻辑修改的改进方法解决了此问题 ，消除了设备运行 『 的安全隐患，提高了运行的稳定性。 [ 关键词] 电源切换 ；跳 闸事故 ；空预器；逻辑修改 1 机组概况 某发 电公司 26 0 0 MW 机组 ，锅炉采用哈尔 滨锅炉厂有限责任公司生产 的超临界、变压运行直 流炉。汽机采用哈尔滨汽轮机厂有限责任公司的超 临界、凝 汽式汽轮机。DC S系统 采用北京 国电智 深控制技术有 限公司的 E DP F - NT分散控制系统。 锅炉配备 2台空预器、2台引风机 、2台送风机和 2台一次风机 ， 配备 6套 中速正压直吹式制粉系统 ； 每套制粉系统包括 1 台给煤机 、1台磨煤机和 1 台 磨煤机润滑油泵。一旦磨煤机润滑泵跳闸 ，将导致 磨煤机跳闸。 2 A T S开关制造商较少，选择余地不大，运 行业绩较少 ； 3 AT S开关价格较高。 3 结束语 基于 以上分析 ，保安 电源的不同配置方案各有 优缺点。DC S控制方式不需增 加额外的硬件费用， 造价低；但控制逻辑复杂，可靠性受制于电压继电 器接点的可靠性及 D C S系统本身的稳定性。采用 专用的保安电源切换装置可靠性高 ，但需要注意与 DC S的配合及安全防护。采用 ATS开关方式无需 人员参与，切换可靠性高 ，但造价较高。 一 9 2 事故概述 2 ． 1 空预器跳闸 某次空预器跳闸发生在锅炉点火升温阶段，当 时只运行 了 1 台空预器。空预器跳闸后 ，触发了锅 炉主保护，MF T动作 ，锅炉灭火 。 1 MF T首出显示跳闸原因为 “ 2台空预器都 跳 闸” 。热控调试人员首先通过 DC S历史曲线查找 该空预器控制模块的输出指令 ，发现在该设备跳闸 时间区域 内没有 “ 停止”指令从 DC S发 出。这样 就排除了空预器保护动作 “ 联停”和运转员从操作 画面操作 “ 手停”这 2种可 能性。 因为无论是保 参考文献 1 D L ／ T5 0 0 0 2 0 0 0火力发电厂设计技术规程 [ S 】 ． 2 何敏强．自动转换开关在火电厂保安 PC中的应用 [ J ] ． 电力安全技术，2 o 1 3 5 ． 3 宋俊峰，赵青松，曹东辉．某电厂保安段 P T直流控制 回路分析及改进 [ J ] ．电力安全技术，2 0 1 3 6 ． 收 稿日期 2 0 1 4 -1 0 - 2 3 。 作者简介 杨 娴 1 9 8 4 一 ，女 ，工程 师，主要 从事 新建、扩 建火 电厂 的电气分 系统调试、整套启动调试及高压试验等工作， e ma i l 1 0 8 5 7 4 8 3 4 q q ． c o m。