電氣二次技術(shù)在發(fā)電廠的應(yīng)用實(shí)例

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

關(guān)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(jīng)到了高度自動(dòng)化階段。許多發(fā)電企業(yè)的主機(jī)系統(tǒng)甚至輔機(jī)系統(tǒng)都已實(shí)現(xiàn)了集控化。這樣大大減輕了電廠運(yùn)行人員的工作量,使人力資源得以更高效率的利用。同時(shí),自動(dòng)控制專業(yè)技術(shù)也得以更好的發(fā)揮作用?；鹆Πl(fā)電企業(yè)的自動(dòng)控制技術(shù)主要表現(xiàn)為電氣二次技術(shù)和熱控二次技術(shù)兩類。兩者分別擔(dān)負(fù)著電氣系統(tǒng)和熱力系統(tǒng)的監(jiān)視、控制、保護(hù)、測(cè)量等任務(wù)。這里著重闡述前者。電氣二次技術(shù)雖然在電氣設(shè)備運(yùn)行中起輔助作用,但是合理利用二次技術(shù)可以有效解決一些生產(chǎn)實(shí)際問題,甚至可以彌補(bǔ)某些電氣一次系統(tǒng)的缺陷和不足。而且利用二次技術(shù)解決問題有著投資小、用時(shí)短、易實(shí)現(xiàn)、效果好等優(yōu)點(diǎn)。反之,二次設(shè)備運(yùn)行狀況不良或二次技術(shù)運(yùn)用不合理,也會(huì)導(dǎo)致一些重大事故或隱患的發(fā)生。這里例舉一個(gè)巧妙利用電氣二次技術(shù)巧妙解決生產(chǎn)實(shí)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(dān)負(fù)著輸煤、化學(xué)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(guān)LOBCA01(以下簡(jiǎn)稱A01)和LOBCB01(以下簡(jiǎn)稱B01)分別由兩臺(tái)高壓公用變壓器低壓側(cè)接引;兩段的備用電源開關(guān)LOBCA02(以下簡(jiǎn)稱A02)和LOBCB02(以下簡(jiǎn)稱B02)分別引自啟動(dòng)備用變壓器低壓側(cè)的兩個(gè)不同分支;同時(shí)A、B段間設(shè)有聯(lián)絡(luò)開關(guān)LOBCA03(以下簡(jiǎn)稱A03)。正常工作方式為A、B段分別由各自工作電源帶,聯(lián)絡(luò)開關(guān)斷開。當(dāng)一臺(tái)高公變停運(yùn)時(shí),其所帶公用段的負(fù)荷的第一備用電源為另一臺(tái)高公變(即合入聯(lián)絡(luò)開關(guān)),第二備用電源為啟備變(即合入備用電源開關(guān))。所以對(duì)于每一段,存在4種運(yùn)行方式倒換操作:A段:A01→A03(停機(jī)時(shí)工作倒聯(lián)絡(luò));A01→A02(停機(jī)時(shí)工作倒備用);A03→A01(開機(jī)時(shí)聯(lián)絡(luò)倒工作);A02→A01(開機(jī)時(shí)備用倒工作);B段:B01→A03(停機(jī)時(shí)工作倒聯(lián)絡(luò));B01→B02(停機(jī)時(shí)工作倒備用);A03→B01(開機(jī)時(shí)聯(lián)絡(luò)倒工作);B02→B01(開機(jī)時(shí)備用倒工作)?？紤]到備用電源開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)之間的切換操作機(jī)率極小,且邏輯不易實(shí)現(xiàn),故不再考慮該種切換操作。 由于公用6 kV段所帶負(fù)荷屬二類或三類負(fù)荷,按照設(shè)計(jì)規(guī)程未設(shè)計(jì)快速切換運(yùn)行方式的自動(dòng)裝置,切換時(shí)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(lián)切換,即先停電,再送電。出于機(jī)組運(yùn)行安全考慮,兩臺(tái)高公變也不能并列運(yùn)行,即工作電源和聯(lián)絡(luò)開關(guān)之間的切換也只能使用串聯(lián)切換。因此在公用段倒換運(yùn)行方式時(shí),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(fù)荷,倒換操作量大,停電時(shí)間長(zhǎng),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(dān)向生產(chǎn)辦公樓和綜合服務(wù)樓供電任務(wù),停電還會(huì)給正常生產(chǎn)辦公帶來極大不便。 2　解決方案的制定為簡(jiǎn)化公用段切換操作,急需一套能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)快速切換的方案。當(dāng)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(diǎn)原因:(1)投資大。安裝快切裝置兩套,加之電纜、施工調(diào)試費(fèi)用等,總投資大概在20萬元以上。對(duì)于一個(gè)二三類負(fù)荷的不常用操作,這樣的投資顯然是不經(jīng)濟(jì)的。(2)工程量大。需要安裝一面快切裝置屏,并且敷設(shè)大量電纜,再加上接線、調(diào)試,工程量很大。(3)公用6 kV開關(guān)室空間狹小,已無空間安裝快切裝置屏。電氣二次技術(shù)人員通過認(rèn)真研究圖紙資料,發(fā)現(xiàn)公用DCS系統(tǒng)中原設(shè)計(jì)有公用段各開關(guān)的操作出口,可以利用其進(jìn)行切換操作。在DCS系統(tǒng)中增加公用段運(yùn)行方式倒換的畫面。當(dāng)進(jìn)行切換操作時(shí),由操作員在CRT上選擇相應(yīng)的操作按鈕,經(jīng)確認(rèn)后發(fā)出操作指令,系統(tǒng)同時(shí)發(fā)出應(yīng)合開關(guān)的合閘脈沖和應(yīng)跳開關(guān)的跳閘脈沖。這樣可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制,操作人員在控制室即可完成切換操作。解決了遠(yuǎn)程控制的問題,還必須解決串聯(lián)切換問題。因切換操作在任何時(shí)候都必須保證是串聯(lián)切換,即先跳后合,并且切換時(shí)間盡量小。這是一個(gè)難題,僅依靠DCS的操作指令不能實(shí)現(xiàn)該條件。經(jīng)過研究相關(guān)各開關(guān)的電氣操作回路(相關(guān)開關(guān)的合閘閉鎖回路如圖1所示,圖中觸點(diǎn)為旁標(biāo)開關(guān)的常閉輔助觸點(diǎn),括號(hào)內(nèi)的字母用于B段),發(fā)現(xiàn)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(yīng)實(shí)現(xiàn)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(diǎn),在A01跳開后A03的合閘回路才會(huì)接通,所以當(dāng)A01的跳閘脈沖和A03的合閘脈沖同時(shí)發(fā)出后,A01先跳開,然后A03合入,之間的時(shí)間間隔應(yīng)是開關(guān)固有動(dòng)作時(shí)間和輔助觸點(diǎn)翻轉(zhuǎn)時(shí)間之和,應(yīng)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(jìn)行任何改造就可實(shí)現(xiàn)串聯(lián)切換的條件,達(dá)到了事半功倍的效果。6 kV公用段電源開關(guān)合閘閉鎖回路圖接下來的一個(gè)問題是防止誤操作問題。因?yàn)閷?duì)應(yīng)某一種運(yùn)行工況,只能進(jìn)行一種切換操作。為避免人為誤操作,在DCS系統(tǒng)中設(shè)置了閉鎖邏輯。加入此條件是為了保證啟備變?cè)趲в袡C(jī)組負(fù)荷時(shí)不再帶公用負(fù)荷,防止啟備變過負(fù)荷。符號(hào)“&”表示邏輯與。邏輯中所用開關(guān)的位置信號(hào)在DCS系統(tǒng)中全部已經(jīng)存在,不必新增測(cè)點(diǎn)。閉鎖邏輯的實(shí)現(xiàn)通過DCS軟件編程。在操作人員執(zhí)行某一個(gè)操作時(shí),該操作對(duì)應(yīng)的條件不滿足,則DCS系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)閉鎖出口,不會(huì)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(jīng)制定完成。 3　傳動(dòng)試驗(yàn)方案經(jīng)審批后得以實(shí)施。技術(shù)人員對(duì)相關(guān)切換操作進(jìn)行了傳動(dòng)試驗(yàn)。結(jié)果表明,在前面述及的8種切換方式下都能保證完成串聯(lián)切換,切換時(shí)間在72. 1 ms至83. 2 ms之間,平均時(shí)間為77.1 ms。 4　結(jié)論 4•1　成果試驗(yàn)結(jié)果表明這一方案是切實(shí)有效的。由于切換時(shí)間不足100 ms,母線上的負(fù)荷電壓恢復(fù)很快,能夠滿足自啟動(dòng)條件而無需事先將負(fù)荷停電,從而極大限度地提高6 kV公用系統(tǒng)運(yùn)行方式倒換的工作效率,使原來需要2個(gè)小時(shí)的工作在短短幾秒鐘內(nèi)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(shè)備投資,無需進(jìn)行設(shè)備和回路的改造,巧妙利用電氣二次技術(shù),全部改進(jìn)工作均在原有設(shè)備基礎(chǔ)上通過軟件升級(jí)來實(shí)現(xiàn),具有極高的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性,充分體現(xiàn)了電氣二次技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和重要意義。 4•2　不足由于公用段運(yùn)行方式的切換必須是串聯(lián)切換,所以導(dǎo)致負(fù)荷有80 ms左右的停電時(shí)間。這不會(huì)對(duì)一般負(fù)荷造成影響,但并不能保證計(jì)算機(jī)設(shè)備的用電需要。生產(chǎn)辦公樓和綜合服務(wù)樓的一些重要計(jì)算機(jī)設(shè)備在倒換運(yùn)行方式時(shí)仍然會(huì)失電停機(jī)。這是串聯(lián)切換固有的弊端。要解決這一問題必須加裝UPS設(shè)備給這些重要負(fù)荷供電。 參考文獻(xiàn) [1]崔家佩,孟慶炎,陳永芳,等.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置整定計(jì)算[M].北京:中國(guó)電力出版社, 1993. 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