关于提高发电厂重要辅助设备抵御低电压干扰的对策

关于提高发电厂重要辅助设备抵御低电压干扰的对策

(1.国电投江西电力有限公司景德镇发电厂江西景德镇333000)

摘要:目前国产660MW火力发电机组已经成是国内主力的发电机组,大型发电机的定子绕组冷却水对机组安全稳定运行至关重要,本文依据低压系统配电实际情况,分析目前火力电厂重要辅助系统的供电电源存在的风险,并提出电源系统的技术改造方案,切实提高发电厂重要辅机设备抵御事故能力,以保证发电机在外部系统故障情况下的持续运行能力。

关键字:660MW发电机,重要辅机,电压暂降,技术改造

1前言

《防止电力生产事故的二十五项重点要求》中的防止继电保护事故重点实施细则第18.6.22条:发电厂的辅助设备及其电源在外部系统发生故障时,应具有一定的抵御事故能力,以保证发电机在外部系统故障情况下的持续运行。

景德镇发电厂2*660MW火力发电机组采用的是水-氢-氢的冷却方式,定子绕组为水内冷,发电机定子冷却水中断时,将出现发电机定子线圈过热甚至是烧毁的情况,视发电机负荷大小,几分钟之内发电机绝缘便告损坏。

为保证发电机设备的安全稳定运行,定子冷却水控制系统需向发电机定子绕组提供连续不断的冷却水并对其进行监控和保护;设备运行过程中,当定子冷却水泵电机停运或者是不能及时联启时,跨接在定子进出水管路上的压差开关将提供断水报警信号,发电机断水保护是当线圈入口水压异常低,流量异常低(≤1110L/min),出水温度异常高(78℃),三种信号之中任何一种出现时,则视为发电机断水,“发电机定子冷却水中断”保护动作,保护时间定值设置是30S,动作方式是发电机组降负荷或者停机。

2定冷水泵电机加装电压暂降低保护装置的必要性

发电机重要辅助设备定冷水泵电机电源回路是接触器控制回路,在电压切换过程中或外部电源出现故障时,造成交流回路失压,回路合闸接触器失压跳闸,定冷水泵将停止运行,DCS系统发出联锁启动备用泵信号,逻辑信号只能发一次脉冲启动指令,如果联启失败,短时内电源电压又恢复正常,定冷水系统依然不能自动恢复运行,30S后发电机断水保护动作,将造成停机。所以应考虑对重要辅助设备的电源加装电压暂降保护装置,要求满足短时内电源电压恢复正常后,设备可继续运行。

3方案确定

3.1当前生产上使用较多的防止电压暂降的装置是采用永磁式接触器,但受到负载容量的限制,正常操作过程中或者是在故障状态下保护动作,都需要延时,不可快速切除设备电源,存在运行风险。

3.2第二种是采用直流接触器替代交流,生产现场推广起来主要存在的问题一是现场部分电源配电柜内未接入直流电源,需要重新布置直流电源电缆,存在造成直流接地风险,并且增加了直流系统的容量,给机组直流系统的维护和故障排除造成了难度。

3.3第三种是使用线圈类电压暂降保护设备,采取是单相交流供电,其输出接到交流接触器的线圈,接线简单方便;线圈类电压暂降保护设备为短时中断工作模式,能实现断电延时3S释放交流接触器触点,3s内若交流电压恢复到额定电压后,电机可继续正常运行,防止电磁式接触器线圈欠压或失压脱扣动作而引起主触点释放,提高发电机组辅助设备抵御事故能力。

4实施方法

目前景德镇发电厂低压380V系统保护装置主要选用是由四方电气“集团”有效公司的CSC-299系列低压保护测控装置,景电发电机定冷水泵电机保护装置选用的是CSC-299M型电机综合保护器(现场选用的205,206端子为启动输出,210,211端子为跳闸出口。

4.1原设备启动回路改接为直流中间继电器(ZJ)控制,通过中间继电器(ZJ)的辅助节点来实现对电压降保护装置的启停,最终实现对设备的运行控制。4.2将接入配电柜内的综保装置CSC-299M的交流控制回路电源线(210端子)从保护装置上拆除,L线接直接引入至电压暂降保护器输入端子1,N线从接触器线圈拆除后,接至电压暂降保护器端子2。综保装置CSC-299M出口211端子、206端子启动引出线改接至新增直流中间继电器线圈(ZJ),由保护装置控制直流中间继电器的分合,如接线图1。

4.3原电源回路中交流接触器C线圈的吸合电源改接至电压暂降保护器输出段引脚,如下接线示意图2,当输入端(1、2)交流电压失点后,LSP电压暂降保护装置可以继续保持接触器线圈C吸合3S,这里要注意的是回路交流接触器的容量要与LSP电压暂降保护装置相选型相配。

4.4电压暂降保护器工作电源采用直流0~24V供电,由新增直流电源模块SD-100D-24接入柜内110V工作电源转换后供给。

5性能校验

电压暂降保护装置安装前需进行校验,一是校验在+24V工作电源消失后,开始计量输出电压失去的时间;二是校验在交流输入完全电压失去后,接触器主触点能否按装置设定时间继续保持闭合。

6完成后的验证效果

定冷水泵电机电源在加装完成低电压暂降保护装置后,远方/就地进行启动/停止试验,启停正常,系统A/B泵联锁动作正常,使用CSC299M保护装置进行模拟保护动作跳闸试验正常,说明原系统的控制方式保护特性未受任何影响,最后通过模拟交流电压失压,短时交流电源中断,在3S内电源恢复正常,定冷水泵可实现自启,提高了设备的抗风险能力。

7结束语

因电源系统失压造成的机组重要辅助设备停运,将直接影响机组的稳定运行,从上述电压暂降保护装置方案的选择、现场回路改造的方便性与兼容性考虑,到最终的实验效果综合分析,采用加装线圈式电压暂降保护装置,能提高辅助设备在外部故障下的抵御风险能力,有效地保证机组持续运行。

参考文献

[1]国家能源局电力安全监管司,防止电力生产事故的二十五项重点要求,2014.

[2]北京四方继保自动化股份有限公司,CSC-299系列低压保护测控装置资料,2011.

[3]南京国臣信息自动化技术有限公司,线圈类负载电压暂降保护器使用资料,2014.

[4]东方电机股份有限公司,660MW汽轮发电机机组水控制系统资料,2004.

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