600MW級及以上的機組，當(dāng)裝設(shè)發(fā)電機斷路器或負(fù)荷開關(guān)時，可從另一臺機組的高壓廠用工作變壓器低壓側(cè)廠用工作母線引接本機組的高壓停機電源，機組之間的高壓廠用母線設(shè)置聯(lián)絡(luò)，互為事故停機電源，此時可不設(shè)專用的高壓廠用備用變壓器。

采用該種接線方式時，若機組正常運行過程中發(fā)生故障，為了防止高壓廠用電源切換導(dǎo)致另一臺機組高壓廠用工作變壓器同時帶載兩臺機組高、低壓廠用電源，影響另一臺機組正常運行，在高壓廠用工作電源進(jìn)線和事故停機電源之間通常不配置快切裝置，事故停機電源僅作為停機檢修電源，不作為事故情況下備用切換電源。

該種接線方式在機組發(fā)生故障情況下，高壓廠用電源無法實現(xiàn)快速切換，此時為了能夠保證機組安全停機，對保安段切換系統(tǒng)提出了更高的要求，因此，研究該種接線方式下保安段切換系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)方式具有十分重要的意義。

1 主接線方式

以某廠2×660MW機組主接線為例，本期新建2臺660MW機組通過1回500kV線路接入系統(tǒng)，本期工程不設(shè)高壓廠用備用變壓器，按一個半斷路器接線形式，500kV配電裝置設(shè)置2個完整串，其中#1主變進(jìn)線和#1出線組成1個完整串，#2主變進(jìn)線和#2出線組成1個完整串，為提高系統(tǒng)的可靠性，將同名元件接入不同側(cè)母線。

發(fā)電機經(jīng)主變接入500kV配電裝置，發(fā)電機出口加裝出口斷路器，每臺機組設(shè)置1臺高壓廠用工作有載調(diào)壓分裂變壓器和兩段10kV工作母線段，兩臺機組的10kV互相聯(lián)絡(luò)，作為事故停機的電源。電廠高壓廠用電源系統(tǒng)采用10kV級電壓等級。主接線圖如圖1所示。

圖1 主接線圖

該種接線方式未配置高壓廠用備用變壓器，通過兩臺機組10kV互為聯(lián)絡(luò)，作為事故停機電源，滿足《大中型火力發(fā)電廠設(shè)計規(guī)范》及《火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計技術(shù)規(guī)程》要求。

2 保安段切換系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

2.1 保安段切換系統(tǒng)的提出

常規(guī)機組設(shè)計時，通常在高壓廠用母線配置快切裝置，實現(xiàn)工作電源進(jìn)線開關(guān)和備用電源進(jìn)線開關(guān)之間的切換，當(dāng)高壓廠用母線工作電源失電時，由快切裝置將高壓廠用電源切換至備用電源，保證廠用系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，切換方式靈活。

200MW級及以上的機組應(yīng)設(shè)置交流保安電源，保安段接有保證機組安全停機的重要負(fù)荷。保安段切換通常由備自投裝置或ASICO開關(guān)實現(xiàn)，保安段切換邏輯單一。

常規(guī)發(fā)電機組的保安段電源系統(tǒng)配置三路電源，其中前兩路為工作電源進(jìn)線，第三路為柴油發(fā)電機組，兩路工作電源進(jìn)線能實現(xiàn)雙向切換，當(dāng)兩路工作電源進(jìn)線均失電時，起動柴油發(fā)電機組，為保安段提供電源。

該種方式后備電源單一，切換方式靈活性差，同時根據(jù)《火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計技術(shù)規(guī)程》，柴油發(fā)電機組應(yīng)采用快速自起動的應(yīng)急性，失電后第一次自起動恢復(fù)供電的時間可取15～20s，柴油發(fā)電機組自起動過程中，保安段母線處于失電狀態(tài)，失電時間長。

采用上述主接線方式時，由于無法實現(xiàn)高壓廠用電源快速切換，為了防止保安電源失電，保證機組安全停機，對保安段切換系統(tǒng)提出了更高的要求。

2.2 保安段切換系統(tǒng)的構(gòu)成

為了提高保安段切換系統(tǒng)的可靠性及靈活性，采用四電源切換系統(tǒng)，前兩路電源為工作電源進(jìn)線、第三路電源為廠外電源、第四路電源為柴油發(fā)電機，同時在保安段配置快切裝置，由快切裝置實現(xiàn)保安段四路電源之間切換，保安段前兩路電源之間可實現(xiàn)雙向切換，當(dāng)前兩路工作電源均失電時，快切裝置優(yōu)先選擇切換至廠外電源，縮短了保安段失電時間，只有廠外電源無法為保安段提供電源時，才會起動柴油發(fā)電機，由柴油發(fā)電機為保安段提供電源。

同時為了縮短保安段失電延時，在主變、高廠變保護(hù)裝置增加起動保安段快切出口，當(dāng)主變或者高廠變發(fā)生故障時，快切裝置第一時間起動保安段快切，進(jìn)一步縮短了保安段切換時間。

保安段系統(tǒng)圖如圖2所示。

圖2 保安段系統(tǒng)圖

2.3 保安段切換系統(tǒng)的邏輯

汽機PC1A段（鍋爐PC1A段）為保安段第一路電源，汽機PC1B段（鍋爐PC1B段）為保安段第二路電源，廠外電源為保安段第三路電源，柴油發(fā)電機為保安段第四路電源。

本例保安段切換邏輯由保安段配置的快切裝置實現(xiàn)，邏輯如下：

保安MCC正常情況下由汽機或鍋爐PC供電，廠外線路保安電源段供電至7ZKK開關(guān)上側(cè)。

正常情況下，開關(guān)ZKK、4ZKK、5ZKK、1ZKK（或2ZKK）均處于閉合狀態(tài)，3ZKK、7ZKK、2ZKK（或1ZKK）處于斷開狀態(tài)。

1）電源一與電源二之間切換邏輯

若保安MCC A（或B）電源故障，由快切裝置檢測1ZKK（或2ZKK）狀態(tài)及母線電壓，如在合位且母線電壓低則跳開MCC A（或B）電源進(jìn)線開關(guān)1ZKK（或2ZKK），合上MCC B（或A）電源進(jìn)線開關(guān)2ZKK（或1ZKK），保安MCC由B（或A）電源供電。

2）電源一、電源二均失電時切換邏輯

若保安MCC兩段電源均失去，由快切裝置檢測1ZKK、2ZKK狀態(tài)及母線電壓，如在合位且母線電壓低則跳開MCCA、MCCB電源進(jìn)線開關(guān)1ZKK、2ZKK，如本機組保安PC廠外進(jìn)線電源有電，則合本機組保安PC廠外電源進(jìn)線斷路器7ZKK及3ZKK，本保安MCC由廠外電源供電，如本機組保安PC廠外進(jìn)線電源無電，則發(fā)起動本機組柴油發(fā)電機指令并合3ZKK，柴油發(fā)電機組起動后由柴油發(fā)電機控制系統(tǒng)自動合6ZKK，本保安MCC由本機組柴油發(fā)電機組供電。

3）保護(hù)起動快切邏輯

保護(hù)起動快切分為高廠變分支跳閘起動快切和高廠變跳閘起動快切，其中高廠變分支跳閘起動快切實現(xiàn)保安段電源一與電源二之間切換，高廠變跳閘起動快切實現(xiàn)將保安段電源切換至電源三或者電源四。

4）保安段電源恢復(fù)邏輯

當(dāng)機組廠用電源恢復(fù)后，DCS發(fā)出遠(yuǎn)方手動切換命令，快切裝置同期合1ZKK（或2ZKK），跳開3ZKK及7ZKK，DCS停柴油發(fā)電機組。

2.4 保安段切換系統(tǒng)的運行情況

保安段切換系統(tǒng)通過設(shè)計、施工、調(diào)試，驗證了其切換邏輯的準(zhǔn)確性及可靠性，從保安段首次送電至機組達(dá)標(biāo)投產(chǎn)以來，保安段切換均能正確動作，滿足設(shè)計要求，切換方式靈活，運行安全可靠。

3 結(jié)論

600MW級及以上的機組，當(dāng)裝設(shè)發(fā)電機斷路器或負(fù)荷開關(guān)時，可不配置高壓廠用備用變壓器，通過兩臺機組高壓廠用母線之間設(shè)置聯(lián)絡(luò)開關(guān)，互為事故停機電源。該種主接線方式，能夠節(jié)約建設(shè)成本，但是由于高壓廠用電源無法實現(xiàn)快速切換，對保安段切換系統(tǒng)就提出了更高的要求。

本例在保安段配置四路電源，通過快切裝置實現(xiàn)保安段各電源之間切換，切換方式靈活，運行狀況良好，可以給類似項目提供參考。