厂用电快切装置不能实现全自动切换原因分析.pdf

内 蒙 古 电 力 技 术 2 0 1 4 年第 3 2 卷第 4 期 I N N E R MO N G O L I A E L E C T R I C P O WE R 3 7 d o i ： 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 8 6 2 1 8 2 0 1 4 0 4 0 0 9 厂 用电快 切 装置不 能实现全 自动切换原 因分 析 王春雨 ( 神华国能神东电力有限责任公司萨拉 齐电厂 ， 内蒙古 包头0 1 4 1 0 0 ) 摘要 ： 在 萨拉 齐电厂的2&r - 用电切换过程 中， 出现 工作 、 备 用电源开关同时合 闸， 即原 工作电源开关未跳开情况。分析原 因为在 目标 电源开关合上后 ， 通过开关的电流未达到快切 装置 中设定的开关有 电流定值。根据厂用切换过程 中 7 - 作分支电流与备 用分支电流均会发 生变化 的特点 ， 将原来有 电流定值只考虑 目标开关改为同时考虑原工作开关和 目标 开关， 降 低 了有 电流定值 ， 既能保证设备安全运行 ， 又能保证切换装置的可靠切换 。改进后的厂用切 换装置在操作过程 中再未发生类似故障 ， 效果较好。 键词： 厂用电快切装置； 工作开关； 目 标开关； 有电流定值； 开关电流相关性 献标志码 ： B 中图分类号 ： T M7 6 2 文章编号： 1 0 0 8 6 2 1 8 ( 2 0 1 4 ) 0 4 0 0 3 7 0 4 An a l y s i s o f Re a s o n s t h a t Po we r Pl a n t Fa s t Cu t t i n g De v i c e c a n n o t C h a n g e o v e r Au t o ma t i c a l l y W a n g Chu n y u ( S h e n h u a Gu o n e n g S h e n d o n g P o we r Co ， L t d S a l a q i P o we r P l a n t ，I n n e r Mo n g o l i a B a o t o u 01 41 0 0 ) Ab s t r a c t ： I n t h e c o n d i t i o n t h a t w o r k i n g a n d b a c k u p p o we r s u p p l y s w i t c h o n a t t h e s a me t i me d u r i n g t h e p r o c e s s o f a u x i l i a r y p o we r c h a ng e o v e r a t Sa l a q i p o we r p l a n t ，whi c h me a n s t h e p o we r s u p p l y i s n o t o u t o f t h e o r i g i n a l wo r k The r e a s o ns a r e a n a l y z e d wh e n t h e t a r g e t p o w e r s u p p l y c l o s e d ，t h e c u r r e n t t h r o u g h t h e s wi t c h d o e s n o t me e t t h e s e t t i n g v a l u e s o f t h e f a s t c u t t i n g d e v i c e Ac c o r d i n g t o t h e c h a r a c t e ris t i c s o f w o r k i n g b r a n c h c u rre n t a n d b a c k u p b r a n c h c u rre n t a r e c h a n g e d d u r i n g p r o c e s s o f a u x i l i a ry p o we r c h a n g e o v e r ， t a k i n g i n t o a c c o u n t t h e o r i g i n a l w o r k s wi t c h a n d t h e t a r g e t s wi t c h t o g e t h e r wh e n s e t t i n g t h e o r i g i n a l c u rre n t v a l u e ， i ns t e a d o f o n l y c o n s i de r i n g t he t a r g e t s wi t c h ，r e d u c e t h e c u r r e n t s e t t i n g v a l ue s ， n o t o n l y e ns u r e t h e s a f e t y r u n ni n g o f t he e q u i p me n t s ，b ut a l s o t he r e l i a bi l i t y 0 f t h e s wi t c h i n g d e v i c e s T h e i mp r o v e d d e v i c e n e v e r f a i l i n t h e o p e r a t i o n p r o c e s s wh i c h e f f e c t s b e t t e r Ke y wo r d s ： f a s t c u t t i n g d e v i c e u s e d i n p o w e r p l a n t ； w o r k i n g s wi t c h ； t a r g e t s wi t c h ； c u r r e n t s e t t i n g ；c o rre l a t i o n o f s w i t c h c u rre n t 1 萨拉齐 电厂厂用电源切换存在的问题 神华 国能神东 电力有 限责任公 司萨拉齐发 电 厂( 以下简称 萨拉齐电厂) 接人蒙西 电网， 机组容量 【 收稿 日期1 【 作者简介J 201 4 06-2 6 2 x 3 0 0 MW， 一 回出线 ， 送人 5 0 0 k V包北变电站 ， 而 启动备用容量 由所在地土默特右旗 2 2 0 k V变电站 中 1 1 0 k V电压等级供 电， 该电厂在蒙西电网中所处 位置见图 1 所示 1 。 下春雨( 1 9 7 l 一) ， 男 ， 山西人， T程师， 从事火电厂运行管理工作。 关 文 3 8 内 蒙 古 电 力 技 术 达旗 齐 电厂 图中： 一5 0 0 k V 变电 站； 卜 _ _ 2 2 0 k V 变电站； E卜 发电厂 图 1 萨拉齐 电厂所在 区域电网主接线示意图 从 图 1 可以看 出， 由于萨拉齐 电厂与包北变 电 站联 系经过 了三级 降压 ， 并受到地区负荷影 响 ， 厂 用 备用 电源不存 在频 差 ， 但存 在一 定 的角差 、 压 差 。在厂用 电快切装置切换过程 中由于土右变 电 站 l 1 0 k V侧接带地方负荷较多 ( 1 1 0 k V侧共有 5 条 线路 ) ， 地方负荷较 大 ， 并 且土右变 电站 2 2 0 k V与 1 1 0 k V联络变压器容量仅为 1 2 0 k V A， 1 1 0 k V侧所 带负荷均通过联络变压器接带 ， 机组启动期间厂用 电容量占用较多， 因此在机组启动过程中线路末端 电 降低较 多。同时由于电厂接带 负荷多为感性 负荷 ， 高压厂用变压器与启动备用变压器低压侧两 电压间角差也较大。在机组启动并 网后 ， 虽然可 以 用启动备用变压器分接头进行调压 ， 但两 电压相位 角难 以改变 ， 且随着机组负荷 的增加 ， 1 1 0 k V侧负 荷增加 ， 相角差也在加大 ， 最大时超过厂用 电快切 装置 角度差设定值 1 5 。 - 。这样会导致厂用 电快切 装置 闭锁切换功能 ， 厂用 电无法切换 ， 尤其是在 电 网用电高峰期 ， 土右变 电站也 易产生过负荷。为 了 使厂用 电能够顺利切换 ， 根据运行 经验 ， 通常应在 机组 负荷不高时 ( 约 5 0 MW) 进行厂用 电切换 。对 于循环流化床机组 ， 在负荷为 5 0 MW时机组运行稳 定 ， 床温在 8 0 0左右， 厂用电切换条件较为成熟。 萨拉齐电厂3 0 0 M W机组采用的厂用电快切装 置切换方式 为全 自动快速切换方式 。在 2 0 1 3 年 1 月的连续 2 次厂用电源切换过程 中发生 了切换 目标 电源开关合上后 ， 原带厂用 负荷 开关未断开故 障 ， 给机组的安全运行造成威胁 ， 急需处理 。 2 厂用 电切换故障原因分析 对 于快切装置 ， 为保证厂用 电切换 的可靠性 ， 切换后 目标电源开关应在有一 定电流的情况 下才 允许断开原工作 电源开关 。萨拉齐电厂厂用 电快 切装置 目标 电源开关有 电流定值为 0 5 4 A， 厂用分 支及 备用分支电流互感器变 比均为 4 0 0 0 5 ， 折算 到 一 次侧 定值 为 4 3 2 A。即如果 厂用电切换后 ， 【 =_i 标 电源开关电流达不到 4 3 2 A l J I ， 原工作 电源开关就小 会 断开 。以下对 切换过程中各参数 及厂用 电快切 装置动作情况进行分析 ( 均 以电流互感器二次侧值 为基准) H o 2 1 6 k V厂用 I A段 工作 电源 切换至 备 用 电源 2 0 1 3 0 1 1 6 ， 1 号机组 由于锅炉返料腿 冒火需 压火 ， 将厂用 电源 由工作电源切换 至备用 电源 ， 在 厂用 电切换过程中发现6 k V I A段工作电源进线开 关未断开 ， 后手动断开。快切装置动作过程如表 1 。 表 1 6 k V厂用 I A段工作 电源切换至备用电源 厂 用电快切 装置 动作过程 时刻 装置及开关状态 0l ： l 7： 4 0 6 4 8 o1 ： l 7： 4 0 8 9 3 Ol ： l 7： 4 0 9 3 9 o1 ： 1 7： 41 9 2 6 Ol ： 1 7： 41 9 3 2 0l ： l 8： 0 5 4 21 控制 台手动启动切换 发合低备脉 冲 备用分支 ， f ： 关合位 开关位置异常 装置切换失畋 T作分支开关分位 南表 1 显示 的厂用电快切装置切换报告看H ， 在备用电源开关合上后 ， 厂用电快切装置未发出断 T作分 支开关指令 。厂用 电快切装置动作前后 厂 用工作及备用分支电流 、 电压参数如表2 所示 。 表 2 6 k V厂用 l A段工作电源切换 至备用电源工作分 支、 备用分支切换前后电流、 电压对 比 ” 状 态 工作分支电流， A 工作分支 备用分支电流 A 备用分支 =_ _ ： ： 一 电 压 V ： 一 电 压 V 切换前 O 7 4 0 7 3 6 3 1 5 6 4 2 4 8 5 切换 中 1 1 4 1 1 4 0 4 7 O 5 3 切换后 6 1 5 2 6 2 7 8 注 ： 1 )频差 厂 为0 ， 差AU为 1 5 ， 角差 为 3 5 7 3 。 从表 2 可 以看 出， 切换后 由于备用分支电流小 于备用分支有流定值 ( 0 5 4 A) ， 所 以快切装置 未发 出断开 T作分支开关指令 ， 同时在切换过 程中 ， 即 在工作分支和备用分支两开关同时合上情况下 ， T 作分支不仅向原厂用负荷供 电， 而且向 1 1 0 k V土神 线反送电 ， 基本上原负荷 电流 与备用分支电流之和 为切换过程 中工作分支电流。 2 0 l 4 年第 3 2 卷第 4 期 王春雨 ： 厂用 电快切 装置 不能实现全 自动切换原因分析 3 9 2 2 6 k V厂用 I B 段工作电源切换至备用电源 2 0 1 3 0 1 1 6 ， 在 6 k V厂用 I B段电源切换过程 中 ， 厂用 电快切装置动作成功 ， 装置动作过程如表 3。 表 3 6 k V厂用 I B 段 工作电源切换至备用 电源 厂用 电快切装置动作过 程 时刻 装置及开关状态 O l： 0 3： 0 3 1 4 6 0l ： O 3： O 3 3 9 3 O1 ： 0 3： 0 34 3 9 01 ： 0 3： 0 43 3 7 O1 ： 0 3： 0 44 0 0 Ol ： 0 3： 0 48 0 9 控制台手动启动切换 发合低备脉 冲 备用分支开关合位 发跳工作脉 冲 T作分支开关分位 装置切换成功 由表 3 显示 的厂用 电快切装置切换报告看 出 ， 在备用电源开关合上后， 厂用电快切装置发出断工 作分支开关指令 ， 切换成功。厂用电快切装置动作 前后 厂用工作及备用分支 电流 、 电压参数如表 4 所 示 。 表 4 6 k V厂 用 l B 段工作 电源切换 至备用电源工作分支 、 备 用分支切 换前后电流 、 电压对 比 ” 工作分支电流， A 工作分支备用分支电流 A 备用分支 注 ： 1 )频 差 厂 为0， 压差u为 0 2 0 ， 角差 为3 5 6 5 。 。 通过表4 可以看出， 在切换过程中， 即在工作分 支和备用分支两开关 同时合上情况下 ， 工作分支不 仅 向原 厂用负荷 供 电 ， 而且 向 1 1 0 k V土神 线反送 电 ， 基本上原 负荷 电流与备用分支电流之和为切换 过程 中工作分支电流 。工作电源倒备用电源 ， 虽然 压差 、 频差 、 角差非常小 ， 同时工作段电流也非常小 ( 折算到一次侧约为 2 0 0 A ) ， 但在切换过程中备用 段 的电流仍达 0 7 5 A， 且切换成功 。同第一次切换 相 比， 频差 、 压差 、 角差虽然 也较小 ， 但 由于 6 k V厂 用 I A段负荷大 ， 厂用备用分支 电流小 ， 导致快切装 置不能完成切换 。 2 - 3 6 k V厂用 I A段备用电源切换至工作电源 2 0 1 3 一 叭一 l 6 ， 在 6 k V厂用 I A段电源切换过程 中 ， 厂用 电快切装置动作成功 。厂用 电快切装置动 作过程如表 5 。 由表 5显示的厂用 电快切装 置切换报告看 出 ， 表 5 6 k V厂用 I A段 备用 电源切换至工作 电源 厂用 电快切装置动作过程 时刻 装置及开关状态 0 8： 3 5： 3 6 4 2 6 0 8： 3 5： 3 6 4 7 6 0 8： 3 5： 3 6 5 4 0 0 8： 3 5： 3 7 4 21 0 8： 3 5： 3 7 4 5 2 0 8： 3 5： 3 78 9 3 控制 台手动启动切换 发合工作脉 冲 工作分支开关合位 发跳低备脉冲 备用 分支开关分位 装置切换 成功 在备用 电源开关合上后 ， 厂用 电快切装置发出断工 作分支开关指令 ， 切换成功。厂用电快切装 置动作 前后 厂用工作及备用分 支电流 、 电压参数如表 6 所 示 。 表 6 6 k V厂 用 I A段备用电源切换至工作电源工作分 支、 备用分支切换前后电流、 电压对比“ 状态 工作分支电流 A 工作分支备用分支电流 A 备用分支 切 换 前 6 4 5 2 9 5 1 0 1 1 0 1 6 2 7 4 8 切换 中 O 8 4 0 8 0 0 2 8 0 3 5 切换后 6 3 3 3 9 6 4 7 5 注 ： 1 )频差 厂 为0， N A U为 4 4 6 ， Nz x o 为 3 9 。 。 通过表 6 可以看出 ， 在切换过程中 ， 即在工作分 支和备用分支两开关 同时合上情况下 ， 原备用分支 电流为工作分支 电流与备用分支 电流之和 ， 说 明在 切换过程中由工作与备用分支共 同接带厂用负荷。 2 4 6 k V厂用 I B 段备用电源切换至工作电源 2 0 1 3 0 l 一 1 6 ， 6 k V厂用 I B段电源切换过程 中， 厂用 电快切装置切换不成功 。厂用 电快切装置动 作过程如表 7 。 表7 6 k V厂用 I B 段备用 电源切换至工作 电源 厂用电快切装置动作过程 时刻 装置及开关状态 0 8： 2 0： 2 9 2 3 8 0 8： 2 O： 2 9 2 8 8 0 8： 2 0： 2 9-3 4 4 0 8： 2 0： 3 O- 3 21 0 8： 2 0： 3 0 3 2 7 0 8： 2 0： 58 7 7 6 控制台手动启动切换 发合 工作脉 冲 工作分支开关合位 开关位 置异 常 装置切换失败 备用分支开关分位 由表 7 显示的厂用电快切装置切换报告看 出 ， 在工作分支电源开关合上后 ， 厂用电快切装置未发 出断备用分支开关指令 ， 切换不成功。厂用电快切 一 前中后 换换换 切切切 内 蒙 古 电 力 技 术 2 0 1 4 年第3 2 卷第4 期 装置动作前后厂用工作及备用分支电流 、 电压参数 如 表 8 所示 。 表 8 6 k V厂 用 I B 段备用 电源切换至工作 电源工作分支、 备用分 支切换前 、 后电流、 电压对 比” 状态 工作分支电流， A 工作分支 备用分支电流 A 备用分支 注 ： J )频差 厂 为0 ， 压差 ， 为 2 0 0 ， 角差 为2 1 。 。 通过表 8 可以看出 ， 在切换过程中 ， 即在工作分 支和备用分支两开关 同时合上情况下 ， 原备用分支 电流为T作分支 电流与备用分支 电流之和 ， 说明在 切换过程 中由工作与备用分支共同接带厂用负荷 。 2 5结论 通过对 1 号机组 的 2 次厂用 电源切 换过程 ， 以 及4 次厂用T作与备用分支电源切换情况分析可以 看出， 切换过程存在 以下问题 ： ( 1 )在切换过程 中 由工作分支接带厂用负荷 的同时 向备用分支反送 电， 即工作分支电流等于原 厂用 负荷 电流与通过启备变 向 1 1 0 k V变电站反送 电电流之和。这种情况下 ， 如将 厂用 电由工作分支 切换 至备用 分支 ， 则工作分 支原 电流越大 ， 切换 时 备用分 支电流就越小 ， 不利于切换的正常操作 ， 如 由备用电源切换至工作 电源则正好相反 ， 备用分支 电流大 ， 切换过程 中工作分支 电流也越 大 ， 利 于切 换 。 ( 2 )在切换过程 中。 由工作 和备用 电源共同接 带原厂用 负荷 ， 即T作分支与备用分支电流之和等 于原厂用 负荷 电流 ， 在这种情况下原来l丁作分支电 流越大越利于切换。 ( 3 )理论分析还可能出现由备用电源向工作 电源端反送 电情况 ， 但通常这种情况存在 的可能性 极 小 。由于厂用 6 k V工作 电源是 电源端且 与 5 0 0 k V系统相联 ， 一般不存在低于其电压等级的地方站 向其送电的情况 。 3 采取的措施 通过 上述分析可以看出 ， 在 电源切换过程 中 ， 厂用分支电流存在不确定性， 且无论采取哪种切换 方式 ， 工作分支与备用分支 电流变化密切相关 ， 即 不论是由工作分支带全部负荷或是T作、 备用分支 共同带厂用负荷 ， 电流变化情况为： ( 1 ) 由工作 分支接带厂用负荷 的同时向备用 分支反送 电情况下 ， 工作分支增加的电流与备用分 支增加的电流相等； ( 2 )由工作和备用电源共 同接带原厂用 负荷 ， 工作分支增加的电流等于备用分支减少 的电流