100 MW光热发电机组保安电源逻辑调试实践

2022-08-26徐靖飞奇云峰黄晓鹏王震华

东北电力技术 2022年7期

徐靖飞，奇云峰，黄晓鹏，王震华，郑晨

(国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁沈阳 110006)

国内大型单元机组必须配置柴油发电机组及应急保安电源母线，其目的是预防电网发生事故或其他原因致使发电厂厂用电源长时间停电而造成事故[1]，如汽轮机盘车电机电源、密封油泵、顶轴油泵电源、交流润滑油泵电源等。而光热发电机组除了汽轮发电机系统需要应急电源外，储热换热部分同样需要应急保安电源[2-3]。

某新建100 MW光热发电厂的柴油发电机组为1台KOHLER KD3500-F型自动快速启动应急柴油发电机组，安装于储换热岛区域，与之配套的油箱容量能够满足12 h满负荷连续运行。该机组设置了1路保安MCC段保安电源，保安电源设置3路进线电源，分别取自厂用PC A段、厂用PC B段、储热PC B段。

本文对该新建100 MW光热发电厂的交流事故保安电源系统的调试进行了研究，该机组经本文逻辑方案调整试验后，交流事故保安电源系统完全满足设计要求，达到了机组投产的要求。

1 交流事故保安电源的接线形式及联锁逻辑

该新建100 MW光热发电厂配置1台额定功率为2500 kW、6.3 kV快速启动的柴油发电机组，2台400 V快速电源切换开关，1路400 V保安MCC段。图1为厂用电源系统图。

图1 新建100 MW光热发电厂的厂用电源系统

正常供电时，高厂变为机组6 kV A段供电，启备变为机组6 kV B段供电，机组6 kV母联开关6203为分位备用。机组6 kV A段通过652、6521断路器为储热6 kV A段供电，机组6 kV B段通过654、6541断路器为储热6 kV B段供电，储热6 kV分段开关6317为分位备用。储热6 kV A段通过储热干式变压器、6314断路器、451断路器为400 V储热PC A段供电，储热6 kV B段通过储热干式变压器、6415断路器、461断路器为400 V储热PC B段供电，储热PC母联开关452为分位备用。机组6 kV A段通过厂用干式变压器、6102断路器、411断路器为400 V厂用PC A段供电，机组6 kV B段通过厂用干式变压器、6202断路器、421断路器为400 V厂用PC B段供电，厂用PC母联开关412为分位备用。柴油发电机通过6441断路器与6401断路器为储热6 kV B段供电，6441断路器为常合状态。ATS切换电源开关以厂用PC A段电源为主电源，以厂用PC B段电源为备用电源。CTTS切换电源开关以ATS切换电源开关切换后电源为主电源，以储热PC B段电源为备用电源。413、424、463、432隔离开关为常合状态。CTTS切换电源开关切换后电源为保安MCC段供电。ATS切换开关切换时间为2 s，当ATS切换开关切换动作时CTTS切换开关主电源为失电状态。为保证ATS切换开关动作时CTTS切换开关联动，ATS切换开关切换延时定值设置为0 s，CTTS切换开关切换延时定值设置为3 s，当ATS切换开关电源失电3 s后CTTS切换开关动作[4]。

联锁逻辑说明如下。

当高厂变失电时，机组6 kV A段电源失电，厂用快切装置判断机组6 kV A段电源失电后动作，合6203机组6 kV母联开关，为机组6 kV A段供电。动作过程中400 V厂用PC A段电源失电ATS切换开关动作，切换至400 V厂用PC B段备用电源，保安MCC段短时间失电后恢复正常供电。动作过程中储热6 kV A段短时间失电后恢复正常供电。

当启备变失电时，机组6 kV B段电源失电，厂用快切装置判断机组6 kV B段电源失电后动作，合6203机组6 kV母联开关，为机组6 kV B段供电。动作过程中400 V厂用PC B段电源失电ATS切换开关不动作，保安MCC段不失电。动作过程中储热6 kV B段短时间失电后恢复正常供电。

当厂用PC A段与厂用PC B段均失电时，CTTS切换开关主电源为失电状态，CTTS切换开关动作切换至400 V储热PC B段电源，保安MCC段短时间失电后恢复正常供电。

当储热6 kV A段与储热6 kV B段均失电时，跳开6541、6317、6521断路器，同时启动柴油发电机，合6401断路器，为储热6 kV B段供电，保证储热系统维持必要的运转。失电过程中保安MCC段不失电。

当高厂变和启备变均失电时，机组6 kV A段电源失电，机组6 kV B段电源失电，储热6 kV A段失电，储热6 kV B段失电。跳开6541、6317、6521断路器，同时启动柴油发电机，合6401断路器，为储热6 kV B段供电，储热6 kV B段向400 V储热PC B段供电，CTTS切换开关检测400 V储热PC B段电源正常后动作，恢复保安MCC段供电[5]。

以上逻辑除厂用快切装置、ATS电源切换开关与CTTS电源切换开关外，均通过DCS热工逻辑实现。DCS热工逻辑搭设见图2。

图2 DCS热工逻辑搭设

2 保安段功能联锁试验

2.1 保安MCC段切换试验

工作-备用切换：拉开厂用PC A段413开关，ATS切换开关动作自动切至备用电源，保安MCC段切换至厂用PC B段备用电源供电，切换期间CTTS切换开关不动作，保安MCC段失电恢复时间为2 s。

备用-工作切换：合上厂用PC A段413开关，拉开厂用PC B段424开关，ATS切换开关动作自动切至主电源合位，保安MCC段切换至厂用PC A段主电源供电，切换期间CTTS切换开关不动作，保安MCC段失电恢复时间为2 s。

工作/备用-储热切换：拉开厂用PC A段413开关，ATS切换开关动作自动切至备用电源供电，拉开厂用PC B段424开关，ATS切换开关主/备用电源均失电，经3 s延时后CTTS切换开关动作自动切至储热PC B段备用电源，保安MCC段切换至储热PC B段电源供电，保安MCC段失电恢复总时间为5 s。

2.2 全厂失电柴油发电机组与保安系统逻辑切换试验

模拟全厂失电动作：同时拉开厂用PC A段411断路器、厂用PC B段421断路器、机组6 kV A段652断路器、机组6 kV B段654断路器，厂用PC A段失电、厂用PC B段失电、储热6 kV A段失电、储热6 kV B段失电，DCS逻辑判断储热6 kV A段进线电压失电、6 kV B段进线电压失电、6 kV A段母线电压失电、6 kV B段母线电压失电，经延时3 s后自动启动储热6 kV母线失电逻辑，发出柴油发电机启动指令，同时联锁跳6521、6541、6317储热电源断路器，联锁跳6314储热PC A段电源断路器，保留6415断路器不动作。待7 s后柴发启动建压成功，6521、6541、6317、6314、6415断路器位置反馈正确，DCS发出储热6 kV B段柴发进线断路器6401合闸指令，储热6 kV B段母线由柴发恢复供电。失电时6415、461、463、431开关均在合位，储热6 kV B段母线恢复供电后CTTS切换开关检测备用电源失电恢复，CTTS切换开关动作切换至储热PC B段电源供电，保安MCC段失电恢复，保安MCC段失电恢复总时间为12 s。全厂失电保安系统逻辑切换记录如图3所示。