CN204741339U - 两台汽轮发电机组公用保安电源的控制接线结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种两台汽轮发电机组公用保安电源的控制接线结构，用于汽轮发电机组的保安PC段供电，每台机组的保安PC段正常工作电源由锅炉PC段供电，备用电源有两路，第一备用电源由外网引接，第二备用电源由厂内的柴油发电机组引接。第一备用电源为两台机组公用，考虑到两台机组同时故障的概率极低，为了节约投资，第一备用电源的容量仅考虑一台机组的保安负荷容量，由于第一备用电源没有柴油机启动时间，缩短了负荷供电中断时间。每台机组设置一台柴油发电机组作为保安PC段的第二备用电源，当第一备用电源也故障时可切换至柴油机供电，确保机组安全停机，保证了供电可靠性。

Description

两台汽轮发电机组公用保安电源的控制接线结构

【技术领域】

本实用新型属于发电机的控制与调节领域，用于汽轮发电机组的保安PC段供电，涉及一种两台汽轮发电机组公用保安电源的控制接线结构。

【背景技术】

保安电源是专为大型汽轮发电机组配置的电源系统。在发电厂的锅炉、汽机和电气设备中，都有部分设备不但在机组运行中不能停电，而且在机组停机后的相当一段时间内也不能中断供电；还有一些设备需在机组事故停机时立即从备用状态投入运行；另有部分设备例如蓄电池组的充电设备则不论机组运行与否都不能较长时间失电。也就是说，它们对保证设备安全具有非常重要的意义。因此，供电给这些设备的电源系统应比一般的厂用电系统更可靠，这就是设置保安电源系统的原因。

我们一般所说的保安电源实际上是指的交流事故保安电源系统，它包括正常运行的部分和事故备用的部分，共同组成完整的交流保安电源系统。

交流保安电源供电的负荷一般是允许短时间停电的即允许短时间间断供电的，这是保安电源与不停电电源的区别。在发电厂还有一部分不允许间断供电的负荷即实际上是指电源间断时间极短不允许超过5毫秒例如计算机等负荷，短时中断供电的交流电源还不能满足这类负荷的需要，这类负荷在设计规程中简称为“0I”类负荷，应由不停电电源供电。本实用新型所涉及的交流保安负荷，在设计规程中简称为“0Ⅲ”类负荷。

容量为200MW以上的火力发电机组设置有交流保安电源。

保安电源系统虽然在接线上看起来与一般低压厂用电没有区别，实质上由于其供电负荷的性质决定了保安电源系统具有以下特点：

1.交流事故保安段的接线应与低压厂用电一致。

交流事故保安段(一般每台机组分两段)正常情况下必须由单元机组的低压厂用电供电，它是保安段的工作电源，所以，保安段的中性点接地方式应与低压厂用电系统一致。

2.交流事故保安电源必须是独立可靠的电源。

交流事故保安电源是保安段的备用电源，当由低压厂用电来的工作电源失电时由该备用电源投入供电，所以，这个电源的运行应不受本地区电力系统运行情况的影响。它不能取自本厂内的发电机组，也不能取自与厂内机组的高压起动备用电源联系密切的电网，应具有明显的独立性，这样才能保证在全厂停电时给保安段可靠供电。

3.交流事故保安电源应具有快速投入的性能。

为了保证故障情况下的机组安全和其它设备及人身安全，停电时间越短越好。为此，在保安段的工作电源失电时，事故备用电源应快速投入，一般不应超过10秒，这是对事故保安电源的基本要求。

4.保安电源系统的接线应十分可靠。

保安电源系统应具有高度的可靠性。不但一次系统接线配置要合理完善，而且其控制、连动回路也必须可靠，任何情况下不得发生拒动现象。为此在保证实现必要的功能的前提下应尽量简化电气二次接线。

保安电源系统的主要设备之一是交流事故保安电源即保安段的备用电源，对它的要求是应具有较高的可靠性和相对的独立性。为实现此目的，目前在电厂中采用较多的是以下两种方案。一种是采用快速起动的柴油发电机组作交流事故保安电源，另一种是采用外电网电源作交流事故保安电源，它们各有不同的特点。

1.采用柴油发电机组作交流事故电源的特点

(1).独立性强，不受电力系统运行状况的影响；

(2).投入快，从起动到合闸供电时间一般仅10～20秒，能满足负荷失电时间短的要求；

(3).可靠性高，可以满足长时间事故停电的供电要求。

由于柴油发电机组具有上述特点，所以是最理想的事故保安电源。因此，在火力发电厂厂用电设计规程中规定，容量在200MW以上的发电机组，宜采用快速起动的柴油发电机组作交流事故保安电源。

但柴油发电机组设备较复杂，检修维护工作量大。运行中必须加强对柴油机及其附属辅助设备压缩空气系统、冷却水系统、燃油系统、润滑油系统以及电气起动控制系统等的维护检查，定期进行机组的起动试验。这是使用柴油发电机组时值得注意的一个特点。

2.采用外电网供电的事故保安电源的特点

(1).全部采用电气设备组成和用电气回路来实现，没有热机设备，维护工作量小。

(2).电气一次、二次系统接线简单，连动回路可靠。由于采用电气连动，所以负荷中断供电的时间更短，一般在保安段失电后的3-5秒内即可合闸供电。

(3).造价较低。由于一般情况下供电线路距离不很长，相对造价比柴油发电机组低。

(4).在一定程度上还要受电网运行方式的影响，独立性不如柴油发电机组。

由于大型发电机组把保安电源的独立性要求放在优先的地位，所以在设计规程中没有提及采用外电网电源作交流事故保安电源的方案。但由于它在一定程度上仍能起到事故保安电源的作用，所以在实践中还是有采用的。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于提供一种结构简单，安全可靠，投入快的两台汽轮发电机组公用保安电源的控制接线结构。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

两台汽轮发电机组公用保安电源的控制接线结构，每台机组设置保安PC A段、保安PC B段两段保安PC段，每段保安PC段正常工作电源由锅炉PC段供电，每段保安PC段设置两路备用电源，第一备用电源由外网引接，第二备用电源由厂内的柴油发电机组引接。

进一步，所述第一备用电源为两台机组公用，第一备用电源的容量为一台机组的保安负荷的容量。

进一步，第一备用电源包括一台保安变和一段保安PC C段，保安变连接至外网，保安PC C段通过隔离开关连接至机组保安PC A段和保安PC B段。

进一步，各保安PC段电源控制逻辑和闭锁逻辑由DCS实现。

本实用新型每段保安PC段采用两路备用电源，一路来自外网，一路来自柴油发电机组，外网电源作为第一备用电源，柴油发电机组电源作为第二备用电源，当正常工作电源失电时，首先切至外网电源，当外网电源也故障时，再切至柴油发电机组电源，结构简单，投入快。每台汽轮发电机组设置一台柴油发电机组作为第二备用电源，采用了两路备用电源，提高了保安PC段供电的可靠性。

进一步，两台汽轮发电机公用外网电源，由于两台汽轮发电机组故障的概率较低，而且还有柴油发电机组作为第二备用电源，从外网仅引接一路电源，两台汽轮发电机组公用这一路外网电源，外网电源的容量仅考虑一台机组故障时的保安负荷，在保证可靠性的前提下相对节约了投资成本，缩短了负荷供电中断时间。

【附图说明】

图1是一台机组设置保安段的电气原理接线示意图

图2是另一台机组设置保安段的电气原理接线示意图

【具体实施方式】

以下结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

本实用新型将柴油发电机组供电和外电网供电结合起来，提出了一种新型的公用保安电源的控制接线方案。

1.如图1和图2所示，包括2台1000MW机组，分别为#1机组和#2机组。

2.每台机组设置两段保安PC段，分为保安PC A段和保安PC B段，正常工作电源分别由锅炉PC A段和锅炉PC B段供电。

3.两台机组公用一台保安变和一段保安PC C段，保安变电源由老厂引接；保安PC C段通过隔离开关作为机组保安PC段的第一备用电源。

4.考虑到两台机组同时故障的概率极低，为了节约投资，保安变的容量可仅考虑一台机组的保安负荷容量，这就要求图中7ZKK和7ZKK＇、8ZKK和8ZKK＇之间存在闭锁关系。

5.每台机组设置一台柴油发电机组作为保安PC段的第二备用电源，当保安PC C段也故障时切换至柴油机供电，确保机组安全停机。

6.工作电源失电控制逻辑为：

a).当保安PC A(B)段母线工作电源失电后，低电压启动柴油机。柴油发电机启动成功后，检测1ZKK、2ZKK是否为分位，若“是”，则合上ZKK断路器。

b).DCS检测到保安PC A(B)段母线工作电源失电后，延时3秒进行判断，若保安PC A(B)段失压信号为“是”，则检测7ZKK(8ZKK)老厂侧电压是否正常，若老厂侧电压正常，则跳3ZKK(4ZKK)开关，并确认处于分位后合7ZKK(8ZKK)开关；若老厂侧电压不正常，则继续判断柴油机是否正常、ZKK合位状态、保安段失压状态，若均为“是”，则跳3ZKK、7ZKK(4ZKK、8ZKK)开关并确认处于分位后合1ZKK(2ZKK)开关，这样就切换为柴油机向保安段负荷供电。

c).如果第一次起动失败还可第二次、第三次起动，第三次自起动失败后，则发出起动失败信号和声光报警信号，并闭锁自起动回路。

7.工作电源恢复供电控制逻辑为：

当保安PC A(B)段母线工作电源恢复正常后，经过电压检测装置检测锅炉PC段和保安PC段电压后，合闸3ZKK(4ZKK)，再跳开1ZKK(2ZKK)，最后跳开发电机出口开关ZKK。

8.本接线的控制逻辑和闭锁逻辑由DCS实现。

Claims (4)

1.两台汽轮发电机组公用保安电源的控制接线结构，其特征在于：每台机组设置保安PC A段、保安PC B段两段保安PC段，每段保安PC段正常工作电源由锅炉PC段供电，每段保安PC段设置两路备用电源，第一备用电源由外网引接，第二备用电源由厂内的柴油发电机组引接。

2.如权利要求1所述控制接线结构，其特征在于：所述第一备用电源为两台机组公用，第一备用电源的容量为一台机组的保安负荷的容量。

3.如权利要求2所述控制接线结构，其特征在于：第一备用电源包括一台保安变和一段保安PC C段，保安变连接至外网，保安PC C段通过隔离开关连接至机组保安PC A段和保安PC B段。

4.如权利要求1所述控制接线结构，其特征在于：各保安PC段电源控制逻辑和闭锁逻辑由DCS实现。