厂用电快速切换装置相关问题分析

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华电技术
第 31卷
图 1 厂用电系统一次接线图
(2)事故切换是指由于工作电源故障而引起的 前 ,软件连续分析母线相差 、频差值 ,通过对母线相
切换 ,它是单向的 ,只能由工作电源切至备用电源 , 位变化的实时计算分析 ,根据合闸所需时间 ,捕捉合
其切换方式为串联全自动 。由反映工作电源故障的 闸时机 ,使得合闸完成时备用电源电压与母线电压
保护出口启动装置先跳开工作电源 ,如此时同期条 件满足并确认工作电源已跳开 ,则合上备用电源 。
当 # 1发变组保护发生事故跳闸时 ,保护动作跳 开 6. 3 kV 一段 、二段母线工作电源进线开关 ,同时 分别启动该段母线的快切装置 ,如此时同期条件满 足并确认工作电源开关已跳开 ,快切装置就发出合 该段母线备用电源进线开关的命令 ,完成事故情况 下厂 用 电 源 的 自 动 切 换 。若 锅 炉 主 燃 料 跳 闸 (M FT)动作 ,则先触发汽轮机跳闸 ,由主汽门关闭 接点触发发变组保护启动快切 。
0 引言
厂用电快速切换装置 (以下简称快切装置 )是 实现发电厂厂用母线电源快速切换的关键控制设 备 。在事故情况下 ,厂用电系统安全快速切换对减 少事故损失 、保护人身与设备安全至关重要 。另外 , 一些重要辅机 (如交流润滑油泵等 )在备用电源切 换过程中 ,若因快切装置本身定值设置缺陷导致切 换失败或保安电源等原因造成失电 ,则有可能酿成 重大事故 ,造成事故范围扩大 。
12 合备用延时 :
20 m s 事故并联自动切换时 ,为了防止故障工作电源跳闸时间长于备用电源
合闸时间 ,备用电源和故障工作电源并联运行 ,导致切换失败 ,延时发
出合备用命令的时间
13 合闸时间 :
80 m s (同捕允许时有效 )目标电源断路器的合闸时间
14 低压减载延时 1: 9. 99 s (减载允许时有效 )母线电压持续低于低压启动值的时间 ,超出时装置
﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡﹡
动作次序 保护启动
Uw (V ) 103. 9
Ur (V ) 107. 7
Uab (V ) 103. 0
Ubc (V ) 103. 9
Uac (V ) 104. 7
ΔΦ ( °) 0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱΔf (Hz) 时间 (m s)
当 6. 3 kV 厂用系统电源由 # 1高厂变切换至 # 01 启备变时 , 首 先 选 择 好 正 常 切 换 方 式 (并 联 半 自 动 ) ,即在集控室显示器 ( CRT)画面上将该段母线 备用电源切换方式选择开关投并联 ,在快切保护屏 上将自动 /半自动压板短接 ,手动启动装置 ,经同期 检定后 ,装置发合备用电源开关命令 ,而跳开工作电 源开关由人工在集控室通过操作 CRT画面由 DCS 通过厂用电综合自动化系统 ( FECS)完成 ,切换完毕 后 ,在 CRT画面上将该段母线备用电源切换方式选 择开关投串联 ,并断开快切保护屏上自动 /半自动压 板 ,即转 到 事 故 切 换 所 需 的 切 换 方 式 (串 联 全 自 动 ) ,以备事故切换 。6. 3 kV 厂用系统电源由 # 01启 备变切换至 # 1高厂变与此类似 。
01 同期捕捉 : 1 允许同期捕捉设置为“1”,禁止同期捕捉设置为“0”
02 低压减载允许 : 0
允许低压减载设置为“1”,禁止低压减载设置为“0”
03 长延时允许 :
1
允许装置采用长延时方式合闸设置为“1”,禁止长延时方式合闸设置为“0”
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0. 1
0
跳工作开始 103. 9
107. 7
103. 0
103. 9
104. 7
0
0. 1
1
跳工作结束 103. 9
107. 6
103. 0
103. 8
105. 1
0
0. 1
11
合备用开始 70. 9
105. 8
53. 1
53. 7
54. 4
223
4. 4
675
合备用结束 69. 0
106. 0
50. 2
2 厂用电系统的切换方式
湖南华电长沙发电有限公司厂用电切换方式主 要有 2种 。
(1)正常切换是指正常启 、停机时进行的厂用 电源切换 ,其切换方式为并联半自动 。即 ,手动启动 装置经同期检定后 ,装置发合备用电源命令 ,而跳开 工作电源由人工操作完成 ,这种方式的优点是切换 过程中不会造成厂用电的中断 ,但两侧电源存在短 时并列运行 ,若此时 6. 3 kV 侧发生短路 ,短路电流 将更大 。
收稿日期 : 2009 - 05 - 25
功负荷达 180MW 左右时 ,将厂用系统电源由 # 01启 备变切换至高厂变供电 ,首先在分散控制系统 (DCS)画面上将厂用电切换方式投并联 ,将快切保 护屏自动 /半自动压板投入 (半自动状态 ) ,即正常 切换方式为并联半自动 。每台机组 6. 3 kV 厂用电 一次系统均采用 2 段式母线接线方式 , 2 段母线分 别接自高厂变 /启备变低压侧 2个分裂绕组 ,且 2台 机组共用 1台启备变 。# 1机组 6. 3 kV 厂用电系统一 次接线图如图 1所示 。
18 备用方式 :
1
当备用电压取于 6 kV ,设置值为“0”,否则为“1”
19 母线 - 工作相差 : 0°
母线 AB 相和工作电源的相角差
20 母线 - 备用相差 : 0°
母线 AB 相和备用电源的相角差
21 母线电压允许 : 70. 0 V 允许长延时切换的最大母线电压
22 冷备延时 :
湖南华电长沙发电有限公司采用镇江华东电力 设备制造厂生产的 PZH - 1C型微机厂用电快速切 换装置 ,厂用电备用电源事故切换为串联 、全自动方 式 。当全炉膛灭火造成锅炉主燃料跳闸 (M FT) 动 作时 ,快切装置有时会以“快速切换 ”方式切换备用 电源 、有时还会以“同期捕捉 ”方式切换备用电源 , 在厂用自动切换过程中 ,由于切换方式不稳定甚至 会造成厂用负荷速断保护动作误切换电机 。
的相位差接近 0°。这样既减小了对厂用设备的冲 击电流 ,又利于设备的自启动 。同期捕捉切换的最 大允许频差为 6. 0 Hz。
(3)残压切换是当快切和同捕不能满足时 ,当 母线残压下降到设定电压时实现的切换为残压切 换 。经残压检定的慢速切换作为快速切换和同期捕 捉的后备切换 ,以提高切换的成功率 。
闭锁快速切换 ,转而进行同期捕捉 。
M FT动作停机时 ,快切装置的定值和数字录波记录
(2)同期捕捉即在母线电压还未大幅下跌之 如下 :
……PZH - 1C厂用切换装置打印报告 ……
打印时间 : 2009 - 01 - 28 参数信息
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发出低压减载命令 1
15 低压减载延时 2: 9. 99 s (减载允许时有效 )母线电压持续低于低压启动值的时间 ,超出时装置
发出低压减载命令 2
16 后加速延时 :
4. 00 s 当装置合上备用时同时发出后加速跳备用允许命令 ,此命令仅在一段
时间内有效
17 长延时时间 :
2. 00 s 当长延时允许时 ,时间有效
08 工作电压正常 : 80. 0 V 工作电源电压值不小于设定值
09 备用电压正常 : 80. 0 V 备用电源电压值不小于设定值
10 低电压启动延时 : 0. 10 s 允许母线低压的最大延时
11 闭锁快切延时 : 100 m s 装置响应外部闭锁快切接点的时间 ,即外部开入确认的有效时间
51. 0
51. 4
298
4. 6
719
切换完毕
61. 6
94. 8
93. 8
94. 2
94. 8
0
0. 0
934
分析切换记录 ,发现了以下 2个问题 : (1)非电量保护动作 ,快切装置切换完毕所需
时间为 934 m s,是采用母线工作电源开关辅助接点 接入备用电源开关合闸回路来实现切换的原始备自 投方式所用时间的 5倍左右 。
第 31卷 第 9期 2009年 9月
华电技术 Huadian Technology
Vol. 31 No. 9 Sep. 2009
厂用电快速切换装置相关问题分析
黄海波
(湖南华电长沙发电有限公司 ,湖南 长沙 410203)
摘 要 :介绍了厂用电系统的概况及厂用电系统的切换方式 ,论述了厂用电快速切换装置的工作原理 。根据厂用电快速 切换装置数字录波图 ,分析和总结了快速切换装置切换方式不稳定的原因 ,提出了厂用电快速切换装置定值整定计算时 应注意的事项 。 关键词 :厂用电快速切换装置 ;厂用电系统 ;切换方式 ;保护误动 ;录波数据 ;整定 中图分类号 : TM 762: TM 712 文献标志码 : B 文章编号 : 1674 - 1951 (2009) 09 - 0001 - 05
(2)根据快切装置的原理 ,在切换过程中 ,如不 满足快切所设定的同期条件 (定值设置的第 04, 05
项 ,母线电压与备用电源电压相位差小于 20°、频差 小于 1 Hz) 时 , 闭锁快速切换 , 但频差又小于 6 Hz 时 ,装置自动转入同期捕捉状态 ,根据母线电压相位 变化速率及断路器固有合闸时间 ,连续实时计算相 位差 ,在频差允许范围内 ,捕捉合闸时机 ,使得合闸 完成时相位差接近零度 。从切换记录上看合备用电 源进线断路器结束时母线残压与备用电源电压相位
(4)长延时切换是在某些情况下 ,母线上残压 可能不容易衰减或残压切换参数设置不合理 ,可能 会推迟或不再进行合闸操作 。当检测到母线电压低
3 厂用电快切装置切换方式不稳定原因分析 于母线允许电压参数设定值时 ,装置启动长延时允
3. 1 快切装置的切换模式 (1)快速切换是在母线残压还没有下降之前 ,
第 9期
黄海波 :厂用电快速切换装置相关问题分析
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04 相差 : 20° 允许快速切换的最大相角差
05 频差 :
1. 0 Hz 允许快速切换的最大频率差
06 残压 :
30. 0 V 允许慢速切换的最大母线电压
07 低电压启动值 : 70. 0 V 启动低压延时的最大母线电压
投上备用电源 。为了避免母线电压与备用电源电压
许切换计时 ,当累计时间大于长延时时间设定值时 , 装置发出合闸命令 ,装置中的长延时切换是其他切 换方式的后备补充 。
相位差过大时进行切换的危险 ,快切装置具有在切 3. 2 切换记录分析
换过程中非同期闭锁的功能 ,当不满足同期条件时 ,
2009 年 1 月 18 日 , 由于 全炉 膛灭 火而造 成
1 厂用电系统概况
湖南华电长沙发电有限公司现有 2台 600MW 机组 (机组 编号 为 # 1、# 2 ) 。# 1、# 2 发电 机组 分别 于 2007年 10 月和 12 月建成投产 。发电机均为上海 东方电机股份有限公司生产的 QFSN - 600 - 2 22C型水氢氢汽轮发电机 ,发电机出口电压均为 22 kV ,接有 1台容量为 SFF - 63 /35 - 35MV ·A、电压 为 22 /6. 3～6. 3 kV 的高压厂用工作变压器 (以下简 称高厂变 )作为厂用电系统的工作电源 。厂用电系 统的启动备用变压器 (以下简称启备变 )电源由 1 台容量为 SFFZ10 - 63 /35 - 35MV ·A、电压为 230 / 6. 3～6. 3 kV 的 # 01 启备变提供 。当机组并网后有
100 m s 当需要合高压开关时 ,合 6kV 开关需要延迟的时间
23 通讯地址 :
2
通讯过程中用来识别装置的通讯码
………PZH - 1C厂用切换装置打印报告 ………
打印时间 : 2009 - 01 - 28 切换记录
切换时间 : 2009 - 01 - 18 T 07: 16: 13 同期捕捉