200MW机组高压厂用电切换问题探讨

200MW机组高压厂用电切换问题探讨

谢平国

摘要：　200MW机组高压厂用电自动切换存在的问题较多，导致厂用电事故扩大。传统的BZT多不能适应大容量机组厂用电切换。从对发电设备安全、可靠、稳定运行的观点出发，分析了高压厂用电自动切换采用传统的BZT所存在的问题，提出了相应的解决方法，并加以探讨。
关键词：　高压厂用电； BZT装置； 快速切换

0　前言
　　国内大型电厂随着机组容量增大，厂用电容量不断增长，对厂用电运行稳定性、可靠性要求越来越高。一般大型电厂200MW机组高压厂用电一次接线方式分二段式(即甲、乙段母线)，机、炉辅机均分在甲、乙母线上运行。为了保证厂用电的可靠性，甲、乙段母线都装了备用电源自投装置(BZT)。当工作电源跳闸或母线电压消失时，备用电源自动投入，使厂用电连续运行而不中断。但是，目前200MW机组厂用电BZT切换方式是延时切换和串联切换，而且当厂用电母线故障时，由于BZT自投，扩大了故障范围。这类事故在大型电厂高压厂用电事故中屡见不鲜。另外，BZT装置及回路故障率较高，厂用电切换成功率较低。给厂用电稳定连续运行带来了不利的因素。因此，厂用电切换直接关系到大型电厂生产设备的安全稳定运行。
　　
1　厂用电切换存在的问题
　　200MW机组普遍用传统的BZT装置对高压厂用电进行切换。传统的BZT包括延时切换和串联切换两种切换方式。延时切换是指母线电压消失，母线残压下跌至低电压继电器动作值时，经延时先跳工作电源开关，再合备用电源开关。同时，为了防止开关偷跳或运行人员误拉工作电源开关，采用工作电源辅助接点起动BZT出口中间继电器，瞬时合上备用电源开关。长期的运行实践证明，用这种方式进行厂用电切换，弊大于利，它主要存在以下几个方面问题。
1.1　切换时间过长
　　由于采用低电压起动，其低电压时间必需躲过相临系统故障和高压电动机内部故障切除时间　　

t=t1+Δt

式中t1为系统故障以及高压电动机内部故障继电保护最大动作时限； Δt为时限阶段，取0.5～0.7s［1］。
　　厂用电工作电源以及电动机过流保护动作时间一般为0.5～1.5 s，所以BZT延时切换时间为1～2 s(镇海电厂200 MW机组厂用电BZT延时为2 s)。BZT切换时间过长，首先是对机、炉辅机电动机不利，因为电动机自起动时间增长，电机容易发热。其次是对锅炉的稳定运行不利，因为切换时间过长，锅炉辅机转速明显下降，如磨煤机和排粉机转速下降到一定程度，其风粉比就不能保证。这样，就不能维持锅炉的正常燃烧。若此时BZT自投成功，厂用电恢复，未燃的燃料吹进锅膛，造成严重的爆炸事故。目前大多数电厂为了防止此类事故发生，母线低电压保护0.5 s跳送风机、磨煤机开关，并由制粉系统联锁动作，把其中一侧的制粉系统停下来，这也有利于BZT自投，提高母线电压恢复速度。但机组的出力将下降，影响了机组的带负荷能力。
1.2　厂用电母线故障BZT自投故障扩大
　　当厂用电母线故障时，工作电源开关过流保护动作，切除故障。从多次厂用电母线故障分析，多数是永久性故障。因为200MW机组6kV厂用电系统是不接地系统，一旦母线发生单相接地故障，中心点电位偏移，非故障相电压抬高，母线绝缘薄弱部分容易被击穿，从而发展为两相接地故障。由于厂用电母线故障无保护，只能靠工作电源开关过流保护延时切除故障，这样母线拉弧，产生游离碳化物，形成了永久性相间接地短路。工作电源开关由过流保护跳开后，BZT动作，合备用电源开关，等于向故障点又送了一次故障电流，备用电源开关由BZT后加速跳闸，切除故障，导致备用电源开关超出额定短路容量(油开关)而爆炸。更严重的是备用电源开关拒分(控制熔丝熔断)，只能由备变后备保护切除故障，使故障范围扩大，损失惨重。