甘肃电投武威热电有限责任公司 董光鹏

电源切换是较为复杂的过程，在供电系统发生故障的情况下，只有正确及时地进行电源切换才能为后续使用提供保障，对重要母线、设备一般均设有快切装置和双电源切换装置，才能保证故障情况下重要设备不停电，保证机组安全稳定运行。在厂用电源进行切换过程中，机组厂用电系统接带重要设备不能因厂用电源切换而承受过载和冲击，必须保证运行机组输出功率稳定连续，或在切换之后能够保证机组可靠稳定工作或安全停机。因此，厂用电系统安全快速切换对减少事故损失、保护人身与设备安全至关重要。

1 某厂6kV 集中段电源接带方式

某厂6kV 集中段母线设计有两路电源，分别取自#1机6kV 工作段母线和#2机6kV 工作段母线，正常运行中一路运行、一路只能手动备用，6kV 母线备用可靠性较低，不能满足要求（图1）。

图1 6kV 集中段电源接带方式

某厂6kV 集中段主要接带设备有其中6kV 集中0A 段接带7台6kV变压器、10台6kV 高压电动机，6kV 集中0B 段接带8台6kV 变压器、10台6kV 高压电动机，包括脱硫变、水务中心变、输煤变、翻车机变、碎煤机、空压机，辅机循环水泵、脱硫真空泵、斗轮机。单机运行时，若6kV 集中段由停运机组接带，停运机组6kV 母线检修时必须对6kV 集中段停电，运行操作量较大，安全风险较高，斗轮机上煤系统被迫停运将严重影响运行机组稳定性。

2018年机组单机运行，邻机检修期间需对6kV集中段电源由停运机组倒换至运行机组，集中0A 段双电源6011B、6012B 无电源切换装置且无相互闭锁；集中0B 段双电源6021B、6022B 无电源切换装置且无相互闭锁，存在较大安全隐患，一方面由于两路电源取自不同机组，若采用先合后分操作方法可能发生严重的非同期合闸事故，若采用先断后合操作方法必先将集中段负荷全部停运，对机组造成严重风险。后为尽可能降低安全风险，发电运行部制定安全措施，将6kV 段负荷全部转移至另段运行，安排6～8名专项操作人员同时进行操作，耗时12小时将集中段由停运机组转移至运行机组，全力保证机组可利用检修时间，另段采用同样方法进行电源倒换。

2 改造思路及原理

为尽可能减低高风险操作，节约操作人员、降低成本，经多方考虑准备在2019年机组检修期间采用以下两种操作方法保证电源切换。

2.1 增加双电源闭锁逻辑，防止非同期合闸及人为误操

合闸6kV集中0A 段6011B断路器的条件：6021B 断路器在分位；合闸6kV 集中0A 段6021B断路器的条件：6011B 断路器在分位；合闸6kV集中0B 段6021B 断路器的条件：6021B 断路器在分位；合闸6kV 集中0B 段6022B 断路器的条件：60112B 断路器在分位。

2.2 利用集中段停电机会加装电源切换装置

深圳国立智能电力科技有限公司生产的SID-8BT-A 备用电源快速切换装置，该装置具备多种切换功能。

2.3 正常电源切换

正常电源切换可由手动启动，在DCS 系统或切换装置面板上均能实现，可提供采用远方或就地切换方式进行人工选择。正常切换可选择双向切换，即工作电源与备用电源之间可以相互进行切换。正常切换具备以下方式：

2.3.1 并联切换功能

并联自动：手动启动切换功能，若并联切换条件满足，先合备用（工作）断路器，经一定时间延时后再自动跳开工作（备用）断路器，若在一定延时时间内已合上的备用（工作）断路器因某种原因（如保护动作）跳开，则切换装置不再自动跳工作（备用）断路器，以免发生厂用电失电。若装置启动后并联切换条件不满足，则切换装置将闭锁发信，等待进行人工确认复归。

并联半自动：手动启动切换功能，若并联切换条件满足，合上备用（工作)断路器，而跳开工作（备用）断路器的操作由运行人员选择完成。若在一定延时的时间内运行人员未跳开工作（备用）断路器，电源切换装置发出报警，避免两路电源长期并列运行。若启动后并联切换条件不满足，切换装置闭锁发信，等待进行人工确认复归。并联切换方式适用于频率相同且相位差较小的两个电源间的电源切换，此方式下只有一种实现方式：即快速切换，我厂#1机组、#2机组属于同一330kV 站内运行，以上两种方法均可采用。

2.3.2 串联切换功能

正常串联切换功能手动启动，切换装置先发跳工作（备用）断路器指令，确认工作（备用）断路器跳开且切换条件同时满足时，合上备用（工作）断路器电源。正常串联切换适用于频率相差较大或相位差较大的两个电源间切换。

2.4 事故切换

事故切换由装置出口进行启动，只能由工作电源向备用电源切换，即保护启动后先跳开工作电源断路器，确认工作断路器已跳开且切换条件满足时再合上备用电源断路器。串联切换一般四种实现方式，快速、同期捕捉、残压、长延时。切换不成功时可自动进行同期捕捉、残压、长延时选择，我公司理论上具备采用此种切换方式。

2.5 不正常情况切换

不正常情况切换当切换装置检测到不正常情况后自行启动，只能由工作电源向备用电源进行切换。

综上，通过采用方法1避免了DCS 人员误操作引起非同期并列的可能性；通过采用方法2解决了电源快速倒换问题，考虑结合#1机组、#2机组厂用电源快切装置启动模式，我厂6kV 集中段电源属于同频系统且固有相位差不大的两个电源切换，6kV 集中段正常切换选用并联自动模式，事故切换和不正常切换均不采用，选用正常并联自动切换方式只做提供运行正常电源倒换操作。

3 改造优化后应用

2019年利用机组检修期，分别在4月、5月将6kV 集中段变压器、电动机全部停运，停运6kV 集中段，由设备技术部继保班进行电源切换屏安装、调试。工作结束后，经试验验证，6kV 集中0A、OB 段电源切换装置具备改造效果在实现快速切换时，机组高压厂用母线的电压下降、电动机转速下降均很小，实现勿扰切换，备用电源分支启动电流也不大，较为安全可靠。

2019年#1机组、#2机组检修，2019年#0启备变检修、2020年#0启备变检修期间，发电运行部灵活调整6kV 集中段运行方式，可靠保证了机组安全运行；6kV 集中段母线电源接带方式倒换时，单段运行操作时间由24小时缩减至0.5小时，操作人数由6～8人缩减至2人。整体操作时间由48小时缩减至1小时，操作人数由6～8人缩减至2人，操作时间、操作任务和操作人员全部实现节约，安全性也大大提高，实现了预期改造目标。

综上，随着近年来单元机组容量增加，火电厂安全、经济压力逐步增加，电机变频节能装置、整流装置在火电厂中的应用越来越广泛，电厂负载的容量和特性均发生较大变化，且部分环保、调度数据电源必须保持连续运行，不停电压力越来越大，须充分保证相关设施设备可靠运行。