火力发电厂低压厂用电源备用自动投入装置的探讨_王超

b. 备自投装置投入时，保护采用电流速断形式来完成， 电流定值按照相邻段母线短路来整定，不加延时。即当备自 投装置检测到工作电源消失时慢速切换至备用电源，当检测 到电流达到母线短路时，后加速动作于跳闸出口，保证备用 电源的安全性。 4.3 利用备自投装置的逻辑编程功能精简手动操作程序
备自投装置因为可以采集工作电源电压、备用电源高低 压侧电压、工作电源进线开关状态、备用电源开关高低压开 关状态，电压互感器插头位置等多个低压厂用电源的开关量 和模拟量，因而对低压厂用电源的监视和逻辑编程起了重要 作用。当明备用采用手动投入方式时，传统操作顺序是运行 人员先在工作进线电源柜上把进线开关切除、人工检查判断 母线有无永久性接地故障，看工作母线电压是否归零、再跑 到备用电源侧检查母线电压是否正常（如果不正常还需要检 查高压侧开关和电压情况）、最后再投入母线联络开关。如 （上接第 77 页）心同轴度偏差在合格范围之内。但是从检 测记录中发现阀盖止口定位平面垂直度严重超差，在 2#（90 °位置）和 3#（180°位置）两个位置上相对于 1#（0°位 置）位置百分表测量相差最大处达 0.90 mm 以上。
2 低压厂用电源备自投装置的原理
一般低压备自投装置具有在母线失压（或工作开关误 跳）下自动投入备用电源的功能，可实现1个母联断路器、4 个进线断路器的各种组合运行模式；备自投的原则如下。
(1) 为避免由于工作母线电压短暂下降导致备自投误 动作，备投装置母线失压启动延时必须大于最长的外部故障 切除时间。
第 30 卷第 1 期 2014 年 1 月
电站系统工程 Power System Engineering
Vol.30 No.1 78
文章编号：1005-006X(2014)01-0078-02
火力发电厂低压厂用电源备用自动投入装置的探讨
LV Backup Power Source Automatic Connection Device in Coal-fired Power Plant
3 故障处理措施及结果
按工艺要求，修复阀壳与阀盖定位平面和内孔，达到图
果母联开关与备用电源开关不在一个房间，需要多个人进行 操作，并且每步操作都是人工判断，缺乏精准性和安全性。
当采用备自投装置完成手动切换时，可以将装置装设在 母联开关上，在装置上设置逻辑操作程序，先断工作开关、 然后利用装置检查各个操作对象的合理性、设定切换动作开 始时间，投入后加速保护，安全可靠的投入备用电源。
在历次维修主汽阀的过程中，由于人工清理阀盖止口平 面时用油石和砂纸手工清理氧化皮。在长期多次清理中，导 致止口平面变成弧形。阀盖止口平面变形后再与阀壳配合后 导致阀壳定位面变形失去定位作用。阀头在无定位情况下， 随阀盖固定位置任意变换，导致阀碟与阀座接触线位置不固 定，无重复性断线。
而在历次检修时，检修工人检测工作不细致，未对止口 平面进行检查，在技术检测上误判故障，导致故障未排除， 并且错误地更换了大量合格的零件（此阀门更换了全部除阀 体及阀盖外的全部内部套）。这不仅造成较大经济损失，而 且延长了电厂机组检修周期。
5 分析和讨论
从分析上来看，低压厂用电源采用暗备用方式时，规程
规定宜采用手动切换方式，但从近年来很多火力发电厂运行
反馈来看不尽合理，很多发电集团在执行过程中也进行了很
多变通，设置了备自投装置，延时时间拉长，加装后加速功
能等。同时为了满足规程要求，许多电厂也采用逻辑编程方
式在备自投装置上完成手动切换功能。这些方式也从根本上
因此，设备检修过程中，应对设备结构中的零部件进行 全面检查，避免因检修疏忽遗漏，造成不必要的损失。 □
编辑：闻 彰
(2) 为避免备投装置合闸操作后将备用电源合于故障 或工作电源向备用电源倒送电，必须确保工作电源被断开后 再投入备用电源，备用断路器合闸操作前延时必须大于工作 断路器完全切断电路的时间。
(3) 备自投装置接收到外部闭锁信号（备投总闭锁）时， 备自投装置不应动作。
(4) 备用电源电压不满足要求时备自投装置不应动作。 (5) 正常运行时，人工切除工作电源不应引起备自投装 置动作。 (6) 备自投装置跳闸动作或合闸动作均只能进行一次。 (7) 变压器备投的备用变压器为冷备用时，必须消除空 合备用电源时变压器出现的励磁涌流以确保备投成功，因此 在冷备用变压器备投场合应选配励磁涌流抑制器。
1 低压厂用电源备用方式的选择
当低压厂用备用电源采用明（专用）变压器时，考虑到 电源事故切换时由于工作段可能接有I类负荷，故按照火力 发电厂设计技术规程要求应装设低压厂用备自投装置，从而 保证电源的短时切换。
当低压厂用变压器成对设置，即备用电源采用暗（专用） 变压器时，考虑到低压动力中心母线可能发生永久性接地故 障，为防止备用电源也投到故障点而保护未能及时跳闸，从 而引发事故范围的扩大，故宜采用手动切换方式。
收稿日期：2013-07-01 王超(1979-)，工程师。哈尔滨，150046
备自投的控制方式一般分为手动切换、自动切换和编程 切换3种。
3 低压厂用电源备自投装置配置的现状
当低压厂用备用电源采用明备方式时，规程规定宜采用 自动投入方式，采用暗备时宜采用手动切换方式，需要注意 的是规程解释中并未对是否采用备自投装置进行说明，只是 对切换中过程中功能要求进行了描述。在国外很多工程中， 由于承包商和设计标准的差异，明备用时有时也不采用备自 投装置，取而代之是用 DCS 或 PLC 编程来完成；而也有的 工程则明确要求明备、暗备均采用备自投装置来完成。
国内生产的备自投产品很多已经具有过流保护和后加 速功能，运行中可以充分利用装置自带的分支过流保护的两 段时限和定值功能来完成切换的安全问题。
a. 正常运行时，备自投装置内的分支过流保护因为采 用保护CT输入，动作灵敏度要优于分段框架开关自带的3段 式保护的短延时，考虑到低压母线分段保护只作为相邻段的 后备，定值按躲过相邻段最大一台电源负荷或最大一台电动 机启动电流来整定，加入延时即可。
提出了采用自动慢速切换方式的可能性。
综上所述，随着备自投装置功能的越来越多样化，如何
充分合理利用其附加功能，最好最快完成厂用低压电源的切
换要求，同时对火电规程部分条文的修订提出合理化建议是
需要很多从事电力设计、运行、调试人员的责任。
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参考文献
[1] 王维俭, 侯炳蕴. 大型机组继电保护理论基础[M]. 1989. [2] 许正亚. 发电厂继电保护整定计算及其运行技术[M]. 2009. [3] 西北院. 电力工程电气设计手册（1、2册）[M]. 1989. [4] DL/T5153-2002, 火力发电厂厂用电设计技术规程[S]. 2002.
图 5 阀盖止口平面 图 6 凸台高度检测 图 7 平面变形检测 通过以上原因排查，可以判定主汽门断线的故障主要是
阀盖止口定位平面变形导致阀壳定位平面变形，使定位平面 失去定位作用。阀盖安装后，按阀盖与阀壳相对的止口定位 平面最大偏差点 0.90 mm 计算，可使阀头偏斜量达 1.50 mm 左右，从而阀头定位呈现不定位置断线，接触线无重复。
当低压厂用电源切换时，规程规定宜采用手动切换方 式，条文解释也明确说明是为了防止低压母线的永久性接地 故障，但实际电厂运行中，当低压母线发生故障跳闸时，现 场检修人员只能对设备外观和母线烧灼情况进行目测和仪
第1期
王 超：火力发电厂低压厂用电源备用自动投入装置的探讨
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器检查，无法准确检验维修后是否消除母线故障点，最终依 然靠母线电源合闸后的保护动作情况来判断故障是否消除。
用刀口尺检测阀壳止口平面的平面度时，发现止口平面 变形为内凹圆弧面，呈现不规则圆环状，阀盖定位孔靠近止 口平面处金属挤压变形。根据此情况检测阀盖相对应的止口 部分，见图 5。阀盖外圆设计高度为 6 mm 的定位凸台平面 已经变形，表面呈内高外低的圆弧型，外圆实际高度为 5 mm 左右，比设计要求值小 1 mm，见图 6、图 7。
采用备自投装置完成高低压联跳，速度快，监控量多， 逻辑性强，可以避免高低压跳闸的延迟性。 4.2 充分利用备自投装置的过流保护及后加速跳闸的功能
当高压厂用工作电源消失时，为了保证厂用电的运行可 靠性，国内电厂普遍采用厂用电快速切换装置来完成，考虑 到中压母线短路的可能性，增加了后加速保护功能，即当快 切动作备用电源投至母线短路时加速跳开分段开关。
编辑：巨 川
纸要求值。通过撞线试验，检查阀碟与阀座整圈连续接触无 断线。经多次试验，阀碟与阀座接触良好接触线位置一致， 总计撞线 28 次。
经过这次检修后解决了阀碟与阀座接触线断线问题，并 且各机构符合设计要求，达到电力检修标准要求。
4 故障原因形成分析
阀盖与阀壳相对பைடு நூலகம்位设计为阀壳主汽门止口内孔和平 面，要求内孔和平面相对于阀座孔的垂直度和同轴度为 0.05mm。
哈尔滨电气国际工程有限责任公司 王 超
火力发电厂厂用电设计技术规定中关于低压厂用电源 的切换中规定：低压电源正常切换时宜采用手动并联切换方 式，事故切换则针对采用专用备用（明备）和互备（暗备） 两种情况下，分别采用自投装置和手动切换方式，实际工程 设计时，由于现场实际情况不同和近年备用自动装置的多功 能发展现状，合理选用备用自投装置、充分利用其可编程的 逻辑功能，最大限度的满足规程要求，同时也能极大方便现 场的运行维护状况。
4 低压厂用电源备自投装置配置的分析
在国内火力发电厂厂用电设计中，低压电源明备用时采 用备自投装置来完成已经广为共识，而在暗备用时是否采用 备自投装置存在不同看法。但综合现场反馈和备自投装置的 改进的，对暗备时采用备自投装置提出建议。 4.1 利用备自投装置联跳高低压开关
当低压厂用电源采用备自投装置时，可以利用备自投装 置的高低压联跳功能完成低厂变高低压侧开关的同步跳闸。 虽然常规设计中也有利用高压开关联跳低压开关的设计，但 考虑到低厂变数量较多、电缆较长，往往高压开关跳闸后利 用DCS逻辑编程来联跳低压开关，这种跳闸方式考虑到DCS 运行时间的限制，往往高压跳闸后低压侧最少1 s后才跳开 （这是由于DCS采用DPU工作站方式，大DI大DO模式决定 了其固有的动作时间），现场电科院调试单位反映，由于高 压侧开关跳开后低压侧开关仍在合闸位置，此时低压电源连 接的电动机的反馈电压通过低厂变反击到高压侧开关触头 部分，造成很大的烧灼损害。