略说电站用电的设备设计论文

2020-06-27实用文

略说电站用电的设备设计论文

  1.常用备投方案

  国内现有的备投型式大致可分为三种:①传统继电器型式,虽价格便宜,但备投装置体积大,开关动作慢,接线复杂,触电易损坏,灵活性较差,现今已经很少使用;②微机型备投装置,其特点是有完善的故障逻辑判别和可靠的故障响应,维护方便;仅适用于内部逻辑预置的模式,用于典型厂用电接线;③可编程控制器控制(PLC)备投装置,PLC备投装置具有通用性强,灵活性好,接线简单,易扩展,可靠性高,抗干扰能力强,定时准确等优点。本站10.5kV三段母线及0.4kV自用厂用电四段母线备投均采用PLC备投装置。但此方案中,PLC装置本身不具有继电保护功能,需要另配母线、进线及母联的微机保护装置。

  1.1概述

  10.5kV厂用电分三段母线供电,分别定义为为I、II、III段,两两之间设有母联断路器,进线共四条。参与备投控制的断路器有21QF,22QF,61QF,413QF,432QF,412QF。6QF为常闭状态,不参加备投操作。PLC可根据母线及断路器输入的不同的状态,通过内部程序的'逻辑判断,发出执行命令,动作相关断路器,实现厂用电的备投功能。其内部程序可根据不同工况进行修改。

  1.2备投动作分析

  动作原则a.正常情况下I,II段母线互为备投,PLC判断I,II段母线任一段有电情况下,不启动III段备投;只有判断I,II段母线均失电,才b.为了简化在“母线检修”情况下的程序并保证运行安全,三个联络开关均设允许/禁止合闸限制位(置“1”为允许合闸;置“0”为禁止合闸);三段母线各设检修状态位(置“1”为检修状态)。限制位及状态位信号均输入PLC。c.此动作原则并非通用原则,而是根据电站的运行特点,为了更方便、安全的完成供电任务而制定,仅适用于本电站高压厂用电的设计,必要时可进行修改。几种工况的动作说明工况1、I段(或II段)母线失电,另两条母线正常运行a.当PLC检测出I段(或II段)母线失压无流,且II段(或I段)母线有压时,根据(1)项中原则a,PLC发出命令分I段(或II段)母线进线断路器21QF(或22QF),合I,II段母联断路器412QF;b.在a过程中,如故障范围扩大,PLC检测I,II段均失压无流且III段母线有压时,PLC发出命令分两段进线断路器21QF和22QF及I,II段母联断路器412QF,合I,III段母联断路器413QF和II,III段母联断路器432QF。工况2、I,II段母线同时失电,III段母线正常运行a.当PLC检测I段和II段母线同时失压无流,且III段母线有压,PLC发令分进线断路器21QF,22QF,分I,II段母联断路器412QF,合I,III段母联断路器413QF和II,III段母联断路器432QF。b.在a过程中,如故障范围扩大,PLC检测I,II,III段母线均失压无流时,进入“黑启动”准备状态,同时通过通讯接口向0.4kV厂用电PLC发出进入黑启动状态指令。PLC发出指令分21QF,22QF,412QF,413QF,432QF;并发出指令跳开10.5kV母线上部分负荷回路(即甩负荷,保留重要负荷回路以保证电厂内安全,如渗漏排水泵。具体跳开哪些回路可在PLC逻辑中设定),并要求有跳闸反馈信号送回至PLC,10.5kV负荷跳闸完成信号作为启动柴油发电机的一个条件待用。工况3、I,II,III段母线同时失电PLC检测I、II、III段母线同时失压无流时,PLC直接进入黑启动准备状态,PLC操作过程与b状态相同。工况4、I段(或II段)母线检修,另两条母线正常运行根据(1)项中原则c,I段(或II段)母线检修态置“1”,I,II和I,III母联开关412QF和432QF合闸允许位置“0”,即禁止合闸。如此时II段(或I段)母线发生失电,PLC发出合II,III段母联断路器432QF。工况5、III段检修,I,II段母线正常运行根据(1)项中原则c,III段母线检修态置“1”,I,III和II,III母联开关合闸允许位置“0”,即禁止合闸。如此时I段(或II段)母线发生失电,合I,II段母联断路器412QF。以上几种工况是电站运行中较为常见的工况,其他未列出工况出现几率较小,这里不予论证。

  2.0.4kV厂用电备投设计简析

  2.1概述

  0.4kV自用电备投(公用电备投)操作均采用PLC控制,自用厂用电用于4台发电电动机组及其辅助设备的电源供给,公用厂用电用于全厂公用设备的电源供给。自用电和公用电电源均由10.5kV厂用电母线,经低压厂用变供电,各分为四条母线,分别定义为为I、II、III、IV段,相邻两段母线之间配置母线断路器。

  2.2备投动作分析

  动作原则a.每段母线只考虑带另外一段母线运行,不考虑带两段及以上母线运行;b.I,II段母线之间及III,IV段母线之间为两组优先备投关系母线,例如在II段和IV同时失电,而I段母线有电情况下,I段母线要首先向II段母线备投,而不向IV段母线备投;优先母线的分组是根据电源来源划分的,I,II段母线电源来自10.5kV不同的母线段,因此设定为优先关系。c.由图2可知每段母线均有两个与之互为备用的母线,在其中一条母线向其备投过程中,如出现母联断路器合闸后又马上跳开的情况,说明失电母线上有尚未解决的故障点,此时不启动另一条母线再向失电母线备投。d.在母线检修情况下,四个联络开关各设允许/禁止合闸限制位(置“1”为允许投入,置“0”为禁止投入);四段母线各设检修状态位(置“1”为检修状态),限制位及状态位信号均输入PLC。e.两段及两段以上母线检修,不在考虑工况范围内。几种工况的动作说明工况1、任一段母线失电,其他三段母线正常运行a.根据项中备投原则b,任一段母线失电,按其优先备投关系母线对其进行备投,即当PLC检测I段(或II段)失压无流,II段(I段)母线有压,则分进线断路器41QA(或42QA),合母线断路器412QA;III段、IV段任一段失压无流,动作过程与之相同。b.在a过程中,如事故范围扩大,发生第二段母线失电,则按照工况2的任二段母线失电动作。工况任二段母线失电,其他两段母线正常运行a.当I,II段母线之一和III,IV段母线之一同时发生失电,且另外两条母线有电,则备投过程同工况1;b.当I,II段同时发生失电,且检测III,IV段有电,此时不能遵守优先级原则进行备投,则PLC发出命令分进线断路器41QA,42QA,段母联断路器412QA;合II,III段母联断路器423QA和I,IV段母联断路器414QA;III,IV段同时发生失电与之相似。这种不按照优先级的运行方式,还会发生在母线检修,实验时人为手动操作,或优先关系母联断路器故障等情况中。c。在以上过程中,如果事故范围扩大,发生第三段母线失电,则按照工况3中描述的任三段母线失电动作。工况3、任三段母线失电,另外一根母线正常运行a.根据项中备投原则a,任三段母线失电,带电母线只向具有优先备投关系的母线进行备投,而不考虑向第三条母线进行备投。b.需要特殊说明的是,当三段母线失电的原始状态为两组非优先级备投投入时,根据备投原则3,没有故障的母线仍然保持原状态向非优先关系母线供电。例如:在I段母线向IV母线备投,II段母线向III段母线备投时,I段母线发生失电,此时II段仍然向III段母线供电,而不执行优先级原则去备投I段母线。c.在情况三过程中,如事故范围扩大,发第四段母线失电,则启动0.4kV黑启动程序。工况4、四段母线失电当0.4kV备投PLC装置检测到0.4kV四段母线均失压无流时,并收到10.5kV备投PLC装置发出的黑启动指令信号后,启动0.4kV黑启动程序,PLC发出指令跳开0.4kV母线上部分负荷回路(甩负荷,负荷回路可设定)并要求有跳闸反馈信号送回PLC,0.4kV负荷跳闸完成信号作为启动柴油发电机的另一个条件待用。工况5、任一段母线检修,另外三段母线正常运行根据项中备投原则d,检修段母线检修态置“1”,与其连接的母联开关合闸允许位置“0”,即闭锁合闸。当发生其他母线失电情况,按照以上工况情况动作。以上几种工况是0.4kV厂用电系统运行中较为常见的工况,其他未列出工况出现几率较小,这里不予论证。

  3.黑启动

  3.1黑启动概念

  整个电站由于系统故障造成机组停运并全厂厂用电消失后,处于全“黑”状态,不依赖其他电源帮助,通过柴油发电机,给发电机启动辅助设备提供交流电源,同时利用电厂直流蓄电池系统提供的直流电源,共同带动无自启动能力的发电机组,使发电机组向厂用电供电,逐渐扩大厂用电恢复范围,最终实现整个电站电力的恢复。另外,全厂的公用设备的运行,如渗漏泵等,也需要及时的恢复电源,以保证厂房的安全。因此黑启动功能不仅电网发展的需要,还是电站在全厂失电情况下安全生产自救的必要措施。

  3.2黑启动投入

  如前面所述,当10.5kV备投PLC收到10.5kV甩负荷完成信号、0.4kV自用电及公用电甩负荷完成信号之后,PLC发出启动柴油发电机命令,合61QF,待柴油发电机怠速启动至额定频率后,PLC检测到III段母线电流电压正常,合母联断路器413QF,432QF,逐次恢复各级厂用电。总结综上所述,使用PLC备投装置对于像抽水蓄能电站这样厂用电复杂的大型电站极其适用。利用软件的可编程,最大限度的满足了千变万化的现场要求;使用灵活方便,且接线简单,大大节省了资源,使成本降低;并易于安装和维护。值得在大中型水电站厂用电系统中全面推广。

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