备用电源自投装置的应用

文章编号:1006-348X(2002)03-26-02

备用电源自投装置的应用

郭约法

(东莞电力工业局,广东　东莞　523000)

①

摘要:提出了适用于220kV变电站220kV部分单母线分段、线路变压器组主接线的备用电源自投装置的功能逻辑要求,并对此进行了分析讨论。关键词:备用电源;自投装置;应用;探讨

中图分类号:TM63　　　　　　　　　　　　　　　文献标识码:B

Abstract:Demandsonfunctionandlogicofdeviceforautomaticconvertingofsparepowersupplywhichissuitableforthe220kVmainconnectionofsinglebus-barsectionandline-transformersetof220kVsubstationareoffered、analysizedanddiscussed.

Keywords:convertingofpowersupply;automaticdevice;application;discussion

1　问题的提出

500kV东莞变电站的投产及今后东莞地区其

它500kV变电站的投产给东莞地区注入了强大的

电源,东莞地区原220kV为一级主网供电方式将升级成500kV为一级主网供电方式,东莞地区220kV变电站典型设计应发生相应变化。负荷密度大、

双回路电源。220kV变电站220kV部分主接线宜由原双母线带旁路典型设计简化为单母线分段、线路变压器组的典型设计,220kV变电站之间减少或取消220kV联络线路。新建220kV变电站220kV部分主接线典型设计在首期、中期和终期宜分别

(b)、(c)三部分所示。事实上已投运为图1中(a)、

的500kV东莞变电站至周围的220kV变电站出线

均按双回线路考虑。

用电量多和变电站多是东莞地区电力的基本特点。综合考虑技术经济情况,布置在500kV变电站周围的220kV变电站宜从500kV变电站取得220kV

图1　220kV变电站220kV主接线首期、中期和终期典型设计示意图

图中:TA1、TA2表示电流互感器　QF1至QF10表示断路器　　TV1、TV2表示电压互感器　T1至T3表示1号至3号变压器

收稿日期:2001-03-13

作者简介:郭约法(1966-),男,工程师,工学硕士,华中理工大学毕业,现从事500kV输变电工程管理工作。

江西电力　第26卷　2002年　第3期27

　　在500kV东莞变电站附近的新建220kV古坑变电站的220kV部分主接线在首期、中期和终期分

(b)、(c)一样。别和图1中(a)、

图1(a)、图1(b)和图1(c)三种主接线的正常运行方式均为QF3分段开关分闸,QF1、QF2进线开关合闸,Ⅰ、Ⅱ线分别送电到220kVⅠ、Ⅱ段母线。在其中任一回220kV线路停电时,合上QF3分段开关继续供电。为提高变电站自动化水平和供电可靠性,宜在QF3分段开关装设分段备用电源自投装置。本文就适应上述主接线要求的微机型分段备用电源自投装置进行探讨。2　功能逻辑要求2.1　适用于图(a)的功能逻辑要求2.1.1　充电条件装置投入工作;220kVⅠ、Ⅱ段母线均三相有压;

QF1、QF2均处于合位且合后,QF3处于分位;

　　a　Ⅰ段母线暗备用(Ⅰ段母线作Ⅱ段母线备用

电源)

装置充好电后,Ⅱ段母线TV2三相有压,Ⅰ段母线TV1三相有压,Ⅱ线TA2三相无电流,延时t跳QF2,确认QF2跳开后,合上QF3。

b　Ⅱ段母线暗备用(Ⅱ段母线作I段母线备用电源)

装置充好电后,Ⅰ段母线TV1三相有压,Ⅱ段母线TV2三相有压,Ⅰ线TA1三相无电流,延时t跳QF1,确认QF1跳开后,合QF3。3　讨论3.1　适用于图1(a)的分段备用电源自投装置功能

逻辑属典型设计,已有成熟产品,如深圳南京自动化研究所ISA-1备用电源自投装置;适用于图1(b)和图1(c)的分段备用电源自投装置功能逻辑则非典型设计。为满足220kV变电站由首期图1(a)至中期图1(b)和终期图1(c)的增容变化过程要求,分段备用电源自投装置须同时包括上述两种功能逻辑以供选择使用,满足如此要求的产品现未有,需要改进或开发。

3.2　2.2.3条中采用的“Ⅰ段母线TV1、Ⅱ段母线TV2均三相有压”条件有别于一般的“一段母线无

无闭锁条件;

无放电条件。2.1.2　放电条件

装置退出工作;

220kVⅠ、Ⅱ段母线均不满足三相有压连续一定时间T;

QF1或QF2合后消失;QF3合上;

QF1或QF2拒跳或QF3拒合。2.1.3　动作过程逻辑

压,另一段母线有压”的条件,原因在于220kV站的

110kV母线一般并列运行,一段220kV母线即使失去该段220kV进线电源,另一段220kV母线电源通过110kV母线和变压器反充到该段220kV母线上,使该段母线仍旧具有电压。3.3　2.2.3条中采用的“I线TA1(或Ⅱ线TA2)三相无电流”条件不同于普通“一相无电流”条件,原因在于2.2.3条中没有“母线无压”条件,采用“一相无电流”条件易因TA断线误动,采用“三相无电流”条件可提高安全性。图1(b)、图1(c)正常运行情况下,如果变压器轻载,宜退出该装置。如果变压器轻载而该装置未退出,则“TA三相无电流”条件可能满足,该装置动作,220kV线路变压器运行的正常方式自动切换为一条220kV线路带两台或三台变压器的运行方式。3.4　在2.1.2和2.2.2放电条件b中采用了“Ⅰ段、Ⅱ段母线均不满足三相有压连续一定时间T”的条件,旨在避免系统出现较严重短路故障时该装置误放电而拒动。时间T的整定应大于系统短路故障最大切除时间,包括重合闸时间。3.5　220kVⅠ、Ⅱ段母线主保护(如母差)动作后应闭锁该装置,以避免该装置动作后自投于故障母

(下转第33页)线造成系统、设备的再次短路

　　a　Ⅰ段母线暗备用(Ⅰ段母线作Ⅱ段母线备用

电源)

装置充好电后,Ⅱ段母线TV2三相无压,Ⅰ段母线TV1三相有压,Ⅱ线TA2三相无电流,延时t跳开QF2,确认QF2跳开后,合QF3。

b　Ⅱ段母线暗备用(Ⅱ段母线备用I段母线)装置充好电后,Ⅰ段TV1三相无压,Ⅱ段TV2三相有压,Ⅰ线TA1三相无电流,延时t跳开QF1,确认QF1跳开后,合QF3。2.2　适用于图1(b)、图1(c)的功能逻辑要求

适用于图1(b)和图1(c)的功能逻辑要求相同。2.2.1　充电条件

同2.1.1条。2.2.2　放电条件同2.1.2条。2.2.3　动作过程逻辑

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统的改造,然而很多控制指标没有达到最佳,有的分散控制系统运行情况不够理想,部分功能尚不能发挥作用,主要是协制部分问题较多。造成这些问题的原因如下:

协制系统CCS是把机、炉作为一个整体进行综合控制时所用的系统,协制系统功能是协调锅炉与汽轮机在自动控制状态下的工作,给锅炉自动调节系统和汽机调节系统发出指令,以适应机组调峰、调频需要,它直接作用的执行级是锅炉子系统和汽机调节系统。为了使协调指令方便地送入锅炉,锅炉各子系统应经常处在自动状态,但从运行情况来看,国产机组锅炉燃烧系统本身由于锅炉及辅机的可控性差和煤种多变而影响其投入率。很多电厂的送风调节系统不能投自动,主要原因是:风量测量未能妥善解决,回转空气预热器漏风严重;有的厂风机容量不够,无可调余地。炉膛负压调节多可投自动,但不投自动原因是送风未投自动,怕炉膛负压自动后引起送风频繁波动。另外,送、引风投不好的原因还有:a.人为因素:正常情况下运行人员对送、引风的操作很少,即使在机组升、降负荷过程也如此,除非送、引风系统投得十分理想,否则运行人员不太愿意投;b.炉膛负压过于灵敏:一是对扰动量主要是对送风量的改变相当灵敏,二是液力耦合器位置的变化对炉膛负压过于灵敏。若送风机液力耦合器位置改变量太大,对炉膛负压的扰动则太大;若引风机液力耦合器位置改变量太大,则会造成引风系统过调,从而造成引风执行机构振荡,严重时导致锅炉熄火。

解决以上问题是投入送、引风控制系统的关键,应针对具体问题采取不同对策。一般来说,首先应从设计上认真解决风量和合理确定风机容量问题;其次要求锅炉厂搞好回转空气预热器间隙调节以减少漏风量;增加运行人员操作经验,解决锅炉炉膛负压的灵敏性问题;送风控制系统氧量校正应较缓慢,禁止送风系统在变负荷过程中的回调,否则炉膛负

压难以控制在正常范围内;引风系统一旦炉膛负压偏离设定值较大时必须快速拉回炉膛负压。主汽压调节一般能投自动。喷水减温的过热汽温调节一般可投自动,但也有些锅炉因过热面过大或过小,减温水调节门已处于全开或全关状态,汽温仍然偏高或偏低。再热汽温的调节一般采用摆动火嘴、烟气挡板等方式进行初调,再设事故喷水防止超温。但在国产锅炉上采用的粗调方式基本上都不大起作用,只能采用喷水调温,这对机组运行来说不经济;有的机组再热汽温达不到额定值,有的甚至低30～40℃,从再热器受热面上即无可调余地。给水调节

一般都能自动。

通过上述分析,可见国产机组影响分散控制系统功能发挥的主要问题是主、辅机的可靠性还不能适应自动控制要求,例如锅炉的汽温控制、风机的风量控制以及各种调节阀门的流量控制性能等,很多国产执行机构性能不能适应机组自动控制的要求,从而影响了分散控制系统的效果。在着重解决好国产机组主、辅机的可控性这一突出问题及燃烧系统中的送、引风系统投自动问题后,相信在国产机组上应用分散控制系统必然能取得很好的控制效果。4　结束语

分散控制系统在我国电厂的应用自1986年第一套DCS投运至今,只有短短十几年时间,但经过这些年的实践充分证明DCS系统在大机组上的应用是可靠的,而且显现众多的优越性,必然要得到更广、更好的应用。

参考文献:

[1]王常力.集散型控制系统的设计与应用[M].北京:

清华大学出版社,1993.

[2]李遵基.热工自动控制系统[M].北京:中国电力出

版社,1997.

[3]吕剑虹.电厂锅炉燃烧控制系统优化[J].《中国电

力》,2001.No10.

[4]DCS应用研究会论文集.中国仪器仪表学会过程检

测控制仪表学会编印.1995,10.

(上接第27页)冲击或扩大停电范围。

3.6　2.1.3和2.2.3中的延时t整定应大于系统

础上通过修改软、硬件实现上述功能逻辑要求是比较容易的。在订购适应上述220kV主接线的分段备用电源自投装置时应提出上述较特殊的功能逻辑要求。

参考文献:

[1]ISA-1备用电源自投装置(BZT2)技术说明书.电

短路故障最大切除时间,包括重合闸时间,该装置在保护和重合闸动作时间内不应该动作。4　结论

本文提出和分析的分段备用电源自投装置具有实际应用价值。在现有微机型备用电源自投装置基

力部电力自动化研究院深圳南京自动化研究所.1995.

[2]CSB21A备用电源自动投入装置技术说明书.Hathaway四方公司.