酉酬电站厂用电切换操作.ppt

2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 向峰 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 发电厂的生产过程完全是机械化和自动化的 它需要许多以电动机拖动的机械为发电厂的主要设备 锅炉 汽轮机或水轮机 发电机等 和辅助设备服务 这些机械称为厂用机械 发电机的厂用机械及全厂的运行操作 试验 修配 照明 电焊等用电设备的用电 统称为厂用电 厂用电的定义 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 类负荷 类负荷 类负荷 事故保安负荷 交流不间断供电负荷 厂用负荷的分类 厂用负荷一般都是由发电厂本身供给 且为重要负荷 根据根据厂用负荷在发电厂运行中所起的作用及其供电中断对人身 设备及生产所造成的影响程度 将其分为五类 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 类负荷指短时 手动切换恢复供电所需的时间 停电也可能影响人身或设备安全 使生产停顿或发电量大量下降的负荷 对接有 类负荷的高 低压厂用母线 应有两个独立电源 即应设置工作电源和备用电源 并应能自动切换 类负荷 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 类负荷指允许短时停电 但较长时间停电有可能损坏设备或影响机组正常运行的负荷 对接有 类负荷的厂用母线也应有两个独立电源 一般采用手动切换 类负荷 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 类负荷指长时间 几小时或更长时间 停电也不致直接影响生产 仅生成生产上的不方便的负荷 对 类负荷 一般由一个电源供电 在大型电厂中 也常采用两路电源供电 类负荷 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 事故保安负荷指机组在事故停机过程中及停机后的一段时间内仍必须保证供电 否则可能引起主设备损坏 重要的自动控制装置失灵或危及人身安全的负荷 可分为直流保安电源和允许短时停电的交流保安电源 事故保安负荷 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 交流不间断供电负荷简称 O 类负荷 指在机组启动运行及停机 包括事故停机 过程中 甚至停机以后的一段时间内 要求连续提供具有恒频恒压特性的负荷 一般由接于蓄电池组的逆变装置或由蓄电池供电的直流电动发电机组供电 交流不间断供电负荷 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 厂用电接线的四个基本要求 厂用电接线应保证厂用电的连续供电 使发电厂能安全满发 除满足正常运行安全 可靠 灵活 经济 先进等一般要求外还应满足如下要求 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 厂用负荷设有两个电源 即工作电源和备用电源 在正常运行时 厂用负荷母线由工作电源供电 而备用电源处于断开状态 当厂用电源发生事故 包括高压厂用工作变压器 发电机 主变压器 汽轮机等事故 而被切除时 备用电源自动投入 厂用电源的切换 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 厂用工作电源与备用电源之间切换的要求如下 1 厂用电系统的任何设备不能由于厂用电切换而承受不允许的过载和冲击 2 在厂用电切换过程中 必须尽可能地保证机组功率的连续输出 机组控制的稳定和机炉的安全运行 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 1 厂用电失电影响 1 由于厂用母线上运行的电动机的定子电流和转子电流都不会立即变为零 电动机定子绕组将产生变频反馈电压 即母线存在残压Ure 残压的大小和频率都随时间而降低 衰减的速度与母线上所接电动机台数 负荷大小等因素有关 厂用电失电影响与切换分析 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 2 电动机的转速下降 电动机转速下降的快慢主要取决于负荷和机械常数Ta Ta GD2n0nN 3570PN 一般0 5s后转速约降至 0 85 0 95 nN 若在此时间投入备用电源 一般情况下 电动机能较迅速地恢复到正常稳定运行 如果备用电源投入太迟 停电时间过长 电动机转速下降多 且不同相 将会影响机组的自启动 因此 厂用母线失电后 应尽快投入备用电源 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 2 切换分析 1 厂用工作电源因故切除后 厂用母线上的残压幅值和频率都是不断衰减的 其衰减速度与该段母线所带负荷密切相关 切除电源前负荷越大 电压衰减越快 频率下降也越快 电压衰减呈非线性趋势 由于频率与与机组转速成正比 衰减较慢 且呈线性变化 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 2 由于厂用母线残压的频率不断下降 使母线残压Ure与备用电源电压Us之间的相角差和电压差 U不断变化 当相角差第一次达到1800 即反相 时 U达到最大值 第一次反相时间一般于切断电源后经0 35 0 45s达到 若此时合上电源 将产生最大的合闸冲击电流 对电动机的冲击也最严重 因此 必须避开Ure与Us接近反相时进行切换 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 一般厂用电源的快速切换 要求工作电源切除后 在Ure与Us之的相角差远未达到第一次反相前合上备用电源 这时电动机的转速下降较少 而冲击电流亦小 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 3 当母线残压下降额定电压的20 40 时 已历时数秒 在此期间 部分电动机已被低电压保护切除 以满足部分重要电动机的自启动 另外 即使最严重的反相 1800 情况也不会对备用变压器及电动机造成危害 所以 也可采用慢速切换作后备 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 厂用电源的切换方式 除按操作控制分手动与自动外 还可按运行状态 断路器的动作顺序 切换的速度等进行区分 厂用电源的切换方式 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 按运行状态分 正常切换事故切换 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 1 正常切换 是指在正常运行时 由于运行的需要 厂用电从一个电源切换到另一个电源 对切换速度没有特别要求 正常切换一般采用并联切换 在切换时 先投入一个电源 然后切除另一电源 即工作电源和备用电源有短时并联运行过程 一般几秒内 它的优点是保证厂用电连续供给 缺点是并联期间短路容量大 增加了断路器的断流要求 但由于并联时间短 发生事故的几率低 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 2 事故切换 由于发生事故 包括单元接线中的厂总变 发电机 主变压器 汽轮机和锅炉等事故 厂用母线的工作电源被切除时 要求备用电源自动投入 以实现尽快安全切换 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 断电切换同时切换 按断路器的动作顺序分 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 断电切换 串联切换 其切换过程是 一个电源切除后 才允许投入另一个电源 一般是切除电源断路器的辅助触点去接通备用电源断路器的合闸回路 因此 厂用母线上出现一个断电时间 断电时间长短与断路器的合闸速度有关 其优缺点与并联切换相反 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 同时切换 在切换时 切除一个电源和投入另一个电源的脉冲信号同时发出由于断路器分闸时间和合闸时间长短不同以及本身动作时间的分散性 在切换期间 一般有几个周波的断电时间 但也有可能出现1 2周波两个电源并联的情况 所以在厂用母线故障及在母线供电的馈线回路故障时应闭锁切换装置 否则投入故障供电网会因短路容量增大而有可能造成断路器爆炸的危险 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 1 快速切换 2 慢速切换 按切换速度分 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 快速切换 一般是指在厂用母线上的电动机反馈电压 即母线残压 与待投入电源电压的相角还没有达到电动机允许承受的合闸冲击电流前合上备用电源 快速切换的断路器动作顺序可以是先断后合或同时进行 前者称为快速断电切换 后者称为快速同时切换 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 慢速切换 主要是指残压切换 即工作电源切除后 当母线残压下降到额定电压的20 40 后合上备用电源 残压切换虽然能保证电动机所受的合闸冲击电流不致过大 但由于停电时间较长 对电动机自启动和机炉运行工况产生不利影响 慢速切换通常作为快速切换的后备切换 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 国内机组厂用电源的事故切换一般采用快速切换 切换过程有进行或不进行同期检定的情况 但实现安全快速切换的一个条件是 厂用母线上电源回路断路器必须快速合闸的性能 断路器的固有合闸时间一般不要超过5个周波 0 1s 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 酉酬电站的厂用电接线情况 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 酉酬电站的厂用电接线情况 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 酉酬电站的厂用电接线情况 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 酉酬电站的厂用电接线情况 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 酉酬电站的厂用电接线情况 1QA 411 3QA 414 2QA 412 4QA 413 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 备用电源自投 BZT 系统 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 备用电源自动投入系统自动控制功能 当运行方式旋钮指向自动时 当两母线电压正常时 母线断路器闭合 母联断路器断开 若一段母线失电 而另一段母线正常时 失压母线断路器断开 然后经过一段时间延时 3s 母联断路器闭合 失压母线断路器未跳之前 母联断路器不能动作 若两断母线同时失电 经过延时两母线断路器同时跳开 5s 后柴油发电机运行 20s 后备用电源断路器闭合 2s 后母联断路器闭合 在备用电源自动投入过程中母联断路器只允许合闸一次 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 当一段恢复供电后 母联断路器断开 柴油发电机停止 合上来电段断路器 合母联断路器 当两段母线恢复供电后 母联断路器断开 然后再经过一段延时 3s 两段母线的出线断路器闭合 母联断路器未跳之前 母线断路器不允许动作 若电压互感器二次侧熔断器熔断 则不允许备自投操作 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 自动重合闸功能 当断路器和柴油发电机合闸或启动失败后 装置会进行自动重合闸或重启发电机 重合闸和重启次数都为3次 3次失败后报备自投投入失败故障 此时须检查开关柜故障 若某次重合闸成功 之前重合闸次数清零 通过旋转故障复位旋钮也可将所有前重合闸次数清零 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 对于各控制系统的CPU 通信 上位机等重要负荷都由不间断电源 逆变电源 供电 在厂用电停电时 厂房照明由直流事故照明接替 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 厂用电概述 厂用电系统采用400V电压供电 400V厂用电母线采用单母线分段接线 两路电源分别取自 1厂用变 2厂用变的400V侧 分别给400V 段母线 段母线供电 其两台厂变10 5kV侧分别接于10 5kV 段母线上 当本厂不发电时由两台110kV主变下网供电 紧急情况下机组解列 系统解网的情况下 由厂用电BZT发命令启动防汛柴油发电机由400V 段414开关引入 保证大坝和机组的安全 为了保证事故和全厂失压情况下的必要照明 装设有事故照明切换装置 当厂用交流电消失 或电压降低至70 Ue下 时 自动投入直流电源供给事故照明 当厂用交流电源恢复时 自动退出直流事故照明电源 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 运行方式 正常运行方式 400V厂用电分段运行 分别由 1厂用变 2厂用变分别供给400V 段母线电源 BZT装置投入远方自动位置 其控制方式为进线双向互投 特殊运行方式 若因检修工作或事故处理的需要 可考虑如下运行方式 1 400V厂用电 段联络运行 由相应的厂用变供给电源 2 所有外来厂用电源均中断 或其它紧急情况 因电网事故等 引起厂用电中断在短时间内又无法恢复时 可采用由柴油机恢复400V动力电源后再启动机组由机组独立带厂用电运行 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 接令将厂用电由分段运行倒换至 2厂用变 1厂用变 供电 400V 段母线并列运行 检查400V断路器413 414在 分 位 断开400V 段 400V 段 母线上所有馈线开关 将BZT装置工作方式 手动 停止 自动 切至 停止 位 在上位机上断开 2厂用变 1厂用变 高压侧断路器12 13 检查 2厂用变 1厂用变 高压侧断路器12 13 确在 分闸 位置 断开 2厂用变 1厂用变 低压侧断路器412 411 检查 2厂用变 1厂用变 低压侧断路器412 411 确在 分闸 位置 断开400V厂用电母联断路器413 检查400V厂用电母联断路器413确在 合闸 位置 400V厂用电 段 段均有电压 厂用电并列运行 合上400V 段 400V 段 母线上所有馈线开关 将BZT装置工作方式 手动 停止 自动 切至 自动 位 现行 1厂用变 2厂用变之间的倒换操作 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 现行400V厂用电 段母线由并列运行转分段运行 接令400V厂用电 段由并列运行切换为分段运行分别由 1厂用变 2厂用变供电 检查CB1 CB2 正常备用 断开400V 段 400V 段 母线上所有馈线开关 将BZT装置工作方式 手动 停止 自动 切至 停止 位 断开 1厂用变 2厂用变 低压侧断路器411 412 检查 1厂用变 2厂用变 低压侧断路器411 412 在 分 位 在上位机合上 1厂用变 2厂用变 高压侧断路器13 12 检查 1厂用变 2厂用变 高压侧断路器13 12 确已合上 检查 1厂用变 2厂用变 充电正常 断开400V厂用电 段母联断路器413 检查400V厂用电母联断路器413确已断开 合上 1厂用变 2厂用变 低压侧断路器411 412 检查 1厂用变 2厂用变 低压侧断路器411 412 确已合上 检查400V厂用电 段负荷运行正常 400V厂用电分段运行 将BZT装置工作方式 手动 停止 自动 切至 自动 位 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 在现行的操作中都是先断开将断电母线上的所有负荷 在进行一系列的操作之后 最后合上母线上所有操作之前断开的负荷 此操作方案系纯手动 历时时间长 在操作中如果出现故障备自投入不能进行相应操作 一些重要负荷也因无交流电而不能操作 极端情况下会造成不可估量的损失 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 当然 在现行操作前如果先检查两段母线的负荷分配情况 对重要负荷进行倒闸操作 将在一定程度上提高安全系数 但这样也增加了操作的复杂性 因为酉酬电站的重要负荷虽然设双电源供电 但不能自动切换 均为纯手动操作 如机旁屏电源 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 机旁屏图片 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 方案二 直接从10KV切除相应的厂变当要把一段厂母线与另一母线联络运行时 就在相应的10KV母线上断开厂用变压器 400V侧由备用电源自动投入设备自动完成 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 当厂变断电后 备自投收到厂变低压侧和母线无压信号 经过3s延时确认后合上厂用电联络开关 合闸不成功时重合一次 再不成功则报错 酉酬电站厂用电采用单母线分段运行方式 正常运行时两段母线互为备用 母线断路器具备正常时同时承载两段所有负载故障时断开两段所有负载的能力 所有较重负荷都为异步电动机 都采用了软启动器 各控制装置也都采用了自动轮换启动方式 所以不会在联络开关合闸时造成冲击 对于比较小的负载 3s后其残压也已经消失 因此不会对设备造成冲击 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 方案三 手动操作把备自投的控制方式置停止位 手动合上联络开关 断开相应的母线开关 再断开相应的厂变的高压侧断路器 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 这种方式也叫并联切换操作 在切换时 先投入一个电源 然后切除另一电源 即工作电源和备用电源有短时并联运行过程 一般几秒内 它的优点是保证厂用电连续供给 缺点是并联期间短路容量大 增加了断路器的断流要求 但由于并联时间短 发生事故的几率低 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 当然这种操作方式有一个严格的同期要求 如图 10KV 110KV 400V 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 如前图所示 从110KV到400V之间 段和 段所用的设备参数是完全相同的 各相相位偏差也基本相同 因此在合联络开关时要严格满足同期要求 相序相同 这里要求相序相同而不是相序一致 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 相序相同可以合闸 相序一致不能合闸 图2 图1 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 本来两段母线就是频率相等 相序一致 电压相近的 只要是相应相之间的电压相近就可以合上 要满足这一要求就要改变相应的主接线才行 如上图2所示 把接线改为图1所示就行了 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 相序相同后厂用电的倒闸操作 以 带 为例 1 把备自投控制选择切除位 2 在联络柜上操作合上联络开关 413 4QA 3 断开 段母线断路器 412 2QA 4 断开 2厂变高压侧断路器 12 5 把备自投控制选择自动位 2020 3 25 酉水电开发有限公司 酉酬电站厂用电切换探讨 如非必要 切换厂用电时尽量用 带 因为备用电源在 段母线上 以上叙述只代表个人观点