国电青山#12机组保安电源供电可靠性探讨

杨慧玲

摘  要：交流事故保安电源系统是当电网发生事故或其他原因致使火电厂长时间停电时，提供机组安全停机所必需的交流用电系统。保安电源的接线方式及工作电源、备用电源的切换方式与系统的安全性和可靠性密切相关，并直接关系到主设备的运行安全和运行人员的人身安全，保安电源应充分考虑电源接入分配合理、供电可靠性等问题。

关键词：保安电源;发电机组;接线方式;电源设计

中图分类号：TM621             文献标识码：A               文章编号：2095-6835（2014）23-0029-02

大型机组在电力系统中具有重要地位，它直接关系到电力系统的稳定性和可靠性，因此，当电网发生事故或其他原因致使厂用电源中断时，为确保在厂用电中断状态下安全停机，保证保安负荷的连续供电，就要设置事故保安电源。保安电源是保护重要设备的最后防线，因此，提高其供电电源的可靠性非常重要。

1  #12机组保安电源的接线方式和运行方式

我公司#12机组（330 MW）采用发-变组单元接线接入本公司220 kV电压等级的母线。220 kV母线出线2回，将220 kV青热线、220 kV青和线分别接入220 kV青热变电站、和平变电站，从而实现电力外送。110 kV#5和110 kV #6母线分裂运行，110 kV#5母线通过#9联络变与220 kV母线相连，并向110 kV#5母线供电，#5母线上接入#12机组启备变电源;110 kV#6母线由电网青热变电站的热青线供电，#6母线上接入#13、#14机组启备变电源和#02高厂变， #02高厂变供6 kV电压等级的有11段。

#12机组保安段母线采用两段单母线，保安负荷分别接入#12机组380 V保安A段和保安B段，正常情况下，保安A段和保安B段分别由#12机组380 V#9A段工作母线和380 V#9B段工作母线供电，#1保安变压器为380 V保安A段、保安B段的备用电源，处于充电备用状态。

当初兴建#12机组时，利用了老机组厂用电源作为交流事故保安电源。采用这种保安电源形式主要是因为新老厂之间的距离短、供电可靠，且设置简单、施工简便、投资较少。由于当时电厂机组运行台数较少，维护管理的工作量较小，可靠性较高，因此，可以在大多数机组事故停机时起到保安的作用。

2  保安电源供电可靠性分析

2.1  保安电源的迁移改造

近几年，我公司的老机组被相继拆除，全厂电气一次系统的接线方式和运行方式也在不断改变，#12机组保安变电源历

经两次迁移改造，期间，保安电源的供电可靠性受到威胁。2011-11-04T19：55，#02高厂变“差动保护”动作跳闸，6 kV8段、9段、10段母线，380 V5段、6段、8段母线，照明盘II段母线，380 V水厂I段和II段母线失压，#12机组#1保安变6 kV侧电源失电。2013-04-15T17：30， #3烟筒爆破，#02高厂变“有载瓦斯保护”动作跳闸，6 kV11段失压，造成#12机组#1保安变6 kV侧电源失电。目前，由于#02高厂变运行时间过长，设备严重老化，且多次发生故障，造成6 kV厂用电失压和#12机组保安电源的供电可靠性降低。

2.2  现状

目前，我公司#11机组退役后，6 kV11段厂用电会保留较长时间。在电源接入维持现状不变的情况下，考虑保安电源的接入方式。电源故障和检修停用会影响长源机组的正常生产和安全运行，因此，有必要对保安电源的接线方式进行分析，提高设备的可靠性。

3  保安电源接线方式改造方案

3.1  两台机组共用一台柴油发电机组

利用现有#13、#14机组配置的两台柴油发电机组，可考虑使#13或#14机组与#12机组共用一台柴油发电机组。届时，需重新核算两台机组的保安负荷容量，对保安负荷进行分类，看其能否满足事故情况下柴油发电机的自启动要求。但目前#12、#13、#14机组的距离较远，如果机组共用柴油发电机组，预埋至#12机组保安电源的电缆线路就会较长，电缆电压较大。当系统故障时，2台机组共用一台柴油发电机，就需要考虑640 kW的容量能否满足2台机组保安负荷的要求。同时，#13、#14机组柴油发电机组单独配置了PLC逻辑自动控制模块，柴油发电机组的启动并非依靠机组DCS联动逻辑。因此，在两台机组共用柴油发电机的情况下，需要柴油发电机厂家重新设计逻辑控制，至于能否实施，还有待进一步研究，且两台机组DCS联动逻辑能否满足运行要求也还需进一步调试、验证。

3.2  增设事故保安电源

由于6 kV11段厂用电会保留一段时间，因此，可以在保安电源原接线基础上进行改造，增设事故保安电源，配置柴油发电机组，由单一的备用电源变成第一、第二备用电源，从而提高供电可靠性。虽然老电厂受到场地因素的制约，但从长远考虑，可以在拆除#11机组之际，对厂区进行统一规划，将#12机组保安电源的配置纳入上大压小二期工程，在兼顾安全性和经济性的前提下，增设事故保安电源，使改造后的机组保安电源系统适应新的运行方式。

每段保安段母线都设有三路电源：正常工作电源来自380 V#9A段，备用电源来自#1保安变，保安电源来自柴油发电机组出口PC母线。正常运行时，保安段工作进线开关（来自380 V#9A段）处于合闸位置，保安段母线由380 V#9A段工作电源开关供电，而保安段备用电源开关和柴油发电机出口开关处于备用状态。

保安段因故障跳开工作电源开关后，对应的备用电源开关自动合闸，并向该段保安段供电。如果备用电源开关没有自投或自投不成功，则经延时跳开备用电源开关，柴油发电机自启动，达全速后自动合上柴油发电机出口开关，经一定时间后合上保安电源开关（如图1所示）。

如果将6 kV11段厂用电拆除，#12机组就会失去保安变压器提供的备用电源。对此，可在以上保安电源接线上进行相应改造，将柴油发电机组出口PC母线上的Q1开关和Q2开关与对应的保安A段和保安B段的备用电源开关连接起来（如图2所示）。

图1  保安电源接线1

图2  保安电源接线2

以上方案是对保安电源接线的初步设想，还需进一步验证。其中，逻辑方面需要完善，且需将接线纳入电气ECS系统中。目前，国内已投运和在建的300 MW及以上机组的交流保安电源基本上都采用了专用柴油发电机组作为交流保安电源。保安电源的可靠性关系到机组的安全停机，需要从保安电源系统的接线方式以及柴油发电机组的启动和切换方式入手对保安电源加以优化，使整个系统趋于完善，从而达到发电机组安全、稳定运行的目的。

交流保安电源系统作为全厂停电或事故停机时保证机组安全停运和设备、人身安全的交流电源系统，其重要性不言而喻。因此，在交流保安电源设计中，采用更加安全可靠、便于运行的设计方案对电厂的安全运行具有重要意义。

参考文献

[1]国家电力公司华东电力设计院.DL/T 5153—2002 火力发电厂厂用电设计技术规定[S].北京：中国电力出版社，2002.

〔编辑：王霞〕

Guodian Qingshan # 12 Reliability of Power Supply Units Security

Yang Huiling

Abstract： AC Emergency Power Supply System is when the grid causes of the accident or other thermal power plants during an extended power outage; the unit provides the necessary safety shutdown AC electrical systems. Wiring security and working power supply， standby power switching mode is closely related to the safety and reliability of the system， and is directly related to personal safety and the safety of operating personnel to run the master device， security should take full account of the power distribution power access reasonable， supply reliability and other issues.

Key words： security power; generating units; connection mode; power supply design

保安段因故障跳开工作电源开关后，对应的备用电源开关自动合闸，并向该段保安段供电。如果备用电源开关没有自投或自投不成功，则经延时跳开备用电源开关，柴油发电机自启动，达全速后自动合上柴油发电机出口开关，经一定时间后合上保安电源开关（如图1所示）。

如果将6 kV11段厂用电拆除，#12机组就会失去保安变压器提供的备用电源。对此，可在以上保安电源接线上进行相应改造，将柴油发电机组出口PC母线上的Q1开关和Q2开关与对应的保安A段和保安B段的备用电源开关连接起来（如图2所示）。

图1  保安电源接线1

图2  保安电源接线2

以上方案是对保安电源接线的初步设想，还需进一步验证。其中，逻辑方面需要完善，且需将接线纳入电气ECS系统中。目前，国内已投运和在建的300 MW及以上机组的交流保安电源基本上都采用了专用柴油发电机组作为交流保安电源。保安电源的可靠性关系到机组的安全停机，需要从保安电源系统的接线方式以及柴油发电机组的启动和切换方式入手对保安电源加以优化，使整个系统趋于完善，从而达到发电机组安全、稳定运行的目的。

交流保安电源系统作为全厂停电或事故停机时保证机组安全停运和设备、人身安全的交流电源系统，其重要性不言而喻。因此，在交流保安电源设计中，采用更加安全可靠、便于运行的设计方案对电厂的安全运行具有重要意义。

参考文献

[1]国家电力公司华东电力设计院.DL/T 5153—2002 火力发电厂厂用电设计技术规定[S].北京：中国电力出版社，2002.

〔编辑：王霞〕

Guodian Qingshan # 12 Reliability of Power Supply Units Security

Yang Huiling

Abstract： AC Emergency Power Supply System is when the grid causes of the accident or other thermal power plants during an extended power outage; the unit provides the necessary safety shutdown AC electrical systems. Wiring security and working power supply， standby power switching mode is closely related to the safety and reliability of the system， and is directly related to personal safety and the safety of operating personnel to run the master device， security should take full account of the power distribution power access reasonable， supply reliability and other issues.

Key words： security power; generating units; connection mode; power supply design

保安段因故障跳开工作电源开关后，对应的备用电源开关自动合闸，并向该段保安段供电。如果备用电源开关没有自投或自投不成功，则经延时跳开备用电源开关，柴油发电机自启动，达全速后自动合上柴油发电机出口开关，经一定时间后合上保安电源开关（如图1所示）。

如果将6 kV11段厂用电拆除，#12机组就会失去保安变压器提供的备用电源。对此，可在以上保安电源接线上进行相应改造，将柴油发电机组出口PC母线上的Q1开关和Q2开关与对应的保安A段和保安B段的备用电源开关连接起来（如图2所示）。

图1  保安电源接线1

图2  保安电源接线2

以上方案是对保安电源接线的初步设想，还需进一步验证。其中，逻辑方面需要完善，且需将接线纳入电气ECS系统中。目前，国内已投运和在建的300 MW及以上机组的交流保安电源基本上都采用了专用柴油发电机组作为交流保安电源。保安电源的可靠性关系到机组的安全停机，需要从保安电源系统的接线方式以及柴油发电机组的启动和切换方式入手对保安电源加以优化，使整个系统趋于完善，从而达到发电机组安全、稳定运行的目的。

交流保安电源系统作为全厂停电或事故停机时保证机组安全停运和设备、人身安全的交流电源系统，其重要性不言而喻。因此，在交流保安电源设计中，采用更加安全可靠、便于运行的设计方案对电厂的安全运行具有重要意义。

参考文献

[1]国家电力公司华东电力设计院.DL/T 5153—2002 火力发电厂厂用电设计技术规定[S].北京：中国电力出版社，2002.

〔编辑：王霞〕

Guodian Qingshan # 12 Reliability of Power Supply Units Security

Yang Huiling

Abstract： AC Emergency Power Supply System is when the grid causes of the accident or other thermal power plants during an extended power outage; the unit provides the necessary safety shutdown AC electrical systems. Wiring security and working power supply， standby power switching mode is closely related to the safety and reliability of the system， and is directly related to personal safety and the safety of operating personnel to run the master device， security should take full account of the power distribution power access reasonable， supply reliability and other issues.

Key words： security power; generating units; connection mode; power supply design