淺析對(duì)汽輪機(jī)原廠家配置的DEH（MEH）直流雙電源切換裝置進(jìn)行改造的建議

張飛

摘 要：對(duì)于火電廠汽輪機(jī)廠家配置的DEH、MEH的直流電源雙電源切換裝置，是利用二極管的單項(xiàng)導(dǎo)通特性來實(shí)現(xiàn)切換，但這種隔離不能實(shí)現(xiàn)完全的電氣隔離，在直流系統(tǒng)發(fā)生接地或絕緣不良等情況下，該裝置會(huì)引起直流在線絕緣誤報(bào)警，不便于查找故障點(diǎn)和及時(shí)消除隱患。為此，本文就我公司所屬的云南昭通威信電廠對(duì)該裝置進(jìn)行改造取得成功經(jīng)驗(yàn)分享予大家，以予有類似情況的電廠給予一點(diǎn)點(diǎn)幫助。

關(guān)鍵詞：DEH（MEH）直流電源；改造；電氣完全隔離；解決誤報(bào)警

中圖分類號(hào)：TM311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）05-0139-02

我公司下屬的云南昭通威信廠的DEH、MEH等熱控控制電源由電廠直流系統(tǒng)提供，其雙電源切換裝置由東方汽輪機(jī)廠家成套提供，采用二極管并接來實(shí)現(xiàn)切換。這種配置的直流雙電源電源切換裝置，在直流系統(tǒng)正常情況下沒有任何問題，但在直流系統(tǒng)發(fā)生接地或回路絕緣不良等情況下，直流系統(tǒng)的絕緣在線監(jiān)測(cè)裝置將出現(xiàn)誤報(bào)DEH、MEH等回路接地或絕緣不良，對(duì)及時(shí)查找真正接地點(diǎn)帶來了干擾，亦帶來了較大安全隱患。為此，本文對(duì)采用二極管來實(shí)現(xiàn)DEH（MEH）的直流雙電源切換存在的問題進(jìn)行了分析，并提出了改造方案和實(shí)施效果。

1 原DEH、MEH等熱控直流電源配置情況

云南昭通威信電廠2×600MW超臨界機(jī)組的DEH、MEH由東方汽輪機(jī)廠家提供，直流雙電源切換裝置原理如圖1所示。主電源來至直流系統(tǒng)I母，輔電源來至直流系統(tǒng)II母，主電源和輔電源通過正負(fù)極上串接的二極管進(jìn)行并聯(lián)和隔離，實(shí)現(xiàn)“二選一”供電模式，確保DEH、MEH等熱控盤不失去電源。

2 存在的問題

（1）未實(shí)現(xiàn)電氣完全隔離。它是利用二極管的單向?qū)ㄌ匦裕瑢?duì)主電源和輔電源來進(jìn)行了電氣不完全隔離，但這個(gè)隔離在主、輔電源負(fù)極的兩個(gè)二極管參數(shù)接近時(shí)，會(huì)出現(xiàn)主、輔電源負(fù)極相互串回路現(xiàn)象（即：正極可能是主電源，負(fù)極可能是輔電源）。

（2）系統(tǒng)絕緣不良或接地時(shí)，導(dǎo)致直流I、II母的絕緣在線監(jiān)測(cè)裝置均出現(xiàn)報(bào)警，影響查找故障點(diǎn)。

我們假設(shè)DEH（或MEH）由主電源供電，此時(shí)輔電源回路在圖2所示的N2點(diǎn)或直流系統(tǒng)II母負(fù)極其它地方發(fā)生接地或絕緣不良，此時(shí)直流系統(tǒng)II母的絕緣在線監(jiān)測(cè)裝置發(fā)出報(bào)警；但主電源回路此時(shí)同樣會(huì)通過圖2所示的V2中二極管1與N2點(diǎn)或直流系統(tǒng)II母負(fù)極的其它接地點(diǎn)來形成回路，從而造成直流系統(tǒng)I母的絕緣在線監(jiān)測(cè)裝置也出現(xiàn)報(bào)警。因?yàn)椋琋2點(diǎn)或直流系統(tǒng)II母負(fù)極的其它地方發(fā)生接地或絕緣不良，其對(duì)地電阻非常小，主電源就會(huì)通過N2點(diǎn)或直流系統(tǒng)II母負(fù)極的其它接地點(diǎn)來形成回路。同理，由輔電源供電時(shí)，在圖2中的N1點(diǎn)或直流I母負(fù)極的其它地方發(fā)生接地或絕緣不良，同樣會(huì)造成直流系統(tǒng)的I、II母線絕緣在線監(jiān)測(cè)裝置同時(shí)出現(xiàn)報(bào)警。

3 威信電廠的解決方案及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)情況

（1）威信電廠采用ZR-ATS/DC直流無擾雙電源切換裝置將電氣原送來的兩路（主輔）電源分成四路，分別送入兩臺(tái)獨(dú)立裝置里，正常運(yùn)行時(shí)兩臺(tái)裝置同時(shí)運(yùn)行相當(dāng)于“四選一”，供電可靠性更高，其原理如圖3所示。

（2）實(shí)現(xiàn)了完全的電氣隔離和互不干擾。ZR-ATS/DC直流無擾雙電源切換裝置將原來的兩路電源分成4路分別送入如圖3所示的由兩臺(tái)隔離變（DC/AC）組成的兩臺(tái)獨(dú)立切換裝置，并經(jīng)隔離變進(jìn)行轉(zhuǎn)換后輸出，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)兩個(gè)電源的完全隔離，保證了兩路直流電源在工作過程中不存在電氣聯(lián)系，發(fā)生接地時(shí)互不影響。

然后，兩臺(tái)切換裝置的輸出又通過并機(jī)電纜連接，保證了兩臺(tái)切換裝置工作在統(tǒng)一電源，再將輸出連接到輸出母線，分別供給DEH、MEH供電，實(shí)現(xiàn)了無擾切換，保證了電源切換不造成DEH、MEH保護(hù)動(dòng)作，達(dá)到切換時(shí)間為0秒，而且原來的回路可繼續(xù)保留不拆除。

（3）現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。

①空載通電測(cè)試。對(duì)兩臺(tái)裝置分別上電，均正確指示工作正常。拉ZK1開關(guān)，裝置1自動(dòng)切換到2路供電，裝置2也同時(shí)切換到2路供電，分別測(cè)試ZK2、ZK3、ZK4動(dòng)作均正常，聯(lián)動(dòng)正確。

②帶負(fù)載測(cè)試。大機(jī)、小機(jī)均處于掛閘狀態(tài)，分別做電源切換，在電源切換過程中均沒有異常出現(xiàn)。滿足功能要求。

③切換波形記錄。在帶負(fù)載試驗(yàn)過程中，用FLUKE示波器記錄切換時(shí)的輸入電壓和輸出電壓波形，真實(shí)了解切換時(shí)的電壓變換，切換附圖如圖4、5、6、7。

其中A為輸入電源波形，每格代表50V，B為輸出電源波形，每格代表20V，時(shí)間間隔為20ms。可以看到輸入電源在60ms電壓掉到0V，輸出電源B基本維持不變，保持平穩(wěn)，從圖形看到的電壓下降是切換到第二路電源的波形。