發(fā)電廠事故保安系統(tǒng)運(yùn)行分析

1、發(fā)電廠事故保安系統(tǒng)運(yùn)行分析摘要:火力發(fā)電廠大型機(jī)組交流事故保安負(fù)荷的概念，交流事故保 安電源設(shè)置原則及方式進(jìn)行介紹,闡述了先廣泛采用的柴油發(fā)電機(jī)組 的特點(diǎn)和功能，并結(jié)合作者所在單位的事故保安系統(tǒng)，詳細(xì)描述了其運(yùn) 行方式及事故處理。關(guān)鍵詞:發(fā)電廠事故保安電源柴油發(fā)電機(jī)對(duì)于大容量發(fā)電機(jī)組來說，當(dāng)廠用的工作電源與備用的電源全部 都消失的時(shí)候，尤其是在嚴(yán)重的事故狀態(tài)下，可以確保其安全停機(jī),并 且應(yīng)設(shè)置事故的保安電源，就可以滿足于事故保安符合的連續(xù)供電，而 這樣就可以很好額保證了發(fā)電機(jī)組與主要的輔機(jī)得到安全停機(jī)。其中, 單元機(jī)組的交流事故保安電源則是采用快速自啟動(dòng)的柴油機(jī)組，是由 柴油機(jī)與交流同步的發(fā)電

2、機(jī)組成的，其不受到電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)所影 響，且可靠性較高。1事故保安電源介紹1.1事故保安負(fù)荷分類直流保安負(fù)荷，由蓄電池組供電，如汽輪機(jī)的直流潤(rùn)滑油泵等。交流保安負(fù)荷，平時(shí)由交流廠用電供電，失去廠用電源時(shí)，交流 保安電源(一般采用快速自啟動(dòng)的柴油發(fā)電機(jī))應(yīng)自動(dòng)投入供電，如盤 車電機(jī)，交流油泵等。1.2大型機(jī)組交流事故保安電源原則獨(dú)立性強(qiáng)。此電源和機(jī)組以及其電廠用的系統(tǒng)保持相對(duì)的獨(dú) 立并且不受到相互的干擾。因此，保安電源投入條件必須只用于保安 母線段的失電。（2）可靠性高。此電源的設(shè)備以及配電故障幾率較低, 投入成功率較高。（3）電能質(zhì)量滿足要求。設(shè)備在正常運(yùn)行狀態(tài)與負(fù) 荷啟動(dòng)情況下的電壓，其頻

3、率都可以滿足電廠用電的要求。（4）維護(hù)的 工作量小，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益好。電源在投入使用后，其維護(hù)工作量比較 小，避免了多次的重復(fù)投資。2柴油發(fā)電機(jī)組的特點(diǎn)和功能2.1柴油發(fā)電機(jī)組可靠性分析火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程（DL5000-2000）的第13.3.17條規(guī) 定:“交流保安電源宜采用快速啟動(dòng)的柴油發(fā)電機(jī)組”。目前電廠中應(yīng) 用廣泛的一種交流事故保安電源方式是專用柴油發(fā)電機(jī)組，國(guó)內(nèi)已經(jīng) 運(yùn)轉(zhuǎn)的或是正在安裝和正在設(shè)計(jì)中300 MW及以上的機(jī)組交流保安 電源基本上都是這種方式。一般,300 MW機(jī)組，一機(jī)配一套500 kW左 右的柴油發(fā)電機(jī)組,600 MW機(jī)組，一機(jī)配一套8001200的柴油發(fā)電 機(jī)組。

4、這種保安電源設(shè)置方式最大優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行的時(shí)候外界電網(wǎng)不能夠 干擾,獨(dú)立性較強(qiáng),這樣不論什么情況導(dǎo)致的停機(jī)事故，機(jī)組安全都可 以得到保證。2.2柴油發(fā)電機(jī)組的特點(diǎn)柴油發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行不受電力系統(tǒng)運(yùn)行的影響,是獨(dú)立的可靠 電源，啟動(dòng)迅速，可滿足發(fā)電廠中允許短時(shí)間斷供電的交流事故保安負(fù) 荷的要求。(2)柴油發(fā)電機(jī)組的制造容量有許多等級(jí)，可根據(jù)需要選擇 和配置合適的設(shè)備容量。(3)柴油發(fā)電機(jī)組可長(zhǎng)期運(yùn)行,滿足長(zhǎng)時(shí)間事 故停電的供電要求。(4)柴油發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)緊湊，輔助設(shè)備較為簡(jiǎn)單，熱 效率較高,經(jīng)濟(jì)性較好。2.3柴油發(fā)電機(jī)組的功能自起動(dòng)功能。柴油發(fā)電機(jī)組保證在火電廠的全廠停電事故中，快速自起動(dòng)帶載 運(yùn)行。(

5、2 )帶負(fù)載穩(wěn)定運(yùn)行功能。在負(fù)載容量不低于10%時(shí),允許長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。自動(dòng)調(diào)節(jié)電壓滿足負(fù)荷需求?？刂乒δ?。柴油發(fā)電機(jī)組屬于無人值守電站，控制系統(tǒng)具有下列功能：保 安段母線電壓自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)。自動(dòng)程序起動(dòng)。柴油發(fā)電機(jī)與保安 段正常電源同期并網(wǎng)功能，保安段工作和備用電源同期檢測(cè)切換功 能。運(yùn)行狀態(tài)的柴油發(fā)電機(jī)組自動(dòng)檢測(cè)、監(jiān)視、報(bào)警、保護(hù)。主 電源恢復(fù)后遠(yuǎn)方控制停機(jī)。（5）模擬試驗(yàn)功能。柴油發(fā)電機(jī)組在備用狀態(tài)時(shí)，模擬保安段母線電壓低至25%Ue或 失壓狀態(tài)，能夠按設(shè)定時(shí)間快速自起動(dòng)運(yùn)行試驗(yàn),試驗(yàn)中不切換負(fù)荷。 但在試驗(yàn)過程中保安段實(shí)際電壓降低至25%時(shí)能夠快速切換帶負(fù)荷。2.4柴油發(fā)電機(jī)

6、的接線原則（1）柴油發(fā)電機(jī)組與汽輪發(fā)電機(jī)組成對(duì)應(yīng)性配置。300 MW及以上 機(jī)組,每臺(tái)機(jī)組配置一套柴油發(fā)電機(jī)組。（2）交流事故保安電源的電壓 及中性點(diǎn)接地方式與低壓廠用工作電源系統(tǒng)一致。一般每臺(tái)機(jī)組設(shè)置 一個(gè)事故保安母線段，為單母線接線。當(dāng)事故保安負(fù)荷具有互為備用 的I類電動(dòng)機(jī)時(shí)，保安段應(yīng)采用與低壓廠用工作母線相應(yīng)的接線方式, 這樣一般300 MW及以上機(jī)組每臺(tái)設(shè)置事故保安母線A、B段，每臺(tái) 機(jī)組的交流事故保安負(fù)荷應(yīng)由本機(jī)組的保安母線段集中供電。（3）交 流事故保安母線段除了由柴油發(fā)電機(jī)組取得電源外，必須由廠用電取 得正常工作電源，供給機(jī)組正常運(yùn)行情況下接在事故保安母線段上的 負(fù)荷用電。（4）

7、在機(jī)組發(fā)生事故停機(jī)后，接線應(yīng)具有能盡快從正常廠用 電源切換到柴油發(fā)電機(jī)供電的裝置。（5）柴油發(fā)電機(jī)組的電氣接線應(yīng) 能保證機(jī)組在緊急事故狀態(tài)下快速自啟動(dòng)，并能適應(yīng)無人值班的運(yùn)行方式。3事故保安系統(tǒng)運(yùn)行及主備電源連鎖3.1事故保安系統(tǒng)運(yùn)行方式（1）柴油機(jī)啟動(dòng)方式開關(guān)在“自動(dòng)”狀態(tài)。（2）每臺(tái)機(jī)組設(shè)兩段事故 保安MCC母線,每段各有兩個(gè)工作電源供電（一路來自鍋爐400VPC 母線、一路來自汽機(jī)400VPC母線）。正常可任意選擇一路為“主用” 電源，則另外一路自動(dòng)被設(shè)為“備用”電源。若“主用”電源失電,則“備 用”電源自動(dòng)變?yōu)椤爸饔谩彪娫?保證事故保安MCC母線供電。（4）當(dāng)任 一段保安MCC母線上兩

8、個(gè)工作電源都消失，保安MCC母線電壓失壓, 經(jīng)35 s延時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)組自動(dòng)啟動(dòng)，合柴油發(fā)電機(jī)出口開關(guān),同時(shí)聯(lián) 鎖保安段保安電源開關(guān)合閘，柴油發(fā)電機(jī)組開始向失電保安MCC母 線供電。（5）當(dāng)保安段工作電源恢復(fù)時(shí),柴油發(fā)電機(jī)組接到由集控室 DCS發(fā)出的恢復(fù)供電命令后自動(dòng)進(jìn)行電源切換，即由柴油發(fā)電機(jī)組的 同期裝置自動(dòng)將本機(jī)的頻率和電壓調(diào)整到與該保安段“主用”電源一 致后，自動(dòng)合上該保安段“主用”電源開關(guān)，跳開保安段保安電源開關(guān)，手 動(dòng)停柴油發(fā)電機(jī)組。3.2主用電源和備用電源的連鎖（1）在正常情況下，各應(yīng)置于“自動(dòng)”位置，若兩路電源均正常，可任意選擇一路為”主用”電源，則另外一路自動(dòng)被設(shè)為“備用”電

9、源。當(dāng)某路電源不正常時(shí)，該路電源不能被設(shè)為“主用”電源,余下一 路正常電源自動(dòng)為“主用”電源。若被選為“主用”電源失電，則“備用”電源自動(dòng)變?yōu)椤爸饔谩彪娫础！爸饔谩彪娫凑r(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)合上“主用”電源斷路器,向負(fù)荷 供電。若兩路電源均正常，且“主用”電源正在向負(fù)載供電期間，需“備 用”電源向負(fù)載供電，應(yīng)首先將原“備用”電源手動(dòng)設(shè)為“主用”,系統(tǒng)自 動(dòng)檢測(cè)兩路電源的同步狀態(tài)，一旦到達(dá)同步,原“備用”電源開關(guān)自動(dòng)合 閘，與原“主用”電源同時(shí)向負(fù)載供電,經(jīng)延時(shí)后自動(dòng)斷開原“主用”電源 開關(guān)，僅由新的“主用”電源供電。下面以大唐虎山電廠為例，介紹事故保安電源的運(yùn)行方式及異常 處理。(1)保安段正常運(yùn)

10、行方式。保安MCCA段正常由汽機(jī)PCB段供電，鍋爐PCA段作為備用電 源，柴油機(jī)作為保安電源。保安MCCB段正常由汽機(jī)PCA段供電，鍋爐PCB段作為備用電 源,柴油機(jī)作為保安電源（2）保安段異常運(yùn)行方式。1）當(dāng)保安段母線失壓時(shí)，跳開工作進(jìn)線開關(guān)，如果備用進(jìn)線開關(guān)有 電壓且進(jìn)線開關(guān)保護(hù)未動(dòng)作，則投入備用進(jìn)線開關(guān);如果備用進(jìn)線開關(guān) 沒有電壓且進(jìn)線開關(guān)保護(hù)未動(dòng)作，則DCS向柴油機(jī)發(fā)切換指令。2）當(dāng) 備用電源投入保安母線仍無電壓時(shí)，則跳開備用電源開關(guān)，如果備用電 源開關(guān)保護(hù)未動(dòng)作，則DCS向柴油機(jī)發(fā)切換指令。3）控制室設(shè)“緊急啟 動(dòng)”按鈕，可直接切換保安段電源。當(dāng)“緊急啟動(dòng)”按鈕按下，同時(shí)跳開工 作進(jìn)

11、線、備用進(jìn)線，并向柴油機(jī)發(fā)切換指令。4）保安段柴油機(jī)電源自投 順序：當(dāng)保安任意一段失電時(shí),先啟動(dòng)柴油機(jī)，合發(fā)電機(jī)出口開關(guān)，再 投入保安電源饋線開關(guān)。當(dāng)保安A、B段失電時(shí),先啟動(dòng)柴油機(jī)，合 發(fā)電機(jī)出口開關(guān)，先投入保安A段電源饋線開關(guān)，經(jīng)延時(shí)再投入保安B 段饋線開關(guān)。當(dāng)工作電源或備用電源正常后，可由DCS向柴油機(jī)發(fā) 工作電源或備用電源恢復(fù)供電指令。當(dāng)工作電源正常后，由DCS畫 面發(fā)工作進(jìn)線開關(guān)恢復(fù)供電指令,柴油機(jī)自動(dòng)檢測(cè)同期后合入工作電 源開關(guān)，然后跳開柴油機(jī)開關(guān)，柴油機(jī)空載運(yùn)行。當(dāng)備用電源正常后, 由DCS畫面發(fā)備用進(jìn)線開關(guān)恢復(fù)供電指令，柴油機(jī)自動(dòng)檢測(cè)同期后合 入備用電源開關(guān),然后跳開柴油機(jī)開關(guān)，柴油機(jī)空載運(yùn)行。4結(jié)語(yǔ)保安電源系統(tǒng)的可靠性關(guān)系到機(jī)組的安全停機(jī)因此為了確保供電獨(dú)立性與可靠性，電廠必須設(shè)置保安電源，鑒于專用柴油發(fā)電機(jī)組的 可靠性及獨(dú)立性均好于外接電源,所以其接線方式宜采用專用柴油發(fā) 電機(jī)組。另外，雖然此種接線方式有顯著的優(yōu)點(diǎn)，但還應(yīng)該結(jié)合工程具 體情況，根據(jù)