ASCO开关在发电厂保安PC段及厂用时子环MCC段的应用
【摘 要】本文通过对发电厂保安电源系统的正常与事故电源切换方式进行技术分析，并与相关国家标准进行对比，提出保安电源系统采用符合国家标准的自动电源转换开关取代过去设计的采用两个框架断路器组合进行切换的方案。 国家于2002年颁布了标准GB/T14048.11“自动转换开关电器”，该标准等同采用IEC60947-6-1（1998）标准。该标准适用于额定电压交流1000V以下或直流1500V以下的自动开关转换电器（ATSE）。ATSE适用于紧急供电系统。
ATSE定义：由一个（或几个）转换开关电器组成，用于监测电源电路、并将一个或几个负载电路从一个电源自动转换至另一个电源的电器。
ATSE分类：ATSE可分为PC低温脱硝催化剂级或CB级两个级别
PC级：能够接通、承载、但不用于分断短路电流的ATSE；
CB级：配备过电流脱扣器的ATSE，它的主触头能够接通并用于分断短路电流。
发电厂保安电源系统属于紧急供电系统，按此标准应采用自动切换开关。过去在没有此标准之前，我们一般采用三电源的三个框架断路器加继电器或专用控制装置(DCS)完成保安电源系统的电源转换。现在此标准颁布后，我们来分析一下过去设计与标准规定的差异。
图一、保安段原有接线
一．目前保安电源系统电源运行如下
2 事故时实现工作电源与保安电源系统的切换方式
图一中保安电源与电厂正常工作电源的切换采用三个回路完成，一般在DCS逻辑中我们把保安MCC的三个进线断路器(Q11,Q12,Q13)的逻辑做成常合，真正意义上的切换是由PC馈线的断路器(Q1,Q2,Q3)来完成，其工作模式如下：
正常保安PC由发电厂正常工作PC电源Q1供电，Q1跳闸由正常工作PC电源Q2供电，当正常电源故障时即Q1,Q2均跳闸，保安母线PT检测母线电压降低，经一段时间延时。发信号启动柴油发电机组，当柴油发电机组电压、频率建立后，首先跳开正常电源开关，然后合上柴油发电机组侧开关。 3 正常柴油发电机组试验：
当柴油发电机组试验时，一般仅在柴油发电机组控制屏上启动柴油发电机组，当发电机组电压、频率建立后，空载运行一下，即刻停下柴油发电机组，机组不进行带载试验。
2002年以后保安电源系统电源切换运行如下
3 事故时实现工作电源与保安电源系统的切换方式与前面相同
4 正常柴油发电机组试验：
由于2002年后，厂用电规程要求柴油发电机组正常试验时必须带载，因此，对Q1（Q2）断路器增加同期监测继电器和同期开关开关，试验时，手动投入同期开关，当同期检测继电器检测到柴油发电机组频率、电压以及相角满足同期条件，则发出合闸指令，合上Q1（Q2），此时柴油发电机组与电厂工作电源并联运行，进行柴油发电机组带载试验，试验完毕后手动断开Q3。
林德拉催化剂三．采用断路器和控制系统完成切换存在问题
1．安全问题
1）由于采用断路器进行联琐切换，其联琐切换功能的完成靠中间继电器、时间继电器、辅助接点等孤立器件完成，没有机械联琐，因此存在两个电源开关长期同时并联运行的风险，这样会引起：
a.当事故切换时如由于某种原因（比如继电器触点粘连），使正常电源侧开关未跳开，这会使保安电源通过工作电源开关反向工作段充电，由于保安电源设计并未考虑工作段上负荷，因此可能使保安柴油机过负荷造成柴油机跳闸，保安段失电而使发电厂主设备损坏。
b.如果长期两电源开关并联运行，保安段向工作段反送电，极易造成在工作段进行运行维护、检修人员的触电人身伤害事故。
c.当故障发生于从工作电段到保安段的工作电源进线开关之间这一段电缆上时，如工作电源开关未跳开，则此时将使柴油发电机投到故障上，无法运行，造成电厂主设备损坏。
2．可靠性问题
1）由于采用各种继电器等孤立器件完成切换，因此整个切换的可靠性取决各个孤立器件的可靠性。而其故障率为各孤立器件故障率之和。因此整个切换系统可靠性差。
2）由于由开关厂进行成套，切换系统由设计院设计，系统设计的正确与否只有在现场设备已安装完毕才能检验，因此对切换系统没有事先检验的步骤来保证。
3）各继电器的好坏完全取决于开关厂对外购产品的管理，而由于国内电器元件销售渠道很多，质量控制比较困难，因此外购各种继电器质量比较难于得到保证，很多工程都发生过由于某一个继电器出现问题而使重要辅机没能及时投入，造成电厂很大损失的情况。
4）即使对正规继电器生产厂家，对这种属于批量生产的继电器类产品也只是进行抽检。而对每一个产品的可靠性保证度也不高。从价值学的角度，要求对一个只有几百元的器件保证很高的可靠性也是不现实的。
5）由于是孤立器件，因此在现场设备安装完成前，是无法对切换系统进行试验的，所以谈不上切换系统的可靠性检验。
纤维素水解3．柴油机正常试验存在问题
1）由于新版厂用电技规颁布前，电厂柴油发电机组正常试验只是每月启动一次或两次，并不进行带载，但是2002年新版厂用电技规颁布后，要求保安电源系统装设同期继电器，即要求柴油发电机组正常试验必须带载。因此目前设计的保安电源系统接线中对柴油发电机组侧进线开关装设同期闭锁继电器，正常试验时通过同期开关使柴油发电机组与厂用电并联运行，进行带载试验。
2机房集中监控）由于柴油发电机组与电网并联运行，其出力完全由运行人员手动调节。因此试验过程操作复杂，容易造成柴油发电机组进相或失步运行故障。
3）为了使试验过程控制简化，需要对控制进行修改，既当合上柴油发电机组开关后，再将保安段工作电源开关跳掉，这样自然使柴油发电机组带载。但是这又会造成试验完毕后恢复保安段由厂用电供电的过程操作复杂，即对保安段工作电源开关也必须设置同期继电器和同期开关。造成整个柴油发电机组的带载试验过程复杂，增加发生人为失误的风险。
4.整个切换的过程时间较长
采用断路器接法，整个切换过程切换时间是T=t1＋t2
t1――――DCS命令触发时间
t2――――断路器本体动作时间
根据上述的接线我们将保安2硅酸铝纤维毡PC段采用自动转换开关电器是解决以上问题的最好途径
图二、保安段改进后接线
1）由于自动转换开关同时具有电气和机械闭锁，从根源上完全避免了两种电源长期并联运行的问题。
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