200 MW機組高壓廠用電電源切換研究

摘 要：200 MW機組高壓廠用電電源在使用自動切換時存在著相當多的問題，由此導致用電事故發生的頻率很高。這里從發電設備的安全性、可靠行和穩定性等方面進行考慮，簡要分析高壓廠在采用傳統的BZT（備用電源自投裝置）進行自動切換電源時存在的隱患，并給出解決辦法。

關鍵詞：用電切換 BZT裝置 切換方式

中圖分類號：TM7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（b）-0092-01

200 MW機組高壓廠一般的用電方式為一次接線，它為兩段母線，機、爐輔機均分在兩段母線上運行。為了能可靠用電，兩段母線都安裝了BZT。當母線電壓突然消失或電源發生跳閘時，備用的電源將自動運作，使高壓廠用電能連續進行下去。但目前常用的BZT切換方式為串聯切換和延時切換，當母線出現故障時，BZT的自動運作可能會使故障放大。另外，BZT裝置及回路的故障率也比較高，且高用電切換的成功率通常非常低，于是給高壓廠穩定連續用電增加了一些不良因素。因此，高壓廠電切換方式對廠生產設備的安全穩定性有很大影響。

1 用電切換時產生的問題

長期實踐證明，傳統的BZT用串聯切換和延時切換進行電切換時通常存在沖擊電流太大，切換時間太長和擴大母線故障范圍的等方面的問題。

1.1 過大的額定電流的沖擊

當高壓廠的用電系統出現故障時，系統會自動做出切換工作電源開關動作，合閘時產生非常高的額定電壓，直接對電動機產生嚴重沖擊。與此同時，暫態合閘也將受到極大額定電流的沖擊電流，因而極有可能會造成切換失敗、輔機跳閘或過流跳閘。為此，需要采用一些保護措施，如改傳統BZT為微機型，或在合閘回路中加短延時合閘，但這些效果都不是很理想。

1.2 過長的切換時間

通常情況下，BZT進行延時切換的時間要比工作電源的過流保護時間稍長。當切換時間太長時會對相關電動機產生不良影響，這是因為電機運作時容易發熱。其次會影響鍋爐運行的穩定性，這是因為隨運行時間變長，鍋爐輔機的轉速將明顯下降。

1.3 母線故障嚴重化

目前，由于高壓廠常吻不接地用電系統，當其發生故障時，只需工作電源做出過流保護動作即可。但是，母線單相接地時，其中心點將出現電位偏移的現象，同時非故障點的電壓急劇升高，從而極易擊穿母線最弱的地方，使故障擴大，并發展成兩相接地。在實際用電系統中，只能通過工作電源開關對母線故障進行過流保護，或延時切除故障。當過流保護動作停止后，備用的電源開關開始動作，于是電路再次被接通，使故障點再次出現電流，結果使故障繼續發生并擴大。另外，BZT中的備用開關雖然能使電路斷開的更迅速，但瞬間斷路產生極大的電量極易使備用開關要承受超出額定容量的電量，由此而發生擊穿或爆炸。

2 BZT裝置和回路中的問題

2.1 母線壓變二次回路

在母線壓變二次回路中，當閘刀輔助接點接觸不良或低電壓繼電器出現問題時將會阻止BZT的自投。母線壓變易使熔絲或側斷線被燒斷而導致BZT誤動，為此，在二次回路中通常采用斷線閉鎖回路。

2.2 低電壓繼電器的可靠性差

電壓繼電器一般采用的是電磁型繼電器，其運作接點易發生卡牢或脫軸現象，常在工作母線電壓消失后停止動作。目前，大多數電廠使用靜態繼電器，而不是傳統的低電壓繼電器。但事實上，可靠性稍強的靜態繼電器的質量在實際生產中也無法保證。

2.3 BSJ繼電器延時不穩定

在BZT裝置中使用的BSJ繼電器是一種電磁型延時中間繼電器，它只要求BZT合一次閘。當工作電源發生跳閘時，BSJ就延時返回，且返回時間必須大于備用電源開關的固有的合閘時間。由于BSJ延時返回時間是通過調節繼電器的電磁鐵間隙來實現的，長時間的運行將會導致調節螺絲發生松動，使返回時間變少，且與備用電源開關固有合閘時間發生失配，從而可能使BZT出現錯誤運作，因此要控制好延時返回時間。

3 改進切換方式

通常規定，快速切換裝置與其相應的斷路器固有合閘時間應不大于l00 ms。當200 MW機組廠使用快速切換時，首先要改造工作電源和備用電源開關。目前，能滿足快速切換方式為使用真空斷路器和改進二次回路。

二次回路的改進方式有串聯切換、并聯切換和延時切換三種。

3.1 串聯切換

電氣主設備故障相應的繼電保護動作通常要求完全清除故障，要求控制故障的嚴重程度，并保證自動切換后故障不會惡化，從而使電氣主設備能正常運行。通常情況下，解決電氣主設備故障常用的方式為串聯切換。為了使發變組系統與用電系統明顯地斷開，串聯切換要求先切斷工作電源的開關，再使備用開關動作。要注意的是，為了防止備用電源在電氣主設備出現故障時與工作電源并聯動作，通常要求在使用串聯切換前要先閉鎖并聯。

3.2 并聯切換

并聯切換常用于高壓廠的熱力系統和常見的故障切換中，為保證高壓廠連續用電，通常要求先閉合備用電源開關是使用并聯切換的前提條件，然后再切斷工作電源。在使用并聯切換時，通常要求改進發變組保護動作和熱工保護聯跳方式。在進行熱工保護時，發電機會因主氣門的關閉而受到影響，其原動力可能因此而喪失，從而影響電氣逆功率的過流保護延時動作，結果直接導致發變組的開關斷開。在此，也需要適當控制電氣逆功率的延時保護動作。當母線發生故障時，為防止母線受二次電流的沖擊，通常要求封閉切換回路。

但是，當發電系統電氣主設備故障做出的繼電保護動作時，為了減弱故障電流對電氣主設備的沖擊，通常要求將并聯切換閉鎖。

3.3 延時切換

可以將延時切換作為快速切換的一種后備方式，當母線電壓消失時，只需要先斷開工作電源開關，后閉合備用電源開關即可將故障延時。這與傳統的BZT裝置相同。

4 結語

目前，BZT裝置的微機化可以使BZT集串聯、并聯和延時切換功能于一身，使其功能不斷得到完善。雖然200 MW機組高壓廠切換電源采用的方式很獨特，但實際上還要根據一次接線的不同方式和不同類型的電廠，對自動切換的作不同的要求。

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