火电厂负荷供电故障机理分析与解决策略
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摘 要：在现代社会生活中，人们的生活与工作越来越离不开电力的支持，对供电的稳定性和安全性也越来越关注。在火电厂中，由于负荷控制电源供电故障问题，很容易造成供电中断的情况，严重影响了人们的正常生活，还会导致工厂停工，造成严重的经济损失。本文通过对电厂厂用电源供电故障机理的原因分析，通过模拟故障期间各数据进行判断，提出具体改造控制电源的手段，避免厂内低电压而导致控制电源失电的问题，提高机组运行的安全性，保证火电厂供电的安全供电水平全面提升。
关键词：火电厂;供电故障;主要机理;解决策略
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.150
在火力发电厂中，由于供电机组的容量不断增加，设备自动化程度也在不断提高，必须加强对机组安全运行的有效控制，尽量避免事故的发生。由于机组厂用电源供电可靠性会直接影响机组运行的安全稳定，特别是发电机组的保安电源失压会造成厂内重要辅机失电，机组停运，甚至会导致设备损坏，造成经济损失。为了确保厂用系统供电的安全性和可靠性，最主要的方法就是通过配备一路或多路备用电源，当正常电源失压后自动切换至备用电源，以确保设备工作和控制电源供电的稳定，如果电源切换失败，将导致重要负荷失电引起机组跳闸，甚至设备损坏等严重的后果。
1 典型案例分析
某公司的主要厂用设备控制电源采取两类0.4kV MCC电压供电，分别是以下两种：一种是没有电源改造的MCC段供给，其主要的供电方式是MCC开关供电，通过MCC交流电源供电保证机组设备的稳定运行。另一种设备控制电源则是以改造过后的直流110V的供电。通过结合实际的故障案例，对这两种控制电源的安全性和可靠性进行分析，提出相应的改进策略[1]。
在夏季，由于突如其来雷暴天气的影响，造成750kV云横Ⅱ线路发生了三相短路，引起对侧榆横变电站差动保护动作，对侧开关跳闸，同时发出“远方跳闸”指令，导致该公司云横Ⅱ线开关跳闸（公司为双回线），两台机组重要辅机跳闸。
通过事后对故障的主要原因进行分析，能够明确，由于750kV的线路受到雷击的影响，产生三相短路的，使得750kV母线电压短时间内大幅度下降，造成厂用电压异常降低，使得设备控制电压大幅度降低，导致重要辅机跳闸。在此次事故后对故障录波、数据分析并进行仿真模拟，开关接触器及其控制电源均降幅度大，导致开关接触器断开造成设备停运。
2 故障分析以及改造的思路
2.1 未改造过的MCC段马达
没有改造过的MCC段应用低压马达综合保护装置。采用低压马达综合保护的控制电源取用MCC动力电源中两相，在开关内配置变压器将380V的电源转变为120V和12V交流电，其中120V属于接触器控制电源，交流12V则为接触器工作电源。当故障发生时，0.4kV的母线电压会减少一半，控制电源与设备低压马达综合保护工作电源可能降至为原来的一半，导致运行电源切换装置在切换过程中受到影响，造成接触器断开，电机也无法正常运行。因此设备的控制电源降低或失压，依然对马达的运行会造成影响。
2.2 改造过的MCC段马达
经过改造之后的MCC段马达，通过配置综合保护继电器，采用220V直流电源作为控制电源供电。220V直流供电取自厂内直流系统，即使在厂用电电压大幅度波动时，保护继电器不会因为自身的积压而造成接触器跳的指令。只要确保厂用电压及时恢复，接触器就会立刻吸合，也就是说，即使母线出现是电的问题，也不会对马达的运行造成影响，能够确保火电厂的稳定运行[3]。
通过将两种0.4kV MCC控制电源进行实验对比分析，突显出220V直流做为马达控制电源的优势性。
3 故障解决的具体策略
3.1 控制电源直流改造
通过采用未改造0.4kV母线的MCC段马达，控制电源出现相应跌落，跌落的深度会达到负荷最低的工作电压，这样就会导致主机系统有故障隐患。如重要辅机的油泵、发电机密封油泵等都在未改造的MCC段上。电压大幅度波动容易造成设备异常。但直流系统为MCC段各马达控制电源时，不会受到当地电网负荷变化影响，也不会随着昼夜变化、电站多样化等因素造成电网电压忽高忽低的问题，也不會因为大型设备的启停产生的电磁、干扰、闪变、斜坡等各种异常情况的影响，能够直接减少复杂电力系统中的直接雷和感应雷对设备造成的损害，可以有效避免关键负荷跳闸及机组跳闸的问题。
220V的直流电源也能够直接作为信号系统、继电保护以及自动装置等工作电源，保证电力系统的稳定运行，及便出现了各种意外情况，例如交流母线失电，也可以为关键负荷提供短时间内的供电，可以确保关键负荷与安全运行的稳定性和有效性。
3.2 变频器增加低电压穿越装置改造
变频器作为火力发电厂最重要的辅机设备，其自身的低压穿越能力比较差，如果控制电源电压跌落时，很容易导致变频器闭锁而无法运行，为了能够确保火电厂辅机变频低电压穿越技术顺利实现必须要加强对电压跌落期间变频器的稳定运行，所以在变频器需要增加变频器低电压穿越装置。此装置通过利用电力电子转换技术对变频器电源进行改变，使得低电压穿越装置电源接入变频器直流系统，做变频器后备电源。出现低电压时立即启动并且快速响应，能够稳定提供直流电源，确保变频器的正常运行。
4 结论
本文通过对火电厂负荷供电故障机理进行分析，结合具体的案例，对750kV线路故障产生原因进行分析，明确了具体的解决策略，通过对实际电网线路故障的总结，判断交、直流做为马达控制电源的优缺点，对变频器低电压穿越期间的运行方案进行改进，确保变频器在电压跌落时，能够使得变频器拖动电机稳定连续运行。通过低电压穿越装置在火电厂供电系统应用能够减少设备故障几率。在低电压期间快速的响应特点，大大提高设备运行可靠性，避免造成供电中断。
参考文献：
[1]赵新洲.关于火电厂汽轮机调速保护系统异常分析处理探讨[J].山东工业技术，2019（05）：217.
[2]程广涛，褚凤东.火电厂锅炉辅机设备检修故障的排除分析[J].山东工业技术，2019（02）：168.
[3]冯宏刚.关于火力发电厂变压器运行故障的分析与处理探讨[J].山东工业技术，2019（03）：182.
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