100 MW光熱發電機組保安電源邏輯調試實踐

徐靖飛，奇云峰，黃曉鵬，王震華，鄭 晨

(國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院，遼寧 沈陽 110006)

國內大型單元機組必須配置柴油發電機組及應急保安電源母線，其目的是預防電網發生事故或其他原因致使發電廠廠用電源長時間停電而造成事故[1]，如汽輪機盤車電機電源、密封油泵、頂軸油泵電源、交流潤滑油泵電源等。而光熱發電機組除了汽輪發電機系統需要應急電源外，儲熱換熱部分同樣需要應急保安電源[2-3]。

某新建100 MW光熱發電廠的柴油發電機組為1臺KOHLER KD3500-F型自動快速啟動應急柴油發電機組，安裝于儲換熱島區域，與之配套的油箱容量能夠滿足12 h滿負荷連續運行。該機組設置了1路保安MCC段保安電源，保安電源設置3路進線電源，分別取自廠用PC A段、廠用PC B段、儲熱PC B段。

本文對該新建100 MW光熱發電廠的交流事故保安電源系統的調試進行了研究，該機組經本文邏輯方案調整試驗后，交流事故保安電源系統完全滿足設計要求，達到了機組投產的要求。

1 交流事故保安電源的接線形式及聯鎖邏輯

該新建100 MW光熱發電廠配置1臺額定功率為2500 kW、6.3 kV快速啟動的柴油發電機組，2臺400 V快速電源切換開關，1路400 V保安MCC段。圖1為廠用電源系統圖。

圖1 新建100 MW光熱發電廠的廠用電源系統

正常供電時，高廠變為機組6 kV A段供電，啟備變為機組6 kV B段供電，機組6 kV母聯開關6203為分位備用。機組6 kV A段通過652、6521斷路器為儲熱6 kV A段供電，機組6 kV B段通過654、6541斷路器為儲熱6 kV B段供電，儲熱6 kV分段開關6317為分位備用。儲熱6 kV A段通過儲熱干式變壓器、6314斷路器、451斷路器為400 V儲熱PC A段供電，儲熱6 kV B段通過儲熱干式變壓器、6415斷路器、461斷路器為400 V儲熱PC B段供電，儲熱PC母聯開關452為分位備用。機組6 kV A段通過廠用干式變壓器、6102斷路器、411斷路器為400 V廠用PC A段供電，機組6 kV B段通過廠用干式變壓器、6202斷路器、421斷路器為400 V廠用PC B段供電，廠用PC母聯開關412為分位備用。柴油發電機通過6441斷路器與6401斷路器為儲熱6 kV B段供電，6441斷路器為常合狀態。ATS切換電源開關以廠用PC A段電源為主電源，以廠用PC B段電源為備用電源。CTTS切換電源開關以ATS切換電源開關切換后電源為主電源，以儲熱PC B段電源為備用電源。413、424、463、432隔離開關為常合狀態。CTTS切換電源開關切換后電源為保安MCC段供電。ATS切換開關切換時間為2 s，當ATS切換開關切換動作時CTTS切換開關主電源為失電狀態。為保證ATS切換開關動作時CTTS切換開關聯動，ATS切換開關切換延時定值設置為0 s，CTTS切換開關切換延時定值設置為3 s，當ATS切換開關電源失電3 s后CTTS切換開關動作[4]。

聯鎖邏輯說明如下。

當高廠變失電時，機組6 kV A段電源失電，廠用快切裝置判斷機組6 kV A段電源失電后動作，合6203機組6 kV母聯開關，為機組6 kV A段供電。動作過程中400 V廠用PC A段電源失電ATS切換開關動作，切換至400 V廠用PC B段備用電源，保安MCC段短時間失電后恢復正常供電。動作過程中儲熱6 kV A段短時間失電后恢復正常供電。

當啟備變失電時，機組6 kV B段電源失電，廠用快切裝置判斷機組6 kV B段電源失電后動作，合6203機組6 kV母聯開關，為機組6 kV B段供電。動作過程中400 V廠用PC B段電源失電ATS切換開關不動作，保安MCC段不失電。動作過程中儲熱6 kV B段短時間失電后恢復正常供電。

當廠用PC A段與廠用PC B段均失電時，CTTS切換開關主電源為失電狀態，CTTS切換開關動作切換至400 V儲熱PC B段電源，保安MCC段短時間失電后恢復正常供電。

當儲熱6 kV A段與儲熱6 kV B段均失電時，跳開6541、6317、6521斷路器，同時啟動柴油發電機，合6401斷路器，為儲熱6 kV B段供電，保證儲熱系統維持必要的運轉。失電過程中保安MCC段不失電。

當高廠變和啟備變均失電時，機組6 kV A段電源失電，機組6 kV B段電源失電，儲熱6 kV A段失電，儲熱6 kV B段失電。跳開6541、6317、6521斷路器，同時啟動柴油發電機，合6401斷路器，為儲熱6 kV B段供電，儲熱6 kV B段向400 V儲熱PC B段供電，CTTS切換開關檢測400 V儲熱PC B段電源正常后動作，恢復保安MCC段供電[5]。

以上邏輯除廠用快切裝置、ATS電源切換開關與CTTS電源切換開關外，均通過DCS熱工邏輯實現。DCS熱工邏輯搭設見圖2。

圖2 DCS熱工邏輯搭設

2 保安段功能聯鎖試驗

2.1 保安MCC段切換試驗

工作-備用切換：拉開廠用PC A段413開關，ATS切換開關動作自動切至備用電源，保安MCC段切換至廠用PC B段備用電源供電，切換期間CTTS切換開關不動作，保安MCC段失電恢復時間為2 s。

備用-工作切換：合上廠用PC A段413開關，拉開廠用PC B段424開關，ATS切換開關動作自動切至主電源合位，保安MCC段切換至廠用PC A段主電源供電，切換期間CTTS切換開關不動作，保安MCC段失電恢復時間為2 s。

工作/備用-儲熱切換：拉開廠用PC A段413開關，ATS切換開關動作自動切至備用電源供電，拉開廠用PC B段424開關，ATS切換開關主/備用電源均失電，經3 s延時后CTTS切換開關動作自動切至儲熱PC B段備用電源，保安MCC段切換至儲熱PC B段電源供電，保安MCC段失電恢復總時間為5 s。

2.2 全廠失電柴油發電機組與保安系統邏輯切換試驗

模擬全廠失電動作：同時拉開廠用PC A段411斷路器、廠用PC B段421斷路器、機組6 kV A段652斷路器、機組6 kV B段654斷路器，廠用PC A段失電、廠用PC B段失電、儲熱6 kV A段失電、儲熱6 kV B段失電，DCS邏輯判斷儲熱6 kV A段進線電壓失電、6 kV B段進線電壓失電、6 kV A段母線電壓失電、6 kV B段母線電壓失電，經延時3 s后自動啟動儲熱6 kV母線失電邏輯，發出柴油發電機啟動指令，同時聯鎖跳6521、6541、6317儲熱電源斷路器，聯鎖跳6314儲熱PC A段電源斷路器，保留6415斷路器不動作。待7 s后柴發啟動建壓成功，6521、6541、6317、6314、6415斷路器位置反饋正確，DCS發出儲熱6 kV B段柴發進線斷路器6401合閘指令，儲熱6 kV B段母線由柴發恢復供電。失電時6415、461、463、431開關均在合位，儲熱6 kV B段母線恢復供電后CTTS切換開關檢測備用電源失電恢復，CTTS切換開關動作切換至儲熱PC B段電源供電，保安MCC段失電恢復，保安MCC段失電恢復總時間為12 s。全廠失電保安系統邏輯切換記錄如圖3所示。

圖3 全廠失電保安系統邏輯切換記錄

3 結語

某新建100 MW光熱發電廠經保安電源系統調試及整組啟動試驗，保安電源系統切換試驗動作可靠，聯啟柴油發電機試驗正常，保安電源系統與柴油發電機組整體性能合格，符合相關標準及規范要求，具備正式投運的條件。

大型發電廠交流事故保安電源調試對保證機組運行有重要意義。保安電源系統邏輯復雜，必須通過現場精心檢測調試，確認邏輯正確后方可投運，在機組調試試驗過程中需對今后運行中可能發生的各類事故情況做好功能驗證，并對影響因素進行綜合考慮分析，以杜絕隱患。