CN111463893A - 一种垃圾电厂三电源保安电源系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种垃圾电厂三电源保安电源系统，其特征在于，包括工作进线电源模块、保安进线电源模块、备用变进线电源模块和切换模块；工作进线电源模块为正常工况下垃圾电厂厂用保安段重要设备工作电源；保安进线电源模块为厂用工作段失电事故情况下垃圾电厂厂用保安段重要设备第二路备用电源；备用变进线模块为厂用工作段失电事故情况下垃圾电厂厂用保安段重要设备第三路备用电源；在机组发生事故，厂用停电事故情况下保安电源由工作电源切换快速至备用电源，所需时间远远小于柴油机自启动带保安段的时间，降低了设备可能损毁的概率。

Description

一种垃圾电厂三电源保安电源系统
技术领域
本发明属于电厂技术领域，具体涉及一种垃圾电厂三电源保安电源系统。
背景技术
随着经济与社会的高速发展，国家大力倡导清洁、绿色环保发电，垃圾环保发电厂对于传统煤电而言，是兼顾发电与生活垃圾处理两大民生问题，因此，对机组高可靠性以及连续运行提出了更高的要求，在当发电机组故障停机，机组厂用电供给的辅机会失去电源而停运，从而造成发电机大轴弯曲、锅炉爆管、汽轮机轴变形等事故。为了保证机组在上述情况下能够安全停机，在上述故障情况下，能够立即启动向停机必要的辅机供电，从而保证机组安全。现在一般都采用快速启动柴油发电机作为保安电源。发电机组工作段电源是正常运行时向机组辅机提供电源用的，由高压厂用变压器供电，其电源来自发电机本身或者电网反馈。
现有技术的缺陷和不足：
1.考虑到柴油发电机组作为垃圾电厂事故保安电源，受环境温度、机油、维护费用高等因素影响，一方面当发生停电事故时，往往不能立即启动带负荷，由于带负荷延时特性，增加了发电机以及重大辅机出现事故损毁的可能性；另一方面，对于运行人员，需定期启动柴发机组，增加了长期维护检查成本费用。针对这一问题，提出了一种垃圾电站高可靠性的保安电源系统。
垃圾环保发电厂由于装机容量的问题，往往采用单母接线方式，对于400V保安电源系统采用三电源供电切换模式，一方面事故情况下快速切换备用电源侧；另一方面降低运行人员的定期巡检、维护费用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种垃圾电站高可靠性的保安电源系统，其拓扑完全由电气开关组成，不需要柴发电机组，在工作电源失电时快速切换至备用电源，当工作电源恢复时，回切至工作电源。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案来实现的：
一种垃圾电厂三电源保安电源系统，包括工作进线电源模块、保安进线电源模块、备用变进线电源模块和切换模块；其中，
工作进线电源模块为正常工况下垃圾电厂厂用保安段重要设备工作电源；
保安进线电源模块为厂用工作段失电事故情况下垃圾电厂厂用保安段重要设备第二路备用电源；
备用变进线模块为厂用工作段失电事故情况下垃圾电厂厂用保安段重要设备第三路备用电源；
切换模块用于工作电源段失电自动切换至备用电源，当工作电源段恢复电源，又自动回切至工作电源段；
机组正常工作工况下，保安段电源由工作进线电源模块提供，保安进线电源模块和备用电进线电源模块作为第II和第III路备用电源；机组发生事故，厂用工作段失电情况下，为了避免保安段重要设备损毁，保安段电源由切换模块将失电工作进线电源模快速切换至保安进线电源模块，当备用变进线电源模块由备自投装置投入，保安段电源由切换模块将保安进线电源模块回切至备用电进线电源模块。
本发明进一步的改进在于，所述工作进线电源模块作为保安段第一路工作电源，包括10kVI段母线、1号工作变高压侧进线开关1011、1号工作变、1号工作变低压侧进线开关410、PCA段母线、PCB段母线、2号工作变高压侧开关1012、2号工作变和2号工作变低压侧开关420，由10kVI段母线A、B、C三相连接1号工作变高压侧进线开关1011开关上口，1号工作变高压侧进线开关1011开关下口经A、B、C三相电缆连接1号工作变高压侧，1号工作变低压侧经A、B、C三相电缆连接1号工作变低压侧进线开关410上口，1号工作变低压侧进线开关410下口A、B、C三相连接PCA段母线，由10kVI段母线A、B、C三相连接2号工作变高压侧开关1012开关上口，2号工作变高压侧开关1012开关下口经A、B、C三相电缆连接2号工作变高压侧，2号工作变低压侧经A、B、C三相电缆连接2号工作变低压侧开关420上口，2号工作变低压侧开关420下口A、B、C三相连接PCB段母线；
所述保安进线电源模块作为第II路备用电源，包括10kV0段母线、0号保安变高压侧进线开关1001、0号保安变、0号保安变低压侧进线开关400、保安0段母线、保安变低压侧出线开关401和保安变低压侧出线开关402，由10kV0段母线A、B、C三相电缆连接0号保安变高压侧进线开关1001开关上口，0号保安变高压侧进线开关1001开关下口经A、B、C三相电缆连接0号保安变高压侧，由0号保安变低压侧经A、B、C三相电缆连接保安0段母线，由保安0段母线分别引至保安变低压侧出线开关401和保安变低压侧出线开关402；
所述备用变进线电源模块包括3号备用变高压侧进线开关1013、3号备用变、PC段母线、3号备用变低压侧进线开关430，母线桥MCCD、3号备用变低压侧出线母联开关411和3号备用变低压侧出线母联开关421；由10kVI段母线A、B、C三相连接3号备用变高压侧进线开关1013开关上口，3号备用变高压侧进线开关1013开关下口经A、B、C三相电缆连接3号备用变高压侧，3号备用变低压侧经A、B、C三相电缆连接PC段母线，由PC段母线分别引至母线桥MCCD，由母线桥MCCD分别引至3号备用变低压侧出线母联开关411和3号备用变低压侧出线母联开关421；
所述切换模块作为保安段失电自动切换模块，包括保安MCCA段母线、WTS1开关、保安MCCB段母线和WTS2开关；WTS1开关包括WTS1-1开关和WTS1-2开关，WTS2开关包括WTS2-1开关和WTS2-2开关，由工作PCA段母线经A、B、C三相电缆连接WTS1-1开关，由保安MCCA段母线经A、B、C三相电缆连接WTS1-2开关，由工作PCB段母线经A、B、C三相电缆连接WTS2-1开关，由保安MCCB段母线经A、B、C三相电缆连接WTS2-2开关。
本发明进一步的改进在于，正常情况下，1号工作变高压侧进线开关1011合闸、1号工作变低压侧进线开关410合闸，PCA段母线带电正常，经WTS1-1开关为保安MCCA段提供工作电源；2号工作变高压侧开关1012合闸、2号工作变低压侧开关420合闸，PCB段母线带电正常，经WTS2-1开关为保安MCCB段提供工作电源。
本发明进一步的改进在于，正常情况下，0号保安变高压侧进线开关1001合闸、0号保安变低压侧进线开关400合闸、保安变低压侧出线开关401合闸、保安变低压侧出线开关402合闸，保安0段母线带电正常，经WTS1-2开关为保安MCCA段提供第II路备用电源；经WTS2-2开关为保安MCCB段提供第II路备用电源。
本发明进一步的改进在于，正常情况下，3号备用变高压侧进线开关1013分闸、3号备用变低压侧进线开关430分闸，3号备用变低压侧出线母联开关411分闸、3号备用变低压侧出线母联开关412分闸；事故情况下，若PCA段母线失电，备自投装置会先合3号备用变高压侧进线开关1013，再合3号备用变低压侧进线430开关，再合3号备用变低压侧出线母联开关411合闸，PCA段母线带电；若PCB段母线失电，PCB段母线动作逻辑同PCA段；对保安电源而言，此为第三路备用电源。
本发明进一步的改进在于，切换模块WTS1开关识别出PCA段母线失电后，以毫秒级延时自动切换至备用电源侧，当工作电源恢复，以设定延时回切至工作电源侧，WTS2开关识别逻辑桶WTS1开关。
本发明至少具有如下有益的技术效果：
本发明可用于一切垃圾电厂电气主接线单一的电气系统中，由于垃圾电厂装机容量不是很大，往往采用单母接线方式，对于400V保安电源系统采用三电源供电切换模式，一方面工作电源事故情况下快速切换第二路备用电源侧；当第三路备用电源投入时，回切至工作电源；另一方面降低运行人员的定期巡检、维护费用。最重要的厂用停电事故情况下保安电源由工作电源切换至备用电源所需时间远远小于柴油机自启动带保安段的时间，降低了设备可能损毁的概率。
附图说明
图1是本发明的三电源保安电源系统电路的拓扑结构图；
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
请参阅图1，本发明提供的一种垃圾电厂三电源的保安电源系统，包括：工作进线电源模块1、保安进线电源模块2、备用变进线电源模块3和切换模块4。
(1)工作进线电源模块1包括10kVI段母线、1号工作变高压侧进线开关1011、1号工作变、1号工作变低压侧进线开关410、PCA段母线、PCB段母线、2号工作变高压侧开关1012、2号工作变和2号工作变低压侧开关420，由10kVI段母线A、B、C三相连接1号工作变高压侧进线开关1011开关上口、1号工作变高压侧进线开关1011开关下口经A、B、C三相电缆连接1号工作变高压侧，1号工作变低压侧经A、B、C三相电缆连接1号工作变低压侧进线开关410上口，1号工作变低压侧进线开关410下口A、B、C三相连接PCA段母线，由10kVI段母线A、B、C三相连接2号工作变高压侧开关1012开关上口、2号工作变高压侧开关1012开关下口经A、B、C三相电缆连接2号工作变高压侧、2号工作变低压侧经A、B、C三相电缆连接2号工作变低压侧开关420上口，2号工作变低压侧开关420下口A、B、C三相连接PCB段母线；此模块作为保安段第一路工作电源；正常情况下，1号工作变高压侧进线开关1011合闸、1号工作变低压侧进线开关410合闸，PCA段母线带电正常，经WTS1-1开关为保安MCCA段提供工作电源；2号工作变高压侧开关1012合闸、2号工作变低压侧开关420合闸，PCB段母线带电正常，经WTS2-1开关为保安MCCB段提供工作电源。
(2)保安进线电源模块2包括10kV0段母线、0号保安变高压侧进线开关1001、0号保安变、0号保安变低压侧进线开关400、保安0段母线、保安变低压侧出线开关401和保安变低压侧出线开关402，由10kV0段母线A、B、C三相连接0号保安变高压侧进线开关1001开关上口，0号保安变高压侧进线开关1001开关下口经A、B、C三相电缆连接0号保安变高压侧，由0号保安变低压侧经A、B、C三相电缆连接0号保安变低压侧进线开关400上口，0号保安变低压侧进线开关400下口A、B、C三相连接保安0段母线，由保安0段母线A、B、C三相分别引至保安变低压侧出线开关401和保安变低压侧出线开关402，此模块为第II路备用电源，正常情况下，0号保安变高压侧进线开关1001合闸、0号保安变低压侧进线开关400合闸、保安变低压侧出线开关401合闸、保安变低压侧出线开关402合闸，保安0段母线带电正常，经WTS1-2开关为保安MCCA段提供第II路备用电源；经WTS2-2开关为保安MCCA段提供第II路备用电源。
(3)备用变进线电源模块3包括3号备用变高压侧进线开关1013、3号备用变、PC段母线、3号备用变低压侧进线开关430、母线桥MCCD、3号备用变低压侧出线母联开关411和3号备用变低压侧出线母联开关421；由10kVI段母线A、B、C三相连接3号备用变高压侧进线开关1013开关上口、3号备用变高压侧进线开关1013开关下口经A、B、C三相电缆连接3号备用变高压侧、3号备用变低压侧经A、B、C三相电缆连接3号备用变低压侧进线开关430上口，3号备用变低压侧进线开关430下口A、B、C三相连接PC段母线，由PC段母线A、B、C三相分别引至母线桥MCCD，由母线桥MCCD分别引至3号备用变低压侧出线母联开关411和3号备用变低压侧出线母联开关421，正常情况下，3号备用变高压侧进线开关1013分闸、3号备用变低压侧进线开关430分闸，3号备用变低压侧出线母联开关411分闸、3号备用变低压侧出线母联开关412分闸；事故情况下，若PCA段母线失电，备自投装置会先合3号备用变高压侧进线开关1013，再合3号备用变低压侧进线430开关，再合3号备用变低压侧出线母联开关411合闸，PCA段母线带电；若PCB段母线失电，PCB段母线动作逻辑同PCA段；对保安电源而言，此为第三路备用电源。
(4)切换模块4包括保安MCCA段母线、WTS1开关、保安MCCB段母线和WTS2开关WTS1开关包括WTS1-1开关和WTS1-2开关，WTS2开关包括WTS2-1开关和WTS2-2开关，；由工作PCA段母线经A、B、C三相电缆连接WTS1-1开关，由保安MCCA段母线经A、B、C三相电缆连接WTS1-2开关，由工作PCB段母线经A、B、C三相电缆连接WTS2-1开关，由保安MCCB段母线经A、B、C三相电缆连接WTS2-2开关，此模块作为保安段失电自动切换模块，切换模块WTS1开关识别出PCA段母线失电后，以毫秒级延时自动切换至备用电源侧，当工作电源恢复，以1分钟延时(延时长短可根据设备稳定情况而定)回切至工作电源侧，WTS2开关识别逻辑桶WTS1开关。

Claims (6)

1.一种垃圾电厂三电源保安电源系统，其特征在于，包括工作进线电源模块、保安进线电源模块、备用变进线电源模块和切换模块；其中，
工作进线电源模块为正常工况下垃圾电厂厂用保安段重要设备工作电源；
保安进线电源模块为厂用工作段失电事故情况下垃圾电厂厂用保安段重要设备第二路备用电源；
备用变进线模块为厂用工作段失电事故情况下垃圾电厂厂用保安段重要设备第三路备用电源；
切换模块用于工作电源段失电自动切换至备用电源，当工作电源段恢复电源，又自动回切至工作电源段；
机组正常工作工况下，保安段电源由工作进线电源模块提供，保安进线电源模块和备用电进线电源模块作为第II和第III路备用电源；机组发生事故，厂用工作段失电情况下，为了避免保安段重要设备损毁，保安段电源由切换模块将失电工作进线电源模快速切换至保安进线电源模块，当备用变进线电源模块由备自投装置投入，保安段电源由切换模块将保安进线电源模块回切至备用电进线电源模块。
2.根据权利要求1所述的一种垃圾电厂三电源保安电源系统，其特征在于，
所述工作进线电源模块作为保安段第一路工作电源，包括10kVI段母线、1号工作变高压侧进线开关1011、1号工作变、1号工作变低压侧进线开关410、PCA段母线、PCB段母线、2号工作变高压侧开关1012、2号工作变和2号工作变低压侧开关420，由10kVI段母线A、B、C三相连接1号工作变高压侧进线开关1011开关上口，1号工作变高压侧进线开关1011开关下口经A、B、C三相电缆连接1号工作变高压侧，1号工作变低压侧经A、B、C三相电缆连接1号工作变低压侧进线开关410上口，1号工作变低压侧进线开关410下口A、B、C三相连接PCA段母线，由10kVI段母线A、B、C三相连接2号工作变高压侧开关1012开关上口，2号工作变高压侧开关1012开关下口经A、B、C三相电缆连接2号工作变高压侧，2号工作变低压侧经A、B、C三相电缆连接2号工作变低压侧开关420上口，2号工作变低压侧开关420下口A、B、C三相连接PCB段母线；
所述保安进线电源模块作为第II路备用电源，包括10kV0段母线、0号保安变高压侧进线开关1001、0号保安变、0号保安变低压侧进线开关400、保安0段母线、保安变低压侧出线开关401和保安变低压侧出线开关402，由10kV0段母线A、B、C三相电缆连接0号保安变高压侧进线开关1001开关上口，0号保安变高压侧进线开关1001开关下口经A、B、C三相电缆连接0号保安变高压侧，由0号保安变低压侧经A、B、C三相电缆连接保安0段母线，由保安0段母线分别引至保安变低压侧出线开关401和保安变低压侧出线开关402；
所述备用变进线电源模块包括3号备用变高压侧进线开关1013、3号备用变、PC段母线、3号备用变低压侧进线开关430，母线桥MCCD、3号备用变低压侧出线母联开关411和3号备用变低压侧出线母联开关421；由10kVI段母线A、B、C三相连接3号备用变高压侧进线开关1013开关上口，3号备用变高压侧进线开关1013开关下口经A、B、C三相电缆连接3号备用变高压侧，3号备用变低压侧经A、B、C三相电缆连接PC段母线，由PC段母线分别引至母线桥MCCD，由母线桥MCCD分别引至3号备用变低压侧出线母联开关411和3号备用变低压侧出线母联开关421；
所述切换模块作为保安段失电自动切换模块，包括保安MCCA段母线、WTS1开关、保安MCCB段母线和WTS2开关；WTS1开关包括WTS1-1开关和WTS1-2开关，WTS2开关包括WTS2-1开关和WTS2-2开关，由工作PCA段母线经A、B、C三相电缆连接WTS1-1开关，由保安MCCA段母线经A、B、C三相电缆连接WTS1-2开关，由工作PCB段母线经A、B、C三相电缆连接WTS2-1开关，由保安MCCB段母线经A、B、C三相电缆连接WTS2-2开关。
3.根据权利要求2所述的一种垃圾电厂三电源保安电源系统，其特征在于，
正常情况下，1号工作变高压侧进线开关1011合闸、1号工作变低压侧进线开关410合闸，PCA段母线带电正常，经WTS1-1开关为保安MCCA段提供工作电源；2号工作变高压侧开关1012合闸、2号工作变低压侧开关420合闸，PCB段母线带电正常，经WTS2-1开关为保安MCCB段提供工作电源。
4.根据权利要求2所述的一种垃圾电厂三电源保安电源系统，其特征在于，正常情况下，0号保安变高压侧进线开关1001合闸、0号保安变低压侧进线开关400合闸、保安变低压侧出线开关401合闸、保安变低压侧出线开关402合闸，保安0段母线带电正常，经WTS1-2开关为保安MCCA段提供第II路备用电源；经WTS2-2开关为保安MCCB段提供第II路备用电源。
5.根据权利要求2所述的一种垃圾电厂三电源保安电源系统，其特征在于，正常情况下，3号备用变高压侧进线开关1013分闸、3号备用变低压侧进线开关430分闸，3号备用变低压侧出线母联开关411分闸、3号备用变低压侧出线母联开关412分闸；事故情况下，若PCA段母线失电，备自投装置会先合3号备用变高压侧进线开关1013，再合3号备用变低压侧进线430开关，再合3号备用变低压侧出线母联开关411合闸，PCA段母线带电；若PCB段母线失电，PCB段母线动作逻辑同PCA段；对保安电源而言，此为第三路备用电源。
6.根据权利要求2所述的一种垃圾电厂三电源保安电源系统，其特征在于，切换模块WTS1开关识别出PCA段母线失电后，以毫秒级延时自动切换至备用电源侧，当工作电源恢复，以设定延时回切至工作电源侧，WTS2开关识别逻辑桶WTS1开关。
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