（国家电投集团江西峡江发电有限公司）
摘要：针对峡江水电站厂用电系统运行中存在的突出问题，提出切实可行的改进方案，以提高厂用电系统的可靠性、稳定性和灵活性，为机组的安全稳定运行提供保障，为实现区域性集控运行模式提供必要设备条件。
关键词：峡江电站；厂用电系统；存在问题；改进方案
1电站概况
峡江水利枢纽工程位于赣江中游江西省峡江县巴邱镇上游峡谷河段，距巴邱镇约6km，是一座以防洪、发电、航运为主，兼有灌溉、水资源调配等综合效益的水利枢纽工程。电站厂房安装有9台40MW的灯泡贯流式水轮发电机组，总装机容量为360MW，年平均发电量11.44亿KW•h。电站首台机组于2013年8月投产发电，目前9台机组均已全部投入运行。
2厂用电系统运行方式
峡江电站发电机电压侧接线采用三机一变扩大单位接线方式，发电机出口母线电压为13.8KV，厂用电电源分别由13.8KVⅠ段和Ⅲ段母线供电，采用10KV及0.4KV两级供电电压（具体接线见图1）。10KV厂用电正常运行方式为母线分段运行，两段母线之间没有联络开关。0.4KV厂用电共分为七段厂用负荷母线和两段坝区负荷母线，七段厂用负荷母线设有4个备自投装置（深圳国立SID-409B型），Ⅰ、Ⅱ段为机组自用电母线，装有备自投装置BZT12。
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图1：厂用电系统图
3厂用电系统存在的问题
厂用电系统的稳定可靠是发电厂安全稳定运行的基础，系统配置合理和消除系统安全隐患、潜在缺陷是保证系统稳定运行的关键。自9台机组全部投运以来，厂用电系统在运行的可靠性和灵活性方面存在的问题和缺陷逐渐显现出来，主要表现在以下几个方面：
（1）电站无外来备用电源。电站设计时规划保留两条施工电源作为外来备用电源，建设期间利用施工电源已运行过一段时间，供电可靠，但施工结束后这两段电源线均被拆除，使电站失去了外来备用电源。
（2）BZT12回切功能不能实现。即0.4KVⅠ、Ⅱ段母线由分段转串联运行时，BZT12能正常动作，但由串联转分段运行时，BZT12无法动作，必须人工手动倒换，若人工操作时间过长，辅机双电源切换装置又不动作，就很容易引起非停事故,在操作过程中已出现过此类现象。
（3）BZT12与辅机双电源切换装置动作配合不合理。目前，峡江电站将辅机双电源切换装置设置为“自复”动作方式（即主、备用两路电源正常情况下，当主用电源出现故障时，装置自动将负荷切换到备用电源，而主用电源恢复正常后，装置又自动将负荷切换回主用电源），但是却将BZT12设置为单向动作，这样设置主要是为了防止双电源切换装置反复动作，遇到机构动作不良卡在中间位置的概率增多，从而造成主、备用两路电源供电均中断，同样也会引起事故停机。这种配合方式主要是从双电源切换装置考虑，没有考虑到备自投装置，使得备自投装置的动作过程必须要人工帮助才能完成，而人工操作失误概率比自动化元件更大，动作可靠性反而得不到保证，失去了备自投装置保证供电不间断的意义。
（4）柴油发电机应急电源与0.4KV机组自用电母线间没有电气连接，不能为机组辅助设备提供必要应急电源，满足不了全厂失压后机组黑启动的需要。
4厂用电系统改进方案
机组自动化的完善可靠是实现水电厂机电合一，无人值班、少人值守远程集控运行模式的必要条件。厂用电系统作为保障机组安全运行的重要设备之一，必须配备性能先进和高可靠性的控制系统与接线方式，以满足机组对供电装置安全、可靠、迅速、准确的要求。故针对峡江现场实际情况，考虑采取以下措施来解决厂用电系统存在的问题。
（1）解决电站无外来备用电源的问题。按照规划设计仍从巴邱和福民两个变电站各引一备用电源接至10KVⅠ、Ⅱ段母线，作为发电厂两路明备用电源。
（2）BZT12设置为可回切方式，实现双向备用功能，并将辅机双电源切换装置设置为“不自复”方式。所谓“不自复”方式是指主、备两路电源正常情况下，当主用电源出现故障，装置自动将负荷切换到备用电源，而当主用电源恢复正常后，装置不会自动将负荷切换回主用电源，仍将保持备用电源合闸状态，但当备用电源出现故障，而主用电源正常时，装置还是会将负荷自动切回主用电源的。这样设置存在一个不足之处就是可能造成两段自用电母线所带负荷不均衡，甚至所有负荷均工作在同一段母线上，可能造成很多大功率用电设备同时启动，使启动电流过大。为了防止此种现象出现，可安排人员定期检查，必要时手动切换，确保双电源切换装置工作在各自的主用电源上，为了保证安全最好在机组备用状态时切换。
（3）将辅机双电源切换装置设定合理的动作延时，这样BZT12和双电源切换装置均可设置为双向动作，且不会因为动作时间过长造成辅机失电停运，引起机组非停事故。
备自投动作时间要考虑以下几点：一是为避免由于工作母线电压短暂下降导致备自投误动作，备投母线失压启动延时必须大于最长的外部故障切除时间；二是为避免备自投合闸操作后将备用电源合于故障或工作电源向备用电源倒送电，必须确保工作电源被断开后再投入备用电源，备用断路器合闸操作前延时必须大于工作断路器完全切断电路的时间；三是判断母线电压小于失压定值、进线电压小于有压定值，且持续时间超过失压启动时间。综合上述三点可设定断路器分合闸检测时间为0.1秒、母线失压确认延时定值为0.1秒、母线无压确认延时定值为2秒，再加上断路器操作机构动作时间0.1秒，所以备自投动作时间不会超过2.5秒，这样双电源切换装置动作延时就可设定为2.5秒。
目前，电站机组受辅机供电中断影响，会造成事故停机的保护主要有两个，即润滑油中断（延时5秒）、风机故障（延时40秒）。当0.4KVⅠ或Ⅱ段母线失电时，由双电源切换装置动作恢复对辅机供电，由于双电源切换装置机构转换时间为3～5秒，加上设定的动作延时2.5秒，则辅机断电时间会达到5.5～7.5秒，而润滑油高位油箱由正常油位下降至过低油位（保护动作停机油位）所需时间约为5分钟，所以润滑油泵停运7.5秒并不会引起轴承润滑油中断，相应保护不会动作引起停机。至于轴流冷却风机，因受启动电流影响设置为每2秒启动两台风机，天阿机组8台风机全部启动起来耗时8秒，所以风机故障保护延时大于15.5秒就能满足要求，故目前设定的40秒延时可不做修改。经过分析可发现双电源切换装置设定2.5秒的延时后，对可能造成机组事故停机的两个保护并无影响，足见此方案还是可行的。
（4）从现有柴油发电机出口母线上敷设一条电缆，直接接至0.4KV机组自用电母线上，作为机组黑启动时的厂用电源。如图2所示：新加装一个开关420QF，并利用400VⅠ段上两个备用抽屉式开关将柴油发电机应急电源接至400VⅠ段母线，给机组辅助设备供电，为实现电站黑启动创造条件。
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图2
（5）在10KVⅠ、Ⅱ段母线之间加装联络开关。正常运行时，联络开关断开，10KV两段母线分段运行。当1、2号厂高变任意一台发生故障或进行检修、试验时，母线联络开关合上，两段母线串联运行，由一台厂高变带两段母线负荷，修改相应过流保护定值即可，此方案简单易行，投资成本不高，又能满足厂用电供电可靠性和运行方式灵活性的要求。
5结束语
峡江电站通过上述措施的改进后，从理论上来说是可以改善厂用电的运行条件，使厂外电源得到加强，厂内电源运行方式得到优化，大大提高厂用电的运行可靠性和稳定性的，对确保电厂设备的安全稳定高效，实现无人值班、少人值守的集控运行方式，发挥重要作用的。
参考文献
[1]深圳国立SID-409B型备用电源自动投入装置技术说明书.
[2]北京北元BM65Q1、BM30Q1系列双电源自动转换开关技术说明书.
[3]江西峡江水电站厂用电系统备用电源自动投入装置动作定值单.
[4]江西峡江水电站运行规程.