浅谈STS双电源切换装置在伊敏电厂给煤机

引言

华能伊敏电厂二、三期#3、#4、#5、#6机组给煤机是保证锅炉稳定运行的重要设备,给煤机跳闸后将连跳相应的磨煤机,严重影响锅炉的稳定运行,甚至造成机组跳机。每台给煤机控制电源由给煤机系统配备的小型UPS提供,由于现场煤粉尘严重,经常造成UPS切旁路运行和故障,闭锁电源输出,影响给煤机稳定运行。

1给煤机二次系统简介

1.1给煤机二次系统的组成

给煤机二次系统由给煤机变频器柜、给煤机低电压穿越装置柜组成。其中,给煤机变频器柜的作用提供给煤机控制与保护功能:低电压穿越柜的作用为:在系统电压低时,能够对变频器起直流支撑作用,防止给煤机变频器在系统电压低时造成给煤机变频器欠压故障跳闸,提高给煤机系统运行的稳定性。

1.2改造前给煤机电源部分系统

改造前给煤机总电源从0.4kV保安段送至给煤机控制箱

内。一路电源通过0F1空开送至低电压穿越柜内,通过交直流转换后经KM3接触器连接到给煤机变频器直流电源端子上,在给煤机变频器电压低时进行直流支撑作用:另一路电源通过0M空开接到给煤机变频器柜内:UPS输入电源取自动力电源的两相,UPS输出通过0M2空开为给煤机控制电源。

2造成给煤机系统频繁跳闸的原因

2.1给煤机控制电源

伊敏电厂二、三期#3、#4、#5、#6机组给煤机控制系统没有单独的配电室,分布在锅炉厂房各个给煤机本体处。给煤机二次控制系统由给煤机控制柜和低电压穿越柜组成,其中用于给煤机控制电源供电的UPS位于低电压穿越柜内。

2.2造成给煤机UPS装置故障的原因

由于给煤机控制电源用小型UPS在锅炉厂房内,且没有专用的配电室,造成UPS运行环境极差,现场温度高,煤粉多是造成UPS频繁发生故障的原因。

2.3STS装置改造前采取的措施

由于现场粉尘大,伊敏电厂继电保护班将低电压穿越装置散热的进风口及出风口采用加装防尘棉的措施。加装防尘棉后能够隔离大部分粉尘,但每隔一段时间就要更换防尘棉,否则会造成进风口与出风口排风不畅,柜内温度过高。另外每

次检修及机组停机,班组组织对所有的给煤机控制柜、低电压穿越柜进行煤粉清扫工作。

采取上述措施后,给煤机UPS装置由以前的约每半年出现一次故障延长为每一年至一年半出现一次故障。上述措施不仅造成班组成员的工作量巨大,而且未能彻底解决UPS故障问题。

3伊敏电厂给煤机控制电源改造思路及方案

方案一:华能伊敏电厂二、三期#3、#4、#5、#6机组给煤机系统控制电源用的小型UPS经常出现故障,应取消该UPS,采用机组大型UPS供电。由于机组UPS有专门的配电室,室内有空调控制温度,能够彻底解决温度高、粉尘大的问题,且机组用大型UPS稳定性更高。每台机组有8台给煤机,共需要8个空开进行供电,经核实机组UPS没有这么多备用空开,此方案不可行。

方案二:考虑到给煤机只有一路控制电源,一旦电源发生故障将会造成给煤机故障跳闸,将会造成锅炉系统供煤不足,导致机组降负荷,甚至可能造成机组跳机。班组通过对现备用电源的梳理,提出对给煤机增设两路电源。一路取自给煤机本身作为主电源、另一路电源取自机组UPS系统作为辅助电源,辅助电源采用一拖四形式,每台机组只需要2个UPS备用空开就能满足要求。经查阅各种资料,发现伊顿公司的STS1400产品符合现场改造要求,但在给煤机控制电源系统无应用经验,经过与厂家技术人员确认后认为该产品可在我厂给煤机控制电源系统进行改造和应用。

4STS装置介绍

STS装置可在不中断电源的情况下对两个独立电源之间的负载进行自动或手动处理（<6mS）。两个电源中的任何一个电源均可指定为首选电源,而另一个电源即为备用电源。在故障情况下,从一个电源向另一个电源切换是自动且瞬时完成的。

如果首选电源电压超出了额定电压值的士12%容许范围,就会自动切换到备用电源。当电源电压回到士12%容许范围内,又会自动切回到首选电源。

5改造后的给煤机二次系统

5.1改造后给煤机控制与保护系统组成

给煤机二次系统由给煤机变频器柜、给煤机低电压穿越装置柜、给煤机控制电源切换柜（STS）组成。其中给煤机STS装置柜为本次改造新增设备,在主控电源发生故障时能够无扰动切换至UPS电源供电,确保给煤机稳定运行。

5.2改造后的给煤机控制系统

以我厂#5机组为例,#5机组UPS输出两路控制电源025和026,其中025空开下口在端子排上并联接10K1～10K4空开,分别作为#1～#4给煤机备用控制电源:026空开下口在端子排上并联接10K5～10K8空开,分别作为#5～#8给煤机备用控制电源:10K1～10K8空开电源取自各给煤机动力电源的A相,分别作为#1～#8给煤机主控制电源:两路控制电源经STS装置后经10K～80K空开输出至各个给煤机作为控制电源。

6给煤机控制电源改造过程中遇到的问题与解决办法

调试过程中发现在STS装置切换瞬间,给煤机控制柜内K2、K4、K6继电器接点瞬时抖动,造成给煤机变频器转速降为0r/min后再升至给定转速。

经检查发现,DCS给定转速指令经K4继电器常开点后送至给煤机变频器。当K4继电器抖动时,转速给定信号消失,变频器转速降为零,给定信号恢复后,变频器转速升至给定转速。现将K4继电器转速给定接点短死。K4继电器接点短死后,对给煤机进行传动试验发现,给煤机变频器仍有转速降为0r/min再升至给定转速现象。经检查发现,K2继电器有一对常开点接至变频器远方控制信号,K2继电器抖动时,变频器远方控制信号消失,造成变频器频率下降为0r/min。由于给煤机系统从未进行过就地操作,只进行远方操作,所以经申请后将远方控制接点在热工DCS控制柜内短接,解决了频率下降为零的问题。

K6继电器接点为变频器运行接点,送至热工DCS,与热工班核实该接点30S跳磨煤机,K6继电器瞬时抖动不影响磨煤机正常运行,所以该接点瞬间抖动未做处理,不影响给煤机正常运行。

7应用成果

我厂二、三期机组投产以来,给煤机控制回路故障频发,32台给煤机控制回路经过多次检修和抢修工作,每台给煤机控制回路修复次数均在10次以上,且因给煤机控制回路故障导致给煤机跳闸,多次出现机组降负荷以及锅炉燃烧系统投油助燃事件,给机组安全稳定生产带来重大威胁,32台给煤机所用UPS至少更换过一次以上,合计50次以上,按照每台UPS需2000元计算,共计花费10万元。由于给煤机跳闸,联跳磨煤机,发生的降负荷情况,投油枪助燃情况也多次发生,直接、间接造成的经济损失更是无法具体统计。自给煤机控制电源STS改造以来,控制电源故障率几乎为零,同时设备运行状况良好,降低了因UPS损坏带来的维护成本。

8结语

此次改造工作,通过对现场设备缺陷梳理,提出合理的改造思路和方案。本次改造采用无扰动双电源切换STS装置替代原来的给煤机控制电源系统,设备运行更加可靠,提高了给煤机运行稳定性及安全性,且维护量大大降低,节约了设备维护成本。本次改造工作完全达到设计要求,经过生产现场长时间观察使用,效果良好。