淺談快切裝置在黑啟動系統中的應用

王晗翔

摘要：某電廠黑啟動試驗過程中，需要頻繁進行廠用電切換，在切換過程中，廠用電失電，僅部分重要設備使用蓄電池供電，會帶來一定的安全隱患?，F通過對廠用電構架進行分析，增設了黑啟動快切裝置，實現了廠用電帶載、空載情況下的快速切換功能。該研究對其他黑啟動電源點應用具有較大的借鑒意義。

關鍵詞：黑啟動;快切裝置;空載串聯切換;帶載串聯切換

1 黑啟動快切裝置增設背景

上海某電廠是上海電網的主力調峰電廠，配置了4套9E級燃氣-蒸汽聯合循環發電機組，該機組為天然氣、柴發雙燃料型機組，輔機容量小，啟動時間快，可實現各種突發狀況下的緊急啟動。為滿足上海電網需求，保障電網安全可靠運行，該電廠在2018年建設了黑啟動裝置，成為上海電網黑啟動電源點之一。

根據上海電網的要求，黑啟動電源點需要定期開展黑啟動機組帶載試驗。該電廠電氣一次系統圖如圖1所示。在黑啟動機組執行試驗啟動前，首先要將供電母線上（6 kV備用I段）的全部開關斷開，此時廠用電處于失電狀態。待黑啟動機組運行正常后，合上黑啟動柴發出口斷路器，用黑啟動柴發向廠用電供電。試驗結束后，斷開黑啟動柴發出口斷路器，合上1號高備變6 kV斷路器，用高備變向廠用電供電。

廠用電切換期間，控制系統、通信系統等重要設備只能依靠蓄電池供電，存在重大安全隱患。另外，使用黑啟動柴發向廠用電供電時，廠用電系統僅有黑啟動柴發一個電源，運行方式較為薄弱，一旦發生設備故障，將會造成廠用電失電，嚴重影響生產安全。

2 黑啟動快切裝置的應用

為解決黑啟動試驗過程中廠用電薄弱問題，在現有廠用電的架構模式下，該電廠計劃結合黑啟動同期功能增設黑啟動快切裝置，實現廠用電黑啟動電源與常用電源的快速切換，保證黑啟動試驗期間重要設備與廠用電系統的可靠運行，避免造成安全事故。

2.1? ? 黑啟動快切裝置的選擇

黑啟動快切裝置主要是為了保證廠用電供電的可靠性，裝置必須有防干擾設計，提高抗電磁干擾的水平，同時應設有閉鎖繼電器，確保裝置可靠性。最后該電廠選擇了MFC5103A型微機廠用電切換裝置。該裝置的基本功能主要包括：（1）實時監測運行參數及運行狀態;（2）完成常用、備用電源的快速切換;（3）實現低壓減載、閉鎖報警、事故處理等安全功能;（4）啟動后加速保護;（5）事件追溯、錄波、打印、通信、GPS對時等。

該電廠增設黑啟動快切裝置后，可實現1號高備變低壓側開關和黑啟動機組出口斷路器2個開關之間的快速切換，切換過程中6 kV備用I段母線不失電，提高了黑啟動試驗過程的安全性。

2.2? ? 快切試驗

2.2.1? ? 空載串聯切換

空載串聯切換試驗前，1號高備變低壓側開關斷路器處于合閘狀態，黑啟動機組出口斷路器處于分閘狀態，6 kV備用I段母線由1號高備變供電，6 kV I段、6 kV II段由6 kV備用I段母線供電，6 kV廠用電無負載。

（1）6 kV備用I段母線在空載狀態下，由高備變供電切換至黑啟動柴發供電試驗：確認6 kV備用I段母線無負載，運行人員執行黑啟動同期操作，啟動快切（串聯）切換裝置，并由試驗人員開始錄波。黑啟動快切裝置斷開1號高備變低壓側開關斷路器，合上黑啟動機組出口斷路器，試驗結果如圖2所示。

試驗結果顯示，空載情況下，6 kV備用I段母線能夠成功從高備變供電快速切換至黑啟動柴發供電。

（2）6 kV備用I段母線在空載狀態下，由黑啟動柴發供電切換至高備變供電試驗：確認6 kV備用I段母線無負載，運行人員執行黑啟動同期操作，啟動快切（串聯）切換裝置，并由試驗人員開始錄波。黑啟動快切裝置斷開黑啟動機組出口斷路器，合上1號高備變低壓側開關斷路器，試驗結果如圖3所示。

試驗結果顯示，空載情況下，6 kV備用I段母線能夠成功從黑啟動柴發供電快速切換至高備變供電。

2.2.2? ? 帶載串聯切換

帶載串聯切換試驗前，1號高備變低壓側開關斷路器處于分閘狀態，黑啟動機組出口斷路器處于合閘狀態，6 kV備用I段母線由黑啟動柴發供電，6 kV I段、6 kV II段由6 kV備用I段母線供電，6 kV廠用電無負載，確認1號循泵處于熱備用狀態。

6 kV備用I段母線在帶載狀態下，由黑啟動柴發供電切換至高備變供電試驗：確認6 kV備用I段母線無負載，運行人員啟動1號循泵，之后執行黑啟動同期操作，啟動快切（串聯）切換裝置，并由試驗人員開始錄波。黑啟動快切裝置斷開黑啟動機組出口斷路器，合上1號高備變低壓側開關斷路器，試驗結果如圖4、圖5所示。

試驗結果顯示，帶載情況下，6 kV備用I段母線能夠成功從黑啟動柴發供電快速切換至高備變供電。

2.3? ? 試驗結果

無論是在空載還是帶載的情況下，黑啟動快切裝置均能實現6 kV備用I段雙電源之間的快速切換，提高了廠用電系統的可靠性，保證了黑啟動定期試驗期間廠內重要設備與整個廠用電系統的可靠運行，杜絕發生廠用電全失的可能性，解除了電網失電后黑啟動因廠用電不穩定而輸電失敗的后顧之憂。

3 結語

本文針對某電廠黑啟動試驗過程中的薄弱點，增設了黑啟動快切裝置，保證了廠內重要設備與整個廠用電系統的可靠運行，避免設備損壞。在電網發生故障廠用電全失的情況下，該電廠通過黑啟動機組向6 kV廠用電系統供電，保證9E燃機啟動正常，順利實現黑啟動功能。