[發明專利]考慮電動機群惰走特性的火電廠低壓電源切換方法

有效

• 申請號: 201710242093.2
• 申請日: 2017-04-12
• 公開（公告）號: CN107026504B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 裴善鵬;魯浩;王穎;于青;孫佳佳;付向軍;李春瑩;尹曉東
• 申請（專利權）人: 山東電力工程咨詢院有限公司
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

本發明公開了考慮電動機群惰走特性的火電廠低壓電源切換方法，包括：仿真低壓電動機群惰走特性；針對每一對變壓器選擇不停電切換使用的切換原理；針對每一對變壓器使低壓電源不停電切換時間和熱控DCS雙套輔機切換時間相配合；針對每一對變壓器確定低壓電源不停電切換和低電壓穿越的配合；針對每一對變壓器調整繼電保護配置方案。本發明用較小的投資將快速切換裝置融入現有的低壓保護控制系統，實現大型火電廠低壓電源事故情況下不停電切換，同時該發明將提高我國電廠設計和總承包工程在國際市場的競爭力，為我國電力企業占領國際市場提供基礎性的技術支持。

技術領域

本發明涉及火力發電行業的電氣工程技術領域，特別是涉及考慮電動機群惰走特性的火電廠低壓電源切換方法。

背景技術

發電機組在啟動、停運和故障掉閘時廠用電系統均需進行切換，以保證廠用電系統的安全可靠。過去廠用電切換常采用廠用電與備用電源的并列切換方式或手動停電切換方式，沖擊電流大，對電網的安全構成一定威脅，而且操作繁瑣，不利于生產的需要。隨著技術的進步，高壓廠用電源切換廣泛應用了快速切換裝置，可以在大部分情況下實現不停電切換，保證高壓電源在切換時連續可靠運行；但低壓廠用電源目前均采用備自投(明備用方式)或手動切換(暗備用方式)方式，仍然存在切換速度慢，切換時停電，沖擊電流大等老問題。

根據《火力發電廠廠用電設計技術規定》(DL/T 5153-2014)和《大中型火力發電廠設計規范》(GB 50660-2011)的要求：“當備用電源采用暗備用的方式時，備用電源應手動投入”。國內300MW及以上大型火力發電廠一般按暗備用要求設計，雙套輔機分別由成對出現的兩臺低壓變壓器(如脫硫變A和脫硫變B，化水變A和化水變B等)供電，當電源側故障或低壓母線失電時采用手動方式切換。但是手動切換的規定是因為帶有大量低壓電動機的低壓廠用母線失電后，電動機群由于慣性惰走會在母線上產生反饋電壓，與備用電源電壓可能存在沖突，國內沒有對考慮電動機群惰走特性下大型火電廠低壓電源的自動切換過程進行詳細研究，只能采取保守的手動切換方式。手動切換切換時間長，自動化程度低，切換過程中低壓電動機會停電，影響機組安全運行。

隨著電力系統安全自動裝置的高速發展，出現了自動化水平高、技術成熟的低壓廠用電快切裝置，在石化等其他工業領域得到了一些應用，可以有效地解決手動方式在切換時切換速度和電源同期的配合問題，實現不停電自動快速切換。

海外電力工程也有很多業主要求火電廠低壓電源實現備用電源不停電快速自動切換(以下簡稱快切)。但在國內電力行業，受制于保守的規范要求，低壓快切裝置并沒有在300MW及以上大型發電廠得到應用。低壓快切裝置能否應用在大型發電廠中？切換過程中暫態過程是什么樣的？自動切換有何風險如何規避？與現有的保護系統如何配合？與雙套輔機之間的DCS切換時間如何配合？會對電廠工藝系統造成何種影響？這些問題都是亟待解決的。解決這些問題，一方面為海外項目安裝低壓快切和實現不停電切換提供技術支持，另一方面也為低壓快切在我國電力系統的應用和規程規范的升版提供理論支持。這其中的核心問題就是研究切換過程電氣暫態過程分析，主要是低壓電動機群惰走暫態過程。

綜上所述，現有技術中對于火電廠低壓電源不停電切換問題，尚缺乏有效的解決方案。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本發明提供了考慮電動機群惰走特性的火電廠低壓電源切換方法，本發明的方案考慮了低壓廠用電動機群惰走特性、快速切換原理、雙套電源電氣快速切換裝置與熱控DCS切換時限配合、雙套電源電氣切換與低電壓保護跳閘時限配合、交流回路低電壓穿越、繼電保護的要求，為一種囊括多因素的有效設計方法，將目前大型火力發電廠常規采用的事故情況下電源手動切換方式改為自動不停電快速切換方式，滿足大型火力發電廠低壓廠用電持續供電的要求。

考慮電動機群惰走特性的火電廠低壓電源切換方法，包括以下步驟：