王晗翔

摘要：某電廠黑啟動試驗過程中，需要頻繁進行廠用電切換，在切換過程中，廠用電失電，僅部分重要設(shè)備使用蓄電池供電，會帶來一定的安全隱患?，F(xiàn)通過對廠用電構(gòu)架進行分析，增設(shè)了黑啟動快切裝置，實現(xiàn)了廠用電帶載、空載情況下的快速切換功能。該研究對其他黑啟動電源點應(yīng)用具有較大的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：黑啟動;快切裝置;空載串聯(lián)切換;帶載串聯(lián)切換

1 黑啟動快切裝置增設(shè)背景

上海某電廠是上海電網(wǎng)的主力調(diào)峰電廠，配置了4套9E級燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組，該機組為天然氣、柴發(fā)雙燃料型機組，輔機容量小，啟動時間快，可實現(xiàn)各種突發(fā)狀況下的緊急啟動。為滿足上海電網(wǎng)需求，保障電網(wǎng)安全可靠運行，該電廠在2018年建設(shè)了黑啟動裝置，成為上海電網(wǎng)黑啟動電源點之一。

根據(jù)上海電網(wǎng)的要求，黑啟動電源點需要定期開展黑啟動機組帶載試驗。該電廠電氣一次系統(tǒng)圖如圖1所示。在黑啟動機組執(zhí)行試驗啟動前，首先要將供電母線上（6 kV備用I段）的全部開關(guān)斷開，此時廠用電處于失電狀態(tài)。待黑啟動機組運行正常后，合上黑啟動柴發(fā)出口斷路器，用黑啟動柴發(fā)向廠用電供電。試驗結(jié)束后，斷開黑啟動柴發(fā)出口斷路器，合上1號高備變6 kV斷路器，用高備變向廠用電供電。

廠用電切換期間，控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等重要設(shè)備只能依靠蓄電池供電，存在重大安全隱患。另外，使用黑啟動柴發(fā)向廠用電供電時，廠用電系統(tǒng)僅有黑啟動柴發(fā)一個電源，運行方式較為薄弱，一旦發(fā)生設(shè)備故障，將會造成廠用電失電，嚴重影響生產(chǎn)安全。

2 黑啟動快切裝置的應(yīng)用

為解決黑啟動試驗過程中廠用電薄弱問題，在現(xiàn)有廠用電的架構(gòu)模式下，該電廠計劃結(jié)合黑啟動同期功能增設(shè)黑啟動快切裝置，實現(xiàn)廠用電黑啟動電源與常用電源的快速切換，保證黑啟動試驗期間重要設(shè)備與廠用電系統(tǒng)的可靠運行，避免造成安全事故。

2.1? ? 黑啟動快切裝置的選擇

黑啟動快切裝置主要是為了保證廠用電供電的可靠性，裝置必須有防干擾設(shè)計，提高抗電磁干擾的水平，同時應(yīng)設(shè)有閉鎖繼電器，確保裝置可靠性。最后該電廠選擇了MFC5103A型微機廠用電切換裝置。該裝置的基本功能主要包括：（1）實時監(jiān)測運行參數(shù)及運行狀態(tài);（2）完成常用、備用電源的快速切換;（3）實現(xiàn)低壓減載、閉鎖報警、事故處理等安全功能;（4）啟動后加速保護;（5）事件追溯、錄波、打印、通信、GPS對時等。

該電廠增設(shè)黑啟動快切裝置后，可實現(xiàn)1號高備變低壓側(cè)開關(guān)和黑啟動機組出口斷路器2個開關(guān)之間的快速切換，切換過程中6 kV備用I段母線不失電，提高了黑啟動試驗過程的安全性。

2.2? ? 快切試驗

2.2.1? ? 空載串聯(lián)切換

空載串聯(lián)切換試驗前，1號高備變低壓側(cè)開關(guān)斷路器處于合閘狀態(tài)，黑啟動機組出口斷路器處于分閘狀態(tài)，6 kV備用I段母線由1號高備變供電，6 kV I段、6 kV II段由6 kV備用I段母線供電，6 kV廠用電無負載。

（1）6 kV備用I段母線在空載狀態(tài)下，由高備變供電切換至黑啟動柴發(fā)供電試驗：確認6 kV備用I段母線無負載，運行人員執(zhí)行黑啟動同期操作，啟動快切（串聯(lián)）切換裝置，并由試驗人員開始錄波。黑啟動快切裝置斷開1號高備變低壓側(cè)開關(guān)斷路器，合上黑啟動機組出口斷路器，試驗結(jié)果如圖2所示。

試驗結(jié)果顯示，空載情況下，6 kV備用I段母線能夠成功從高備變供電快速切換至黑啟動柴發(fā)供電。

（2）6 kV備用I段母線在空載狀態(tài)下，由黑啟動柴發(fā)供電切換至高備變供電試驗：確認6 kV備用I段母線無負載，運行人員執(zhí)行黑啟動同期操作，啟動快切（串聯(lián)）切換裝置，并由試驗人員開始錄波。黑啟動快切裝置斷開黑啟動機組出口斷路器，合上1號高備變低壓側(cè)開關(guān)斷路器，試驗結(jié)果如圖3所示。

試驗結(jié)果顯示，空載情況下，6 kV備用I段母線能夠成功從黑啟動柴發(fā)供電快速切換至高備變供電。

2.2.2? ? 帶載串聯(lián)切換

帶載串聯(lián)切換試驗前，1號高備變低壓側(cè)開關(guān)斷路器處于分閘狀態(tài)，黑啟動機組出口斷路器處于合閘狀態(tài)，6 kV備用I段母線由黑啟動柴發(fā)供電，6 kV I段、6 kV II段由6 kV備用I段母線供電，6 kV廠用電無負載，確認1號循泵處于熱備用狀態(tài)。

6 kV備用I段母線在帶載狀態(tài)下，由黑啟動柴發(fā)供電切換至高備變供電試驗：確認6 kV備用I段母線無負載，運行人員啟動1號循泵，之后執(zhí)行黑啟動同期操作，啟動快切（串聯(lián)）切換裝置，并由試驗人員開始錄波。黑啟動快切裝置斷開黑啟動機組出口斷路器，合上1號高備變低壓側(cè)開關(guān)斷路器，試驗結(jié)果如圖4、圖5所示。

試驗結(jié)果顯示，帶載情況下，6 kV備用I段母線能夠成功從黑啟動柴發(fā)供電快速切換至高備變供電。

2.3? ? 試驗結(jié)果

無論是在空載還是帶載的情況下，黑啟動快切裝置均能實現(xiàn)6 kV備用I段雙電源之間的快速切換，提高了廠用電系統(tǒng)的可靠性，保證了黑啟動定期試驗期間廠內(nèi)重要設(shè)備與整個廠用電系統(tǒng)的可靠運行，杜絕發(fā)生廠用電全失的可能性，解除了電網(wǎng)失電后黑啟動因廠用電不穩(wěn)定而輸電失敗的后顧之憂。

3 結(jié)語

本文針對某電廠黑啟動試驗過程中的薄弱點，增設(shè)了黑啟動快切裝置，保證了廠內(nèi)重要設(shè)備與整個廠用電系統(tǒng)的可靠運行，避免設(shè)備損壞。在電網(wǎng)發(fā)生故障廠用電全失的情況下，該電廠通過黑啟動機組向6 kV廠用電系統(tǒng)供電，保證9E燃機啟動正常，順利實現(xiàn)黑啟動功能。