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        大機組6kV廠用電BZT存在的問題及其對策
        更新時間:2020-02-20 發布:www.salmonbyway.com

          1 廠用電自投裝配的現狀  隨著發機電單機容量的增年夜,6kV廠用電裝備的電念頭容量逐漸增年夜,發電廠對6kV廠用電源的靠得住性和穩定性要求也越來越高。為提高電源的靠得住性,國內年夜型機組的6kV廠用電的接線方式通常是分段結構,所有機爐動力裝備劃分接在A段(甲)、B段(乙)上運行。為了保證電源的靠得住性,2段都裝設了備用電源自動投進裝配(BZT)。機組運行中,當工作電源故障、母線電壓消失或下降,控制指令允許BZT動作,備用電源自動投進,保證6kV廠用電電源接連供電。而傳統的BZT切換裝配采用的是延時切換和串聯切換,由于沒有檢測相位回路,這類切換方式的成功率低、沖擊電流年夜,造成6kV廠用電電源中斷的事故頻頻發生。傳統的BZT回路元器件多、故障率高,給年夜型發機電組的平安運行帶來威脅。是以,解決6kV廠用電電源的切換問題已直接關系到系統的平安穩定運行。  2 傳統廠用電BZT概況  2.1 組成及其功能  今朝年夜型發機電組6kV廠用電電源普遍采用傳統的BZT裝配,主要由電壓繼電器、中心繼電器、開關位置觸點、二次線搭接而成。裝配主要有以下功能:  a.當6kV母線電壓的殘壓低于電壓繼電器的定值,備用電源正常時,延時跳開工作電源開關,再合進備用開關。  b.上一級開關跳閘后聯跳本側開關,再合進備用開關。  c.為了避免工作開關偷跳或誤拉工作開關后,備用開關自動投進。  d.有保證只發一次合閘脈沖的閉鎖回路。  2.2 廠用電切換中存在的問題  2.2.1 切換時間長  由于采用低電壓(殘壓)啟動,低電壓的時間整定要求躲過相鄰系統故障或高壓電念頭內部故障的切除時間t=t1+Δt,t1為相鄰電源故障恢復或本段內高壓電念頭內部故障庇護動作時間,通常是0.5~1s,Δt為階梯配應時間差,通常是0.5~0.8s,所以BZT的動作時間通常是1~1.5s。  2.2.2 沖擊電流年夜  備用電源切換時間長,對電念頭運行極為晦氣。由于電念頭電源電壓直線下降,轉速下降,備用電源再投進時,電念頭自啟動時間延長,嚴重跨越額定電流,電念頭容易發燒,同時自動投進時造成沖擊電流增年夜,給啟備變留下潛在隱患。  2.2.3 自投成功率低  只要自投控制開關在投進位置,工作電源開關跳閘或電源消失后,BZT裝配動作,將自動投進備用電源。因在投進備用電源前,母線上的電念頭容量各不不異,它們要進行能量交換,一部門電念頭以感應發機電方式運行,另外一部門電念頭以電念頭方式運行,是以殘壓的年夜小和頻率隨時間變化而變化。出格是年夜型機組的廠用電念頭貯存的電磁能和機械能相當可觀,而且殘壓的衰減速度十分緩慢。有資料可查,在最年夜運行方式時,工作電源斷開,其殘壓經過0.6s才能衰減到25%Ue左右。憑據理論分析,若是在0.3~0.5s時間內合進備用電源開關,殘壓與備用電源的相位接近180°。相位紛歧致時,在備用電源合閘進程中沖擊電流很年夜,若過電流投進后,加速庇護,定值躲不外,就會動作而加速跳閘,造成自投不成功。相位不異或接近不異時,合進備用電源后沖擊電流小,過流后加速不動作,自投成功。若是將備用電源的過流庇護定值增年夜,會下降過流庇護的活絡度,當發生故障時造成庇護拒動。  2.2.4 擴年夜廠用電事故范圍  據相關資料統計分析,廠用電母線故障大都為永久性,由于發電廠的6kV廠用電系統采用小電流接地方式,一旦母線發生單相接地故障,中性點電位偏移,非故障相對地電壓升高到線電壓值,母線盡緣虧弱部門容易造成盡緣擊穿,進而成長為相間故障。當6kV廠用電母線故障時,過電流庇護動作斷開工作電源開關,故障切除。工作電源開關跳閘后,BZT裝配動作,備用電源開關自動投進。備用電源開關的合進,使原來的故障范圍擴年夜(河北南網電廠曾屢次發生故障擴年夜事例),裝備損壞極為慘重。  2.2.5 對汽鍋燃燒的影響  由于6kV廠用電備用電源切換時間長,汽鍋輔機裝備的電念頭轉速較著下降,若是磨煤機和排粉機轉速下降到一定轉速,其風粉比就不能維持汽鍋的正常燃燒。若BZT自投成功,廠用電恢復供電,由于風壓發生變化,未燃燒的煤粉吹進爐膛,易造成嚴重的汽鍋爆炸事故。為了避免這類事務的發生,當6kV母線電壓低I值(73%Ue)經0.5s啟動制粉系統連鎖,低II值(47%Ue)跳送風機,啟動汽鍋年夜連鎖,汽鍋滅火。  2.3 BZT自投二次回路存在的問題  傳統的BZT裝配一般都是由電磁型繼電器組成。常見的二次回路如圖1所示。  2.3.1 低電壓繼電器不成靠  一般電壓繼電器都是采用電磁型繼電器,整定值25%Ue,在正常運行中繼電器帶100V電壓,其動接點振動容易脫落或卡澀,當工作母線電壓真正下降時,繼電器接點不閉合。為領會決此問題,大都電廠已更換為靜態電壓繼電器,隨之而來的新問題又表露出來,靜態繼電器的輔助電源不成靠或出口小,中心的接點不容易檢查。若是泛起問題造成自投失敗,廠用電源中斷。  2.3.2 6kV母線電壓互感器距離二次回路不成靠  在低電壓自投回路中串聯6kV母線電壓互感器的高壓側刀閘(固定方式)輔助接點或手車互感器的機械接點。此接點若欠亨,當母線電壓下降時自投回路不能啟動,BZT拒動。  2.3.3 BSJ繼電器延時不穩定  BZT裝配中的BSJ繼電器的作用是保證只允許BZT裝配發合閘指令一次。當工作電源跳閘后,BSJ延時返回。延時的整定原則應年夜于備用開關的合閘時間,由于這類繼電器為中心繼電器,調整時間依靠短路環和磁鐵間隙來完成。在持久運行中,發現延不時間不穩定,造成自投失敗。馬頭發電總廠解決的法子是增加自連結接點及當自投出口動作后,再接納將其線圈放電的措施,可是使二次回路加倍復雜化。  2.4 切換方式存在的問題  6kV廠用電工作電源與備用電源之間的切換一般采用2種切換方式,即并聯切換和串聯切換。BZT自投的方式為串聯切換,即工作電源開關斷開后,再合進備用電源開關。正常開停機進行的廠用電操作為并聯切換。并聯切換的方式存在潛在的隱患,若是在切換的進程中,發生相間故障,使故障電流比正常值增加2倍,是以在切換進程中盡量縮短并聯時間,下降故障風險水平。  3 微機型BZT裝配  3.1 優點  隨著計較機技術的成長,解決以上問題使BZT裝配微機化,已成為現實。今朝生產的微機型廠用電BZT裝配是針對傳統BZT存在問題制造的新型裝配。它具有許多優點。  3.1.1 切換功能齊全  a.有正常切換、事故切換和不正常情況切換功能。  b.有快速切換、同期捕捉和殘壓切換功能,其中同期捕捉切換采用恒定超前時間和恒定超前相角2種方式。  c.有并聯、串聯和同時切換功能。  3.1.2 其它功能完整  a.過流庇護動作閉鎖、出口閉鎖功能。  b.低壓減載功能。  c.自動投進后加速庇護動作功能。  d.分支電壓、電流錄波功能。  e.后備電源失電、PT斷線、開關位置異常監測等功能。  3.2 經常使用串聯切換的3種功能  3.2.1 快速切換  快速切換是指母線斷電時間在100ms之內,備用電源開關投進。在100ms之內母線反饋電壓與備用電源間的相位差在備用電源開關合閘瞬間不會跨越20°~30°,在這類情況下,沖擊電流、自啟動電流、母線電壓的降落及電念頭轉數的下降等身分對機爐運行的影響均不年夜。自投裝配總的判斷時間為6~8ms,國產真空開關的跳閘時間約為30ms,合閘時間約為60ms,總時間約為100ms,完全知足快投的要求。若是在100ms內合閘不成功,母線殘壓與備用電源間的相位差增年夜,年夜于合閘閉鎖角整定條件,將自動轉進同期捕捉切換。  3.2.2 同期捕捉切換  同期捕捉切換是實時跟蹤殘壓的頻差和角差變化,做到在反饋殘壓與備用電壓向量第一次重應時合進備用開關。同期捕捉切換的時間與反饋殘壓的衰減有直接關系,衰減越快同期捕捉切換越快。反之,越慢。現實200MW機組同期捕捉切換時間錄波顯示約為550ms,這時候殘壓衰減到65%~70%,電念頭轉數不至于下降很年夜,且備用電源合閘時沖擊最小。  同期捕捉切換在現實運用中有2種方式:一種是“恒定越前相角”,憑據正常廠用電負荷下同期捕捉階段相角變化的速度和合閘回路的總時間,計較并整定出合閘導前角,裝配實時跟蹤頻差和相差,當相差到達整定值,且頻差不跨越整定點范圍時,發出合閘飭令;當頻差跨越范圍時,拋卻合閘,自動轉進殘壓切換。這類切換方式的優點是較為靠得住,現場設置采用此原理;另外一種是“恒定越前時間”原理,即完全憑據實時的頻差、相差,依據一定的變化紀律模子,當該時間接近合閘回路時間時,發出合閘飭令。從理論上講,這類方式計較切確,不受負荷變化影響,可是同期合閘成功率低,現場一般不采用。  3.2.3 殘壓切換  快速切換、同期捕捉切換失敗后,當反饋殘壓衰減到20%~40%額定電壓后實現的切換,稱為殘壓切換。這類切換雖然能保證電念頭的平安,可是由于停電時間太長,電念頭自啟動成功與否、自啟動時間等都將遭到限制。  3.2.4 微機型BZT裝配的運用效果  2000年馬頭發電總廠將微機型廠用電BZT裝配運用于1臺國產200MW機組,效果顯著。2000年之前BZT自投成功率僅為66.7%,2000年以后,經過3次非正常停機考驗,BZT自投成功率為100%。從動作6次錄波中看出,4次快速切換,2次同期捕捉切換,收到了優秀的效果。  4 運用中應注重的問題和需要改良的措施  4.1 電源備用方式的改變  依照正常備用方式,2DL跳閘后自動投進3DL,在投進3DL時檢測1PT、2PT相位,2PT正常備用方式不帶電。依照檢測相位的原理,在投進前2PT必需帶電才能知足相位檢測條件,現實1DL開關處于熱備用狀態,是以不知足條件。為了知足相位條件,在現場改成檢測1PT與3PT之間的相位,并斟酌備變凹凸壓側的相位差,見圖2。   4.2 并聯切換方式的閉鎖完善  裝配中的并聯切換方式,有待于完善。由于此切換方式邏輯判斷只檢測開關位置,沒有斟酌檢測電流條件。由圖2可以看出,在由工作電源向備用電源操作切換進程中,若是沒有檢測備用電源是否有電流的條件,不管1DL是否在合位,檢測到3DL合位后,2DL自動斷開,這樣會造成6kV廠用電失電,后果不勝設想。可是,若是斟酌電流閉鎖條件,憑據系統接線圖可知,只能檢測3DL回路是否有電流。對于圖2系統,若是1DL沒有在合位,當3DL合進后,相當于對啟備變反充電,回路也有電流,是以在設置電流門坎上,有堅苦。為此斟酌以下2種方式加以控制:  a.機組已進行DCS改造,在斷2DL開關的邏輯條件中,若是增加的閉鎖采用并聯切換方式,檢測1DL開關的位置狀態,即1DL、3DL開關在合位,2DL開關才允許斷開。  b.機組沒有進行DCS改造,在3DL開關位置條件中,將3DL與1DL合閘位置條件串聯,等效3DL開關合閘位置旌旗燈號。  5 竣事語  經過運用顯示出微機BZT裝配很多優點,對于機組的平安運行奠基了技術保障。可是使用快速自投裝配還需要真空開關的配套。

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