甘肅電投武威熱電有限責(zé)任公司 董光鵬

電源切換是較為復(fù)雜的過(guò)程，在供電系統(tǒng)發(fā)生故障的情況下，只有正確及時(shí)地進(jìn)行電源切換才能為后續(xù)使用提供保障，對(duì)重要母線、設(shè)備一般均設(shè)有快切裝置和雙電源切換裝置，才能保證故障情況下重要設(shè)備不停電，保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。在廠用電源進(jìn)行切換過(guò)程中，機(jī)組廠用電系統(tǒng)接帶重要設(shè)備不能因廠用電源切換而承受過(guò)載和沖擊，必須保證運(yùn)行機(jī)組輸出功率穩(wěn)定連續(xù)，或在切換之后能夠保證機(jī)組可靠穩(wěn)定工作或安全停機(jī)。因此，廠用電系統(tǒng)安全快速切換對(duì)減少事故損失、保護(hù)人身與設(shè)備安全至關(guān)重要。

1 某廠6kV 集中段電源接帶方式

某廠6kV 集中段母線設(shè)計(jì)有兩路電源，分別取自#1機(jī)6kV 工作段母線和#2機(jī)6kV 工作段母線，正常運(yùn)行中一路運(yùn)行、一路只能手動(dòng)備用，6kV 母線備用可靠性較低，不能滿足要求（圖1）。

圖1 6kV 集中段電源接帶方式

某廠6kV 集中段主要接帶設(shè)備有其中6kV 集中0A 段接帶7臺(tái)6kV變壓器、10臺(tái)6kV 高壓電動(dòng)機(jī)，6kV 集中0B 段接帶8臺(tái)6kV 變壓器、10臺(tái)6kV 高壓電動(dòng)機(jī)，包括脫硫變、水務(wù)中心變、輸煤變、翻車機(jī)變、碎煤機(jī)、空壓機(jī)，輔機(jī)循環(huán)水泵、脫硫真空泵、斗輪機(jī)。單機(jī)運(yùn)行時(shí)，若6kV 集中段由停運(yùn)機(jī)組接帶，停運(yùn)機(jī)組6kV 母線檢修時(shí)必須對(duì)6kV 集中段停電，運(yùn)行操作量較大，安全風(fēng)險(xiǎn)較高，斗輪機(jī)上煤系統(tǒng)被迫停運(yùn)將嚴(yán)重影響運(yùn)行機(jī)組穩(wěn)定性。

2018年機(jī)組單機(jī)運(yùn)行，鄰機(jī)檢修期間需對(duì)6kV集中段電源由停運(yùn)機(jī)組倒換至運(yùn)行機(jī)組，集中0A 段雙電源6011B、6012B 無(wú)電源切換裝置且無(wú)相互閉鎖；集中0B 段雙電源6021B、6022B 無(wú)電源切換裝置且無(wú)相互閉鎖，存在較大安全隱患，一方面由于兩路電源取自不同機(jī)組，若采用先合后分操作方法可能發(fā)生嚴(yán)重的非同期合閘事故，若采用先斷后合操作方法必先將集中段負(fù)荷全部停運(yùn)，對(duì)機(jī)組造成嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)。后為盡可能降低安全風(fēng)險(xiǎn)，發(fā)電運(yùn)行部制定安全措施，將6kV 段負(fù)荷全部轉(zhuǎn)移至另段運(yùn)行，安排6～8名專項(xiàng)操作人員同時(shí)進(jìn)行操作，耗時(shí)12小時(shí)將集中段由停運(yùn)機(jī)組轉(zhuǎn)移至運(yùn)行機(jī)組，全力保證機(jī)組可利用檢修時(shí)間，另段采用同樣方法進(jìn)行電源倒換。

2 改造思路及原理

為盡可能減低高風(fēng)險(xiǎn)操作，節(jié)約操作人員、降低成本，經(jīng)多方考慮準(zhǔn)備在2019年機(jī)組檢修期間采用以下兩種操作方法保證電源切換。

2.1 增加雙電源閉鎖邏輯，防止非同期合閘及人為誤操

合閘6kV集中0A 段6011B斷路器的條件：6021B 斷路器在分位；合閘6kV 集中0A 段6021B斷路器的條件：6011B 斷路器在分位；合閘6kV集中0B 段6021B 斷路器的條件：6021B 斷路器在分位；合閘6kV 集中0B 段6022B 斷路器的條件：60112B 斷路器在分位。

2.2 利用集中段停電機(jī)會(huì)加裝電源切換裝置

深圳國(guó)立智能電力科技有限公司生產(chǎn)的SID-8BT-A 備用電源快速切換裝置，該裝置具備多種切換功能。

2.3 正常電源切換

正常電源切換可由手動(dòng)啟動(dòng)，在DCS 系統(tǒng)或切換裝置面板上均能實(shí)現(xiàn)，可提供采用遠(yuǎn)方或就地切換方式進(jìn)行人工選擇。正常切換可選擇雙向切換，即工作電源與備用電源之間可以相互進(jìn)行切換。正常切換具備以下方式：

2.3.1 并聯(lián)切換功能

并聯(lián)自動(dòng)：手動(dòng)啟動(dòng)切換功能，若并聯(lián)切換條件滿足，先合備用（工作）斷路器，經(jīng)一定時(shí)間延時(shí)后再自動(dòng)跳開工作（備用）斷路器，若在一定延時(shí)時(shí)間內(nèi)已合上的備用（工作）斷路器因某種原因（如保護(hù)動(dòng)作）跳開，則切換裝置不再自動(dòng)跳工作（備用）斷路器，以免發(fā)生廠用電失電。若裝置啟動(dòng)后并聯(lián)切換條件不滿足，則切換裝置將閉鎖發(fā)信，等待進(jìn)行人工確認(rèn)復(fù)歸。

并聯(lián)半自動(dòng)：手動(dòng)啟動(dòng)切換功能，若并聯(lián)切換條件滿足，合上備用（工作)斷路器，而跳開工作（備用）斷路器的操作由運(yùn)行人員選擇完成。若在一定延時(shí)的時(shí)間內(nèi)運(yùn)行人員未跳開工作（備用）斷路器，電源切換裝置發(fā)出報(bào)警，避免兩路電源長(zhǎng)期并列運(yùn)行。若啟動(dòng)后并聯(lián)切換條件不滿足，切換裝置閉鎖發(fā)信，等待進(jìn)行人工確認(rèn)復(fù)歸。并聯(lián)切換方式適用于頻率相同且相位差較小的兩個(gè)電源間的電源切換，此方式下只有一種實(shí)現(xiàn)方式：即快速切換，我廠#1機(jī)組、#2機(jī)組屬于同一330kV 站內(nèi)運(yùn)行，以上兩種方法均可采用。

2.3.2 串聯(lián)切換功能

正常串聯(lián)切換功能手動(dòng)啟動(dòng)，切換裝置先發(fā)跳工作（備用）斷路器指令，確認(rèn)工作（備用）斷路器跳開且切換條件同時(shí)滿足時(shí)，合上備用（工作）斷路器電源。正常串聯(lián)切換適用于頻率相差較大或相位差較大的兩個(gè)電源間切換。

2.4 事故切換

事故切換由裝置出口進(jìn)行啟動(dòng)，只能由工作電源向備用電源切換，即保護(hù)啟動(dòng)后先跳開工作電源斷路器，確認(rèn)工作斷路器已跳開且切換條件滿足時(shí)再合上備用電源斷路器。串聯(lián)切換一般四種實(shí)現(xiàn)方式，快速、同期捕捉、殘壓、長(zhǎng)延時(shí)。切換不成功時(shí)可自動(dòng)進(jìn)行同期捕捉、殘壓、長(zhǎng)延時(shí)選擇，我公司理論上具備采用此種切換方式。

2.5 不正常情況切換

不正常情況切換當(dāng)切換裝置檢測(cè)到不正常情況后自行啟動(dòng)，只能由工作電源向備用電源進(jìn)行切換。

綜上，通過(guò)采用方法1避免了DCS 人員誤操作引起非同期并列的可能性；通過(guò)采用方法2解決了電源快速倒換問(wèn)題，考慮結(jié)合#1機(jī)組、#2機(jī)組廠用電源快切裝置啟動(dòng)模式，我廠6kV 集中段電源屬于同頻系統(tǒng)且固有相位差不大的兩個(gè)電源切換，6kV 集中段正常切換選用并聯(lián)自動(dòng)模式，事故切換和不正常切換均不采用，選用正常并聯(lián)自動(dòng)切換方式只做提供運(yùn)行正常電源倒換操作。

3 改造優(yōu)化后應(yīng)用

2019年利用機(jī)組檢修期，分別在4月、5月將6kV 集中段變壓器、電動(dòng)機(jī)全部停運(yùn)，停運(yùn)6kV 集中段，由設(shè)備技術(shù)部繼保班進(jìn)行電源切換屏安裝、調(diào)試。工作結(jié)束后，經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，6kV 集中0A、OB 段電源切換裝置具備改造效果在實(shí)現(xiàn)快速切換時(shí)，機(jī)組高壓廠用母線的電壓下降、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降均很小，實(shí)現(xiàn)勿擾切換，備用電源分支啟動(dòng)電流也不大，較為安全可靠。

2019年#1機(jī)組、#2機(jī)組檢修，2019年#0啟備變檢修、2020年#0啟備變檢修期間，發(fā)電運(yùn)行部靈活調(diào)整6kV 集中段運(yùn)行方式，可靠保證了機(jī)組安全運(yùn)行；6kV 集中段母線電源接帶方式倒換時(shí)，單段運(yùn)行操作時(shí)間由24小時(shí)縮減至0.5小時(shí)，操作人數(shù)由6～8人縮減至2人。整體操作時(shí)間由48小時(shí)縮減至1小時(shí)，操作人數(shù)由6～8人縮減至2人，操作時(shí)間、操作任務(wù)和操作人員全部實(shí)現(xiàn)節(jié)約，安全性也大大提高，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期改造目標(biāo)。

綜上，隨著近年來(lái)單元機(jī)組容量增加，火電廠安全、經(jīng)濟(jì)壓力逐步增加，電機(jī)變頻節(jié)能裝置、整流裝置在火電廠中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，電廠負(fù)載的容量和特性均發(fā)生較大變化，且部分環(huán)保、調(diào)度數(shù)據(jù)電源必須保持連續(xù)運(yùn)行，不停電壓力越來(lái)越大，須充分保證相關(guān)設(shè)施設(shè)備可靠運(yùn)行。