摘要：通过对摩洛哥努奥二期光热电站（1*200MW）厂用电切换进行测试，分析在电网失电情况下，厂用电电源由电网供给改为柴油发电机组供给的可靠性及及时性。结果表明：在电网失电情况下，厂用电可及时、可靠的切换至柴油发电机组供给。保证全场应急设备电力供给。
关键词：全球最大光热电站、厂用电切换、备用电源自投、柴油发电机组、及时性、可靠性
引言：厂用电切问题，直接关系着发电厂主设备的可靠、安全以及稳定的运行，其直接影响着运行设备的等效可用的时间。常规电厂设有启备变，微机型厂用电快切装置，能极大提升厂用电可靠性、快速性。摩洛哥努奥二期（1*200MW）光热电站由于设计的特殊性，需向导热油及熔盐提供电力供应，未设计启备变，设计225kV线路一回。厂用电备用电源由3台6.6kV柴油发电机组提供。由柴发控制系统替代常规的微机型厂用电快切装置，大大简化机组DCS的控制系统，保证在电网失电情况下可以安全稳定的停机。
一、摩洛哥努奥二期厂用电切换控制系统设计
柴油发电机控制系统分为四种控制模式，即自动控制模式（AUTOMATIC MODE）、测试模式（TEST MODE）、半自动工作模式（SEMIAUTO MODE）、强行启动模式（DIRECT START）。前三种模式的操作是直接操作柴发控制器面板上的按钮，而强行启动模式则是操作集中控制屏上的按钮。
1、自动模式是电厂常规使用模式，在此模式下，当发生电网（NETWORK INCOMING）失电的情形，柴发控制系统自动接管高厂变6.6kV进线开关的控制权，发出分闸指令，自动断开进线开关，柴油发电机自动启动。三台柴发并列运行组网成功后，向DCS发出分断所有负荷的指令，由DCS分断所有负荷。在接收到DCS发出的负载已断开信号后，自动投合6.6kV柴油发电机进线开关，向中压系统供电。同时向DCS发出要求加负载的信号，在接收到DCS已开始加载信息后，自动运行模式不能被人为变更。此过程从开始至提供稳定的负载输出需要20秒左右时间。
在此过程中，如果电网恢复正常，则柴发控制系统自动向DCS发出电网电源正常的信号，此时DCS向柴发控制系统发出电源回切至电网电源指令。在接收到DCS发出的允许向电网电源回切的信号后，开始柴油发电机组的反同期切换程序，同期完成高厂变6.6kV进线开关的合闸，同时将高厂变6.6kV进线开关的控制权归还DCS，成功将负载转移到电网电源后，将6.6kV柴油发电机进线开关分开，再将三台柴油发电机各自的出口断路器分闸。机组延时4分钟后自动停机，柴油发电机组电源正式从厂用电系统解列。
如果在手动模式下，发生了电网失电的情形，控制系统会自动切换到自动模式，并触发强制自动模式信号的输出。
2、 测试模式有三种类型，第一种为简单测试（SIMPLE TEST）、第二种为带载测试（LOAD TEST）、第三种为全过程测试（FULL TEST），具体测试的类型可在柴发控制器内部设置中选择。
第一种简单测试只是启动机组空载运行，运行时间可以根据具体实际需求设置；
第二种的带载测试，则是将机组与电网电源并列，以固定功率的运行方式运行，并网带载测试持续的时间以及带载的大小可在柴发控制器内部设置；
第三种全过程测试，在此模式下机组工作程序如下：1）柴发自动启动、并列运行组网成功后，自动实现与电网电源的同期并列，自动合上柴油发电机组6.6kV电源进线开关，在实现将负载转移到机组侧后，自动分断高厂变6.6kV电源进线开关，机组独自承担非正常厂用电供给情况下负载的供电任务，此过程运行时间同样可在柴发控制器内部设置进行设置。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆再次与电网电源反同期，同期条件满足后，合上高厂变6.6kV电源进线开关，将负载转移到电网电源后，自动分断柴油发电机组6.6kV电源进线开关，然后，自动断开机组各自出线开关并经冷却空载运行后停机。
第一种测试模式主要用于检查机组的启动性能；第二种测试模式主要用于检查机组的并网带载运行性能；第三种测试模式除了检查机组并网带载性能外，还用于模拟机组并网、切除电网电源、机组带载及电网恢复供电、机组自动停机的全过程，可以检查机组控制系统的工作程序是否正常。从电网运行安全的角度考虑，第二种测试模式下，机组并网带载功率的设置要小于保安段上的运行负载量，尽量避免向电网倒送电。从柴发运行安全的角度考虑，进行第三种测试模式时，保安段上的运行负载量必须小于柴油发电机组的额定容量，否则全过程测试会止步于机组并网带满载运行的阶段。
3、半自动模式下，在柴发控制器触摸屏面板上可人为控制机组的起停和开关的分合，在这种模式下，柴油发电机组的运行可以人为的控制， 且在这种模式下所有操作指令的发出及反馈的接受均通过RS485网线与各台柴发独立的控制单元来实现。
4、强行启动模式则无论机组出于何种工作模式下，无需考虑外围的工况，只要人为的按下控制器面板上的强行启动开关，机组便会自动启动、自动实现三台机组并列运行，只是柴油发电机组6.6kV侧的进线开关不接受控制，无法完成合闸操作。当完成人工分别在触摸屏上分断机组出口开关和停机程序后，将强行启动开关回归原位后机组经冷却后正常机。
二、故障的显示与排除
控制系统采用高度集成化的模块控制，各种运行参数、工作状态、历史记录在控制器触摸屏上均有显示，各种控制器之间通过智能网线(CAN通讯和RS485通讯)相连，当发生通讯故障时，控制器上均有相关的报警信息，此时需要检查相关的通讯链路的硬线连接，方能实现系统的正常工作。
三、柴油发电机组附属系统设计
1、供油系统：
三台柴发设计有集中供油油罐及各自独立的供油系统，在柴油运行过程中，供油系统投入自动，当柴发自带油箱油量低于35%油量时开启供油系统向油箱供油，当油箱油量高于85%油量时停止供油系统。如此反复确保柴油用油正常。由于柴发自带油箱处于相对密闭的一个空间内，因此在气温较高时油分子易挥发，存在相对较高的危险性，因此在油箱布置处安装一套强制通风系统可避免因挥发的油分子浓度过高引发的火灾的事故。
2、通风系统：
由于柴发自带油箱处于相对密闭的一个空间内，因此在气温较高时油分子易挥发，存在相对较高的危险性，因此在油箱布置处安装一套强制通风系统可避免因挥发的油分子浓度过高引发的火灾的事故。
由于柴发布置在集装箱内，运行时内部会产生过高的负压，导致箱体外部的粉尘及灰尘进入箱体，影响柴发运行性能及寿命。因此需在考虑柴发进气的同时应相应的考虑防尘。
四、结论
通过对摩洛哥努奥二期（1*200MW）光热机组厂用电切换性能的检测及分析，结合电厂的特殊性，摩洛哥努奥二期备用电源选用6.6kV柴发机组供应，在电网电源失电情况下首先供给电厂6.6kV电力系统，再逐级向下游负荷输送电力供应，可以可靠的、及时的满足电厂的紧急运转及安全停机。
参考文献：
[1]DL/5000-2000.火力发电厂设计技术规范
[2]DL/T995-2006.继电保护和电网安全自动装置检验规范
论文作者:杨强强
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/14
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