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大机组6kV厂用电BZT存在的问题及其对策

更新:2020-02-20

  1 厂用电自投装配的现状  随着发机电单机容的增年夜,6kV厂用电装备的电念头容逐渐增年夜,发电厂对6kV厂用电源的靠得住性和稳定性要求也越来越高。为提高电源的靠得住性,国内年夜型机组的6kV厂用电的接线方式通常是分段结构,所有机炉动力装备划分接在A段(甲)、B段(乙)上运行。为了保证电源的靠得住性,2段都装设了备用电源自动投进装配(BZT)。机组运行中,当工作电源故障、母线电压消失或下降,控制指令允许BZT动作,备用电源自动投进,保证6kV厂用电电源接连供电。而传统的BZT切换装配采用的是延时切换和串联切换,由于没有检测相位回路,这类切换方式的成功率低、冲击电流年夜,造成6kV厂用电电源中断的事故频频发生。传统的BZT回路元器件多、故障率高,给年夜型发机电组的平安运行带来威胁。是以,解决6kV厂用电电源的切换问题已直接关系到系统的平安稳定运行。  2 传统厂用电BZT概况  2.1 组成及其功能  今朝年夜型发机电组6kV厂用电电源普遍采用传统的BZT装配,主要由电压继电器、中心继电器、开关位置触点、二次线搭接而成。装配主要有以下功能:  a.当6kV母线电压的残压低于电压继电器的定值,备用电源正常时,延时跳开工作电源开关,再合进备用开关。  b.上一级开关跳闸后联跳本侧开关,再合进备用开关。  c.为了避免工作开关偷跳或误拉工作开关后,备用开关自动投进。  d.有保证只发一次合闸脉冲的闭锁回路。  2.2 厂用电切换中存在的问题  2.2.1 切换时间长  由于采用低电压(残压)启动,低电压的时间整定要求躲过相邻系统故障或高压电念头内部故障的切除时间t=t1+Δt,t1为相邻电源故障恢复或本段内高压电念头内部故障庇护动作时间,通常是0.5~1s,Δt为阶梯配应时间差,通常是0.5~0.8s,所以BZT的动作时间通常是1~1.5s。  2.2.2 冲击电流年夜  备用电源切换时间长,对电念头运行极为晦气。由于电念头电源电压直线下降,转速下降,备用电源再投进时,电念头自启动时间延长,严重跨越额定电流,电念头容易发烧,同时自动投进时造成冲击电流增年夜,给启备变留下潜在隐患。  2.2.3 自投成功率低  只要自投控制开关在投进位置,工作电源开关跳闸或电源消失后,BZT装配动作,将自动投进备用电源。因在投进备用电源前,母线上的电念头容各不不异,它们要进行能交换,一部门电念头以感应发机电方式运行,另外一部门电念头以电念头方式运行,是以残压的年夜小和频率间变化而变化。出格是年夜型机组的厂用电念头贮存的电磁能和机械能相当可观,而且残压的衰减速度十分缓慢。有资料可查,在年夜运行方式时,工作电源断开,其残压经过0.6s才能衰减到25%Ue左右。凭据理论分析,若是在0.3~0.5s时间内合进备用电源开关,残压与备用电源的相位接近180°。相位纷歧致时,在备用电源合闸进程中冲击电流很年夜,若过电流投进后,加速庇护,定值躲不外,就会动作而加速跳闸,造成自投不成功。相位不异或接近不异时,合进备用电源后冲击电流小,过流后加速不动作,自投成功。若是将备用电源的过流庇护定值增年夜,会下降过流庇护的活络度,当发生故障时造成庇护拒动。  2.2.4 扩年夜厂用电事故范围  据相关资料统计分析,厂用电母线故障大都为性,由于发电厂的6kV厂用电系统采用小电流接地方式,一旦母线发生单相接地故障,中性点电位偏移,非故障相对地电压升高到线电压值,母线尽缘亏弱部门容易造成尽缘击穿,进而成长为相间故障。当6kV厂用电母线故障时,过电流庇护动作断开工作电源开关,故障切除。工作电源开关跳闸后,BZT装配动作,备用电源开关自动投进。备用电源开关的合进,使原来的故障范围扩年夜(河北南网电厂曾屡次发生故障扩年夜事例),装备损坏极为惨重。  2.2.5 对汽锅燃烧的影响  由于6kV厂用电备用电源切换时间长,汽锅辅机装备的电念头转速较着下降,若是磨煤机和排粉机转速下降到一定转速,其风粉比就不能维持汽锅的正常燃烧。若BZT自投成功,厂用电恢复供电,由于风压发生变化,未燃烧的煤粉吹进炉膛,易造成严重的汽锅爆炸事故。为了避免这类事务的发生,当6kV母线电压低I值(73%Ue)经0.5s启动制粉系统连锁,低II值(47%Ue)跳送风机,启动汽锅年夜连锁,汽锅灭火。  2.3 BZT自投二次回路存在的问题  传统的BZT装配一般都是由电磁型继电器组成。常见的二次回路如图1所示。  2.3.1 低电压继电器不成靠  一般电压继电器都是采用电磁型继电器,整定值25%Ue,在正常运行中继电器带100V电压,其动接点振动容易脱落或卡涩,当工作母线电压真正下降时,继电器接点不闭合。为领会决此问题,大都电厂已更换为静态电压继电器,随之而来的新问题又表露出来,静态继电器的辅助电源不成靠或出口小,中心的接点不容易检查。若是泛起问题造成自投失败,厂用电源中断。  2.3.2 6kV母线电压互感器距离二次回路不成靠  在低电压自投回路中串联6kV母线电压互感器的高压侧刀闸(固定方式)辅助接点或手车互感器的机械接点。此接点若欠亨,当母线电压下降时自投回路不能启动,BZT拒动。  2.3.3 BSJ继电器延时不稳定  BZT装配中的BSJ继电器的作用是保证只允许BZT装配发合闸指令一次。当工作电源跳闸后,BSJ延时返回。延时的整定原则应年夜于备用开关的合闸时间,由于这类继电器为中心继电器,调整时间依靠短路环和磁铁间隙来完成。在持久运行中,发现延不时间不稳定,造成自投失败。马头发电总厂解决的法子是增加自连结接点及当自投出口动作后,再接纳将其线圈放电的措施,可是使二次回路加倍复杂化。  2.4 切换方式存在的问题  6kV厂用电工作电源与备用电源之间的切换一般采用2种切换方式,即并联切换和串联切换。BZT自投的方式为串联切换,即工作电源开关断开后,再合进备用电源开关。正常开停机进行的厂用电操作为并联切换。并联切换的方式存在潜在的隐患,若是在切换的进程中,发生相间故障,使故障电流比正常值增加2倍,是以在切换进程中尽缩短并联时间,下降故障风险水平。  3 微机型BZT装配  3.1 点  随着计较机技术的成长,解决以上问题使BZT装配微机化,已成为现实。今朝生产的微机型厂用电BZT装配是针对传统BZT存在问题制造的新型装配。它具有许多点。  3.1.1 切换功能齐全  a.有正常切换、事故切换和不正常情况切换功能。  b.有快速切换、同期捕捉和残压切换功能,其中同期捕捉切换采用恒定超前时间和恒定超前相角2种方式。  c.有并联、串联和同时切换功能。  3.1.2 其它功能完整  a.过流庇护动作闭锁、出口闭锁功能。  b.低压减载功能。  c.自动投进后加速庇护动作功能。  d.分支电压、电流录波功能。  e.后备电源失电、PT断线、开关位置异常监测等功能。  3.2 经常使用串联切换的3种功能  3.2.1 快速切换  快速切换是指母线断电时间在100ms之内,备用电源开关投进。在100ms之内母线反馈电压与备用电源间的相位差在备用电源开关合闸瞬间不会跨越20°~30°,在这类情况下,冲击电流、自启动电流、母线电压的降落及电念头转数的下降等身分对机炉运行的影响均不年夜。自投装配总的判断时间为6~8ms,国产真空开关的跳闸时间约为30ms,合闸时间约为60ms,总时间约为100ms,完全知足快投的要求。若是在100ms内合闸不成功,母线残压与备用电源间的相位差增年夜,年夜于合闸闭锁角整定条件,将自动转进同期捕捉切换。  3.2.2 同期捕捉切换  同期捕捉切换是实时跟踪残压的频差和角差变化,做到在反馈残压与备用电压向次重应时合进备用开关。同期捕捉切换的时间与反馈残压的衰减有直接关系,衰减越快同期捕捉切换越快。反之,越慢。现实200MW机组同期捕捉切换时间录波显示约为550ms,这时候残压衰减到65%~70%,电念头转数不至于下降很年夜,且备用电源合闸时冲击小。  同期捕捉切换在现实运用中有2种方式:一种是“恒定越前相角”,凭据正常厂用电负荷下同期捕捉阶段相角变化的速度和合闸回路的总时间,计较并整定出合闸导前角,装配实时跟踪频差和相差,当相差到达整定值,且频差不跨越整定点范围时,发出合闸饬令;当频差跨越范围时,抛却合闸,自动转进残压切换。这类切换方式的点是较为靠得住,现场设置采用此原理;另外一种是“恒定越前时间”原理,即完全凭据实时的频差、相差,依据一定的变化纪律模子,当该时间接近合闸回路时间时,发出合闸饬令。从理论上讲,这类方式计较切确,不受负荷变化影响,可是同期合闸成功率低,现场一般不采用。  3.2.3 残压切换  快速切换、同期捕捉切换失败后,当反馈残压衰减到20%~40%额定电压后实现的切换,称为残压切换。这类切换虽然能保证电念头的平安,可是由于停电时间太长,电念头自启动成功与否、自启动时间等都将遭到限制。  3.2.4 微机型BZT装配的运用效果  2000年马头发电总厂将微机型厂用电BZT装配运用于1台国产200MW机组,效果显著。2000年之前BZT自投成功率仅为66.7%,2000年以后,经过3次非正常停机考验,BZT自投成功率为100%。从动作6次录波中看出,4次快速切换,2次同期捕捉切换,收到了秀的效果。  4 运用中应注重的问题和需要改良的措施  4.1 电源备用方式的改变  依照正常备用方式,2DL跳闸后自动投进3DL,在投进3DL时检测1PT、2PT相位,2PT正常备用方式不带电。依照检测相位的原理,在投进前2PT必需带电才能知足相位检测条件,现实1DL开关处于热备用状态,是以不知足条件。为了知足相位条件,在现场改成检测1PT与3PT之间的相位,并斟酌备变凹凸压侧的相位差,见图2。   4.2 并联切换方式的闭锁完善  装配中的并联切换方式,有待于完善。由于此切换方式逻辑判断只检测开关位置,没有斟酌检测电流条件。由图2可以看出,在由工作电源向备用电源操作切换进程中,若是没有检测备用电源是否有电流的条件,不管1DL是否在合位,检测到3DL合位后,2DL自动断开,这样会造成6kV厂用电失电,后果不胜设想。可是,若是斟酌电流闭锁条件,凭据系统接线图可知,只能检测3DL回路是否有电流。对于图2系统,若是1DL没有在合位,当3DL合进后,相当于对启备变反充电,回路也有电流,是以在设置电流门坎上,有坚苦。为此斟酌以下2种方式加以控制:  a.机组已进行DCS改造,在断2DL开关的逻辑条件中,若是增加的闭锁采用并联切换方式,检测1DL开关的位置状态,即1DL、3DL开关在合位,2DL开关才允许断开。  b.机组没有进行DCS改造,在3DL开关位置条件中,将3DL与1DL合闸位置条件串联,等效3DL开关合闸位置旌旗灯号。  5 竣事语  经过运用显示出微机BZT装配很多点,对于机组的平安运行奠基了技术保障。可是使用快速自投装配还需要真空开关的配套。