[发明专利]考虑电动机群惰走特性的火电厂低压电源切换方法

说明书

本发明公开了考虑电动机群惰走特性的火电厂低压电源切换方法，包括：仿真低压电动机群惰走特性；针对每一对变压器选择不停电切换使用的切换原理；针对每一对变压器使低压电源不停电切换时间和热控DCS双套辅机切换时间相配合；针对每一对变压器确定低压电源不停电切换和低电压穿越的配合；针对每一对变压器调整继电保护配置方案。本发明用较小的投资将快速切换装置融入现有的低压保护控制系统，实现大型火电厂低压电源事故情况下不停电切换，同时该发明将提高我国电厂设计和总承包工程在国际市场的竞争力，为我国电力企业占领国际市场提供基础性的技术支持。

技术领域

本发明涉及火力发电行业的电气工程技术领域，特别是涉及考虑电动机群惰走特性的火电厂低压电源切换方法。

背景技术

发电机组在启动、停运和故障掉闸时厂用电系统均需进行切换，以保证厂用电系统的安全可靠。过去厂用电切换常采用厂用电与备用电源的并列切换方式或手动停电切换方式，冲击电流大，对电网的安全构成一定威胁，而且操作繁琐，不利于生产的需要。随着技术的进步，高压厂用电源切换广泛应用了快速切换装置，可以在大部分情况下实现不停电切换，保证高压电源在切换时连续可靠运行；但低压厂用电源目前均采用备自投(明备用方式)或手动切换(暗备用方式)方式，仍然存在切换速度慢，切换时停电，冲击电流大等老问题。

根据《火力发电厂厂用电设计技术规定》(DL/T 5153-2014)和《大中型火力发电厂设计规范》(GB 50660-2011)的要求：“当备用电源采用暗备用的方式时，备用电源应手动投入”。国内300MW及以上大型火力发电厂一般按暗备用要求设计，双套辅机分别由成对出现的两台低压变压器(如脱硫变A和脱硫变B，化水变A和化水变B等)供电，当电源侧故障或低压母线失电时采用手动方式切换。但是手动切换的规定是因为带有大量低压电动机的低压厂用母线失电后，电动机群由于惯性惰走会在母线上产生反馈电压，与备用电源电压可能存在冲突，国内没有对考虑电动机群惰走特性下大型火电厂低压电源的自动切换过程进行详细研究，只能采取保守的手动切换方式。手动切换切换时间长，自动化程度低，切换过程中低压电动机会停电，影响机组安全运行。

随着电力系统安全自动装置的高速发展，出现了自动化水平高、技术成熟的低压厂用电快切装置，在石化等其他工业领域得到了一些应用，可以有效地解决手动方式在切换时切换速度和电源同期的配合问题，实现不停电自动快速切换。

海外电力工程也有很多业主要求火电厂低压电源实现备用电源不停电快速自动切换(以下简称快切)。但在国内电力行业，受制于保守的规范要求，低压快切装置并没有在300MW及以上大型发电厂得到应用。低压快切装置能否应用在大型发电厂中？切换过程中暂态过程是什么样的？自动切换有何风险如何规避？与现有的保护系统如何配合？与双套辅机之间的DCS切换时间如何配合？会对电厂工艺系统造成何种影响？这些问题都是亟待解决的。解决这些问题，一方面为海外项目安装低压快切和实现不停电切换提供技术支持，另一方面也为低压快切在我国电力系统的应用和规程规范的升版提供理论支持。这其中的核心问题就是研究切换过程电气暂态过程分析，主要是低压电动机群惰走暂态过程。

综上所述，现有技术中对于火电厂低压电源不停电切换问题，尚缺乏有效的解决方案。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了考虑电动机群惰走特性的火电厂低压电源切换方法，本发明的方案考虑了低压厂用电动机群惰走特性、快速切换原理、双套电源电气快速切换装置与热控DCS切换时限配合、双套电源电气切换与低电压保护跳闸时限配合、交流回路低电压穿越、继电保护的要求，为一种囊括多因素的有效设计方法，将目前大型火力发电厂常规采用的事故情况下电源手动切换方式改为自动不停电快速切换方式，满足大型火力发电厂低压厂用电持续供电的要求。

考虑电动机群惰走特性的火电厂低压电源切换方法，包括以下步骤：